Фотоэлектрический преобразователь угла поворота вала в код Советский патент 1979 года по МПК G08C9/06 

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для преобразования угловых неремеи1ений в число импульсов, пропорциональное величине перемещения.

Известны фотоэлектрические преобразователи угла поворота вала в код, содержание установленный на входном валу диск, осветители, оптически связанные через соответствующие дорожки кодирующего элемента с отражателями, оптически связанными со смещенными между собой вдоль направления перемещения фотоприемниками, закрепленными вместе с осветителями на общем кронштейне .

Недостатком известных преобразователей является их недостаточная надежность, вызванная возможностью колебаний кодирующего элемента и выдачей в этой связи искаженной информации.

Наиболее близким решением является преобразователь, содержащий осветители, оптически связанные через соответствующие дорожки кодирующего элемента с закрепленными на входном валу отражателями, оптически связанными со смещенными между собой вдоль направления перемещения фотоприемниками, закрепленными вместе с освепполями на обн1,см кронштейне 2.

Недостатком известного преобразователя является его невысокая надежность, вызванная возможностью формирования избыточной информации при наличии в основном направлении движения возвратно-поступательных колебаний.

Целью изобретения является новыщение надежности нреобразователя.

Это достигается тем, что в него введены упоры и подвижный кропштейн, кодирующий элемент выполнен в виде диска, ступица которого закреплена на входном валу и фрикционно связана с подвижным кронштейном, на котором установлены отражатели, а ПОДВИЖНЫ) и неподвпл-сный кронштейны связаны между собой упорами.

На фиг. 1 изображен преобразователь, вид со стороны плоскости кодирующего диска; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б lia фиг. 1.

Фотоэлектрическ:лй преобразователь содержит диск 1 с дорожками (отверстиями) 2, равномерно расположенными по окружности диска 1. На кроиштейне 3 укреплены неподвижно первая пара осветитель 4 - фотоприемник 5 и вторая пара осветитель 6 - фотопрнемник 7. Соответствующие пары осветителей и фотоириемнпков расположены в диаметрально-секущих плоскостях, проходящих перпендикулярно плоскости диска 1. Соответствующие плоскости смещены относительно друг друга на нецелое число шагов дискретности диска 1, в данном случае на половину шага дискретности. Подвижный кронштейн 8 установлен на ступице 9 диска 1 и фрикционно связан с ней, кронштейн 3 и подвижный кронштейн 8 снабжены соответственно упорами 10, 11. На подвижном кронштейне 8 на соответствуюи1,их дорожках, имеющих форму концентричных окружностей, размещены отражатели 12, 13, которые смещены относительно друг друга по соответствующим дорожкам на нецелое число шагов дискретности, равное величине относительного смещения соответствующих пар осветителей и фотоприемников, в данном случае на половину шага дискрет 1ости. Плоскости преломления лучей в совмещеином положении кронштейнов 3, 8 совпадают с диаметрально-секущими плоскостями, в которых расположены соответствующие пары осветителей и фотоприемников, чем достигается их оптическая связь.

Преобразователь угла поворота вала в код работает следующим образом.

При движении «вперед упор 11 кронштейна 8 упирается в упор 10 кронштейна 3, кронштейны 3 и 6 устанавливаются в совмещенное положение. Диск 1, преодолевая силу трения между стуиицей 9 и кронштейном 8, поворачивается относительно крон штейнов 3 и 8. По мере вращения диска 1 каждое из отверстий 2 последовательно проходит между парой осветитель 6 - фотоприемник 7 и отражателем 13, затем между парой осветитель 4 - фотоприемник 5 и отражателем 12.

Сигналы с выходов фотоприемников 5,

7поступают соответственно на формирователи и заиоминающие элементы (на чертежах не изображены), на выходе которых формируется последовательность импульсов.

При возможном колебательном движении «назад диск 1 и сцепленный с ним силами трения кронштейн 8 с отражателями 12, 13 совершают совместное колебательное движение, тем самым разрывая оптическую связь соответствующих пар осветите;1ей 4 и 6 фотоприемников 5 и 7, при этом выходные импульсы не формируются.

Очередной импульс будет сформирован после поворота диска 1 в направлении движения «внеред относительно кронштейнов 8 и 3, когда упор 11 кронштейна

8упрется в упор 10 кронштейна 3, Если колебательное движение назад диска 1 начато при наличии оптической связи одной из пар осветитель - фотоприемник, то когда упор 11 кронштейна 8 упрется вновь в упор 10 кронштейна 3, будет опять восстановлена оптнческая связь соотв(тствуюн1,ей пары освет 1те; ь-фотопрнемник.

Импульс с выхода фотоприемника 5 и 7 поступит на триггер запоминающего элемента, подтвердив его состояние, ранее установленное при начале колебательного

движения назад. Поскольку перехода состояния триггера не последует, то ложный импульс сформирова) не будет. Флуктуации 15 клиале оптичсской связи прпгюдят к ана;1огичиому с:гуча1о.

Для обеспечения работоспособности фотоэлектрического преобразователя при смене основного направленного движения суммарная толщила 10, 11 выполняется меньше ширины отверстия 2 диска 1. В

этом случае при основном направленном

движении упор И кронштейна 8 упирается в упор 10 кронштейна 3 слева (фиг. 1). Поскольку суммарная толщина упоров 10, 11 меньше ширины отверстия 2, то оптичеекая связь соответствуюших пар осветителей и фотоприемииков обеспечивается. Режим работы при этом аналогичен описанному выше.

Устранение последовательно осуществляемой оптической связи двух пар осветителей и фотоприемпиков при возвратпо-поступательных колебаниях вала исключает формирование избыточных импульсов и позволяет отказаться от дополнительных стабилизирующих устройств, а также отпадает необходимость в гибких выводах осветителя и фотоириемника, упрощается построение диска и системы съема информации, что упрощает фотоэлектрический преобразо ватель и повышает его надежность.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е и и я

Фотоэлектрический иреобразователь угла поворота вала в код, содержаший осветители, оптически связанные через соответствуюшие дорожки кодирующего элемента с закрепленными иа входио.м валу отражателями, оптически связанными со смещенными между собой вдоль наиравления иеремещеиия фотоприемпиками, закрепленными вместе с осветителями иа общем крони тейне, о т л и ч г ю И1 и и с я тем, что, с целью

повышения надежпости преобразователя, в пего введены упоры и подвижный кроиштейи, кодирующий элемент выполиеи в виде диска, ступица которого закреплена на входном валу и фрикционно связана с

подвижным кронштейном, на котором установлены отражатели, а подвижный и неподвижный кропштсйиЬ) связаны между собой упорами.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 222204, кл. G 08 С 9/06, 11.04.68.

2.Авторское свидетел1 ство СССР № 19935, кл. G 08 С 9/00, 11.06.71.

,

1 to //

/.-ЕЗГй

Фиг. 2