Сканирующее устройство Советский патент 1990 года по МПК G02B26/10 

Изобретение относится к оптическим устройствам для отклонения светового луча от объекта и применяется для качения вторичных зеркал орбитального телескопа при исследовании источников инфракрасного излучения.

Цель изобретения - расширение диапазона сканирования с повышением его точности.

На фиг,1 изображено сканирующее устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1 на фиг.4 - РИД В на фиг.З; на Фиг.5 - вид Г на фиг.З; на фиг.6 - речение Д-Д на фиг.4; на фиг.7 - сечение Е-Е на фиг.З; на фиг.8 сечение Ж-Ж на фиг,1; на фи.9 - вид В на фиг.З, промежуточное положение; на фиг.10 - вид Г на фиг.З, промежу- точное положение; на фиг.11 - сечение Д-Д на фиг.4, промежуточное положение.

Универсальное сканирующее устройство (фиг.1) содержит отражающую поверхность 1, изготовленную на подложке 2 и установленную на подвижных опорах 3 и 4, определяющих ось 0-0 качания (фиг.2). Подвижная опора 3 и

4состоит из оси 5 с иглой 6, взаимодействующей с цапфой 7, закрепленной в подложке 2. Игла 6 и цапфа 7 выполнены из драгоценного материала с высокой прочностью на истекание. Ось

5установлена на основании 8 с возможностью перемещения относительно . Своей оси и закреплена гайками 9. На внутренней поверхности подложки 2 Ьыполнены выборки для уменьшения ее Иассы, что снижает момент инерции Качающейся конструкции в сравнении с цельностеклянным зеркалом. Устройств Содержит два магнитоэлектрических движителя 10 и 11, установленных в плоскости, перепендикулярной подвиж- Ной опоре (оси 0-0) и равноудаленных от вертикальной оси поверхности 1. Каждый движитель состоит из магнито- рроводов 12 с постоянными магнитами 13, закрепленных на основании 8 (фиг.З), и катушек с обмотками 14, закрепленных на подложке 2 (фиг,1). Обмотки 14 входят в рабочие зазоры 1 магнитопроводов 12.

Основание 8 имеет выступ 16 с от- Яерстиями 17 (фиг.1, 3), а я непод- рижной опоре 18 выполнена канавка Т9 Шарики 20 установлены одновременно в отверстиях 17, канавке 19 и заперты

5

0

5

0

5

0

5

0

5

втулкой 21 так, что основание 8 имеет возможность свободно вращаться относительно оси, совпадающей с центральной осью отражающей поверхности 1. В основании 8 выполнены пазы 22, совпадающие с рабочими зазорами 15, а обмотки 14 снабжены выступами 23 с возможностью прохода в пазу 22 (фиг.1, 8). Выступы 23 взаимодействуют с пальцами 24, установленными в основании 8 с возможностью вертикального перемещения, и пружиной 25, упругая сила которой пропорциональна силе, развиваемой магнитоэлектрическими движителями 10 и 11, и регулируется прокладками 26 (фиг.1).

На основании 8 закреплен червяк 27 самотормозящей червячной неподвижной опорой 18. На противоположных концах вала червяка 27 установлены узлы вращения (фиг.З, 4 и 5), каждый из которых содержит диск 29 с отверстиями 30, закрепленный на валу червяка 27, рычаг 31, свободно установленньй на валу червяка 27, средняя часть которого внедрена в прорезь (фиг.1) пальца 24, и помещенный в продольный паз 32, выполненный в основании 8 (фиг.8). На рычаге 31 установлен шток 33 со скошенной поверхностью 34, взаимодействующей с отверстием 30 и пружиной 35, упругая сила которой прижимает шток 33 к диску 29 (фиг.6, 7). Шток 33 имеет канавку 36, взаимодействующую со штифтом 37, обеспечивающим стабильное положение скошенной поверхности 34 в верхнем положении (фиг.6, 7). Отверстия 30 расположены на дисках 29 под углом у, диск 29 одного узла вращения смещен в диаметральной плоскости относительно диска другого узла вращения на угол у/2 (фиг.4, 5). При этом шток 33 одного узла вращения взаимодействует с отверстием 30 (фиг.6), а шток 33 другого узла вращения смещен относительно отверстия 30 на угол -v/2 (фиг.7). Пружина 38, установленная на валу червяка 27, прижимает его к червячному колесу 28, устраняя зазоры, и оказывает дополнительное усилие к самоторможению передачи. Устройство содержит переменное кольцевое сопротивление 39, закрепленное на опоре 18 и контактирующее с подпружиненным контактом 40, Шагу изменения положения плоскости сканирования соответствует угол d.

Устройство работает следующим образом.

Отражающая поверхность 1 устанавливается в нулевое положение и телескоп направляется на исследуемый объект. На катушки с обмотками 14 движителей 10 и 11 подается управляющий ток, которые, взаимодействуя с магнитопроводами 12, втягиваются в рабочих зазорах 15 и отклоняют отражающую поверхность 1 относительно оси 0-0, которая гарантированно зафиксирована иглами 6, что сводит биение оси и трение к нулю. Расстояние h (фиг.2) от оси 0-0 качания до поверхности 1 выполнено минимальным, что дополнительно повышает точность качания. Четкость крайних положений поверхности 1 при отклонении на угол if достигается за счет упругой силы пружин 25 и точного по времени мгновенного переключения подачи управляющего тока в обмотки 14 движителя 10 на обмотку 14 движителя 11. Угол и скорость отклонения поверхности 1 управляются величиной тока и временем его действия.

