Клиновой оптический компенсатор Советский патент 1980 года по МПК G02B27/00 G02B26/08 

. - 1 -Г Изобретение относится к области оптико-электронных приборов, например, оптических локаторов, и может быть использовано, в частности, Дзтя кoмпeнcaции отклонения оптической оси локатора от заданного направления, для компенсации смещения оптической оси аэрофотоаппарата от.направления на объект фотографирования и т.п. Известен клиновой оптический койпёнсатор, содержащий установ.пенные вдоль общей оптической оси две .пары клиньев, каждая из которых компенсирует смещение оптической оси по одному из двух взаимоперпендикулярнйх: направлений, например,по азимуту ла и углу места дЬ 1, Ближайшим из известных потехни че.ской сущности к изобретению яв.1Яется КЛИНОВОЙ оптический компёнса Ор содержащий пару оптических клиньев, установленных вдоль общей оптической оси uoeopotHo относительно друг и прибор управления, выход которого подключен к управляющему входу задатчика угла поворота клиньев относитель но друг друга 2. Компенсатор содержит общий привод управления клиньев, управляющий вход которого подключен к выходу задатч-йка угла поворота клиньев относительно друг друга. образом, этот оптический компенсатор компенсирует смещение оптической оси аэрофотоаппарата от заданного направления на объект фотографирбвания только при прямолинейном полёте самолёта при Отсутствии колебаний пО крену и тангажу. В противном случае происходи смазывание изображения з счет смеще- ния плоскости отклонения оптической оси от Плоскости направлеиия на объ-ект фотографирования. Другим недостатком компенсатора является то, что он;.обладает сравни-, тельно большой инерционностью и, соответственно, низкЪй динамической точностью компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, так как его оба клина содержат общий привод управления (через редуктор). . Целью изобретения является повьаиение динамической точности компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, а также упрогцение конструкции и повышение надежности работа. Эта цель достигается тем, что каждый оптического компенсатора

снабжен автойокпйм привйдом управле- ;

и-сумйатор-бй7 выход задатчика угла поворота клиньев подключен к управляющему входу одного из сумматЬрЬв и через дополнитепьно ввёденный йнВёртор к управляющему входу другого сум- г матора, вторые управляющие входы сумматоров связаны с вторым выходом прибора управлейия, а выходы сумматоров с соответствующими автономными привр-.

дамй управления клиньев, прибор уп- «я равлония выполнен, в виде преобра зователя угловых ошибок отклонения оптической оси по азимуту дс, и УГла места д h в суммарную угловую О1аибку от- ..ШбнёнийСр и Е угол - nciBbptitS плоск6с|% ти отклонения при этом указанный преабразователь .::набжен входами и выходами по параметра;м , 7 и у .

С целью повышения надежности работы, преобразователь угловых ошибок содержит переключатель, сумматор и 20 два дел:ителя., : осйнусный и арк ангенсный преобразователи, при этом входы Аи и Ah переключателя, соединены с соот- ,

ветствующйми входам-и пре6бразсэвателя узгловых ошибок, его управляющий вход, 25 связан суправляющим выходом, а вы.ход дЬ (-AQ,)- с делимьам йХОдом первого делителя, выход которого подключен к ; входу арктангёнсного преобразователя,

выход дс(дЬ) переключателя , подключен 30 к делительному входу первог о и делимсму,входу второго делителя, выход

которого соединен с f выхоДом-пре-. образб.ватёлй угловых ошибок , выход Переключателя, соответствующий 35 О с 90), подключен к одному из входов суйматора, к второму входу которого подключен выход арктангёнсного прбобрёзователя, а выход соединен с -55 -выходом преобразователя .угловых ошибок, in выход арктангёнсного преобразователя дополнительно подключен к входу косинусного преоёразоват еля; а ёййЪд последнего - кделительному входу

второго делителя.

Нафиг. 1 изображена функциональ- 5

йая Схема предлагаемо1 О клинового оптического компенсатора; на фиг. 2 - функциональйая схема прёобразр вателя угловых ошибок; на фиг. 3 - выходная апертура клинового компенсатора. 50

Клиновой оптический компенсатор сосодержит пару клиньев 1 и 2, установленных вдоль общейоптической оси 3 повбротнр бгнрсйтёльно друг друга, и прибо:р управления 4 ,Ч-выхЬд которо-- 55 го ..подключен к управляющему входу задатчика 5 углаповорота клиньев 1 и 2 относительно друг друга. Каждый клин 1 и 2 оптического .компенсатора снабжей автономным приводом управле- хл ния соответственно б и 7 и сумматором соответственно 8 и 9. Выход Задатчи-, ка 5 подключен к управляющему входу одного из сумматоров, в данном случае сумматор 8 непосредственно и Vepei

(Инвертор 10 к управляющем . входу второго сумматора 9. Вторые .-лравляющке входы сумматоров 8 и 9 подключены к -у В гходу прибора управления 4, а зыходн сумматоров 8 и 9 подключены к соответствующим автономным приводам 6и 7 клиньев 1 и 2 .