При колебаниях поверхности 1 на угол ц до 10 угл. мер. выступ 23 перемещается в вертикальной плоскости на величину 4,, равную

4 ItglO 85-0,00291 0,24735

0,3 мм, i

где 1 - расстояние между плоскостями, проходящими по сечениям А-А и Ж-Ж (фиг.1).

Средняя часть рычага 31 меньше прорези пальца 24 на величину 2 Л и поддерживается в среднем положении пружинами 25, при колебаниях на угол Lf не происходит взаимодействия рычага 31 и пальца 24 (фиг.8). При этом червяк 27 фиксирует основание 8 относительно червячного колеса 28, определяя начальное положение плоскости сканирования относительно неподвижной опоры 18, регистрируемое контактом 40 и сопротивлением 39.

Изменение положения плоскости сканирования на угол о осуществляется подачей на обмотку 14 движителя 10 импульсного тока, которая значительно втягивается в рабочих зазорах 15 и пазу 22, Выступ 23 перемещает палец 24, которьй взаимодействует с рычагом 31 перемещения его в пазу 32.

Рычаги 31, взаимодействуя штоками 33, поворачивает диски 29 и чер0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вяк 27 на угол W2 (фиг.9, 10), кото- гыи, обкатываясь о колесо 28, поворачивает основание 8 вокруг оси, совпадающей с центральной осью поверхности 1. После прекращения действия импульсного тока пружина 25 возвращает рычаг 31 в первоначальное положение (фиг.4) оси 5, штоки 33 проскальзывают, взаимодействуя скошенными поверхностями 34 с отверстием 30 (фиг.11). При этом шток 33, смещенный относительно отверстия 30 на угол у/2, входит во взаимодействие с отверстием 30, а шток 33 противоположного узла вращения оказывается смещенным на угол у/2 (взаимозамена положений на фиг.6 и 7), и обеспечивается фиксация нового положения плоскости сканирования. Таким образом, основание 8 с отражающей поверхностью занимает новое положение, определяемое углом относительно первоначального положения.

В предлагаемом устройстве ъ/2 5°, .. передаточное число червячной передачи и 50,. тогда at я 6.

При необходимости, изменяя и и, можно получить заданный шаг изменения положения плоскости сканирования. Дальнейшее изменение положения плоскости сканирования осуществляется аналогичным образом. Контакт выступов 23 с канавкой пальца 24 обеспечивает стабильность рабочих зазоров 15 и четкую работоспособность устройства.

Формула и-зобретения

Сканирующее устройство, содержащее подложку с отражающей поверхностью, установленную с возможностью качания с помощью двух магнитоэлектрических движителей, подвижные обмотки которых закреплены на подложке, неподвижную опору, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона сканирования с повышением точности, в устройство дополнительно введено основание, размещенное на неподвижной опоре с возможностью вращения в плоскости, параллельной ппоскости отражающей поверхности, при этом подложка шарнирно связана с основанием, на котором размещены магнитоэлектрические движители, а их подвижные обмотки контактируют с установленными на основании подпружиненными пальцами, один из которых

выполнен с прорезью, в которой размещен рычаг, свободно установленный на валу червяка, размещенном на основании, и взаимодействующий с червячным Колесом, жестко закрепленным на неподвижной опоре, при этом на рычаге установлены подпружиненные штоки с

торцовой скошенной поверхностью, взаимодействующие с отверстиями дисков, закрепленных на валу червяка с обоих его торцов, причем один диск смещен в диаметральной плоскости относительно другого на величину половины угла поворота червяка.

Изобретение относится к оптическим устройствам для отключения светового луча и применяется для качания зеркал телескопа. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. В сканирующем устройстве, содержащем подложку 2 с отражающей поверхностью, установленной с возможностью качания, магнитоэлектрические движители 10, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси качания, и обмотки 14 которых закреплены на подложке 2, на неподвижной опоре 18 размещено основание 8 с возможностью вращения в плоскости отражающей поверхности. На основании 8 установлены подложка 2, магнитоэлектрические движители 10, подпружиненные пальцы 24, контактирующие с обмотками 14, и самотормозящий червяк 27, взаимодействующий с червячным колесом 28, жестко установленным на неподвижной опоре 18. На противоположных концах вала червяка 27 закреплены диски с отверстиями, а рычаг 31 свободно установлен на валу червяка 27 и расположен в прорези па льца 24. На рычаге установлены два подпружиненных штока, взаимодействующих с отверстиями дисков, при этом один диск смещен в диаметральной плоскости относительно другого на величину половины угла поворота червяка. 11 ил.

Г

Фиг. 2

Фиг.З

8

Фиг.6

29

Вид Г

Повернуто

|-Ј 50

8

Е- В

-29 -М

35

ъящ

Фи.7

-Э1

31

LJ 29

Вид В

30

31

Фиг. 9

Вид Г подернуто

30

31

29

Фиг. 10

Фиг. 11