Прибор управления 4 выполнен в виде преобразователя угловых ошибок отклонения оптической оси по двум взаимноперпендикулярным направлениям например, по азимуту и с и углу места лЬ, в суммарную угловую ошибку отклонения v и в угол -j поворота плоскости этого, отклонения. Ч -выход которого подключен к управляющему входу задатчика 5 угла поворота клиньев 1 и 2 относительно друг друга и к - -выходу которого подключены вторые управляющие входы сумматоров 8 и 9..

Один из наиболее простых и надежных преобразователей 4 угловых ошибок, предложенйый в .изобретении, содержит переключающее 11, суммирующее 12 и делительные 13.и 14 устройства, коринусный 15 иарктангенсный 16 прербразователи. При этом ucj, и Ah рхрды переключающего устройства И |соединены с соофветствующими входами преобразователя 4 угловых ошибок, его управляющий вход подключен KI . управляющему выходу, а Ah ()-ВЫход - к делимомувходу первого делительного устройства 13, выход которРго подключен к входу арктайгенсного преобразователя 16. ДС),(лЬ) - выход переключакяцего устройства 11 подключ к делительному входу первогр 13 и делимому входу второго делительного усройства 14, выход которого соединен с Ч -выходом преобразователя угловы ошибРк4. Выход переключающего устройртва.И, соответствующий О (90°), Подключен к одному из входов суммиру щего устройства 12,к второму входу которого подключен выход арктангёнсного прб Образователя 16 и выход которого соединен с -к -выходом преобразователя угловых ошибок 4. Выход арктангёнсного преобразователя 16 дополнительно подключен к входу крсинусного преобразователя 15, а выход посленего - к делительному входу второго делительного устройства 14.

Привод 6 и 7 управления клиньев 1 и 2 может содержать или только электропривод или прмимо электропривода датчик угла поворота клина и сравнивающее устройство-, при этом выходы сумматоров подключены к одному из входов сравниваквдих устройств, к вторым. входам которых подключены датчики угла поворота клиньев, а выходы сравнивающих устройств подключены к управляющим.входам электроприводов. Однако это не обязательно, так как в случае поступления сигнапов, соответствующих дс, и Ah с опти ко-электронного координатора, обрат ная связь по углам обработки клинье может быть замкнута через этот коор натор, что снижает необходимость в датчиках угла поворота клиньев и ср нивающих устройствах. . .-. Преобразователь 4 реализует след щие зависимости (см. фиг, 3): при1дН| 1дсу11-й И П 8f5,;. квадранты oc arckg stgnuq, t; 1 « Д ПрИ|Аф5|ДЫ И-Й И 1У J В VL. -- . C05f квадрамты orctg- ; „,-15 ; -у-90 signah t; Задатчик 5 угла 8 поворота клинь 1 и 2 относительно друг друга реали зует следующую зависимостью в-агссоа J где бт -углы отклонения оптическо 9СИ каждым клином -оптического денсатора. Работа клинового оптического компенсатора следует из его функциональ ной схе1иы (см. фиг. 1,2) . На привод одного из клиньев, в данном случае привод 6 клина 1, поступает сигнал, соответствующий сумме углов поворота 6 . клиньев относительно друг друга поворота плоскости отклонения оптической оси, а на привод второго клина, в данном случае привод 7 клина 2, поступает сигнал, соответствующий разности углов jf и Q . Таки образом, каждый кпин компенсаторапо ворачивается относительно друг друга на угол в , компенсируя при этом суммарную ошибку Ч отклонения оптической оси от заданного направленкя, и совместно друг с другом на уголсогласовывая при этом плоскость компенсации отклонения оптической оси с заданной плоскостью ее отклонения. Преобразователь угловых ошибок 4 работает следующим образом (см. фиг. 2,3) . Сигналы, соответствующие угловым сж1Ибкам отклонения оптической оси по двум взаимно перпендикулярным направлениям, например, ,по азийуту А и углу места Ah, поступают на .вход переключающего устройства II. 1дЬ лc , т.е. отклонени оптиче кой оси произошло в Т-М или ква те (см. фиг. 3) , то на делим вход первого делительного устройства13 поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по углу места ДН , а на делительный вход первого 13 и делимый вход второго 14 делительных устройств поступает сигнал, соответствукяций ошибке отклонения оптической оси по азимуту . При этом на вход оумматора 12 поступает с переключающего устройства 11 сигнал, соответствующий 0°. Благодаря этому мы получает на входе делительного устройства 14 сигнал, соответствующий углу Н со знаком или соответственно, если отклонение оптической оси ПРОИЗО11ШО в Т-м или И-м квадранте, а на выходе сумматора 12- сигнал, соответствующий углу, в данном случае равного углу ос , ответствующим знаком + или в зависимости, от поворота плоскости отклонения оптической бри против часовой или по часовой стрелке атносит.ельно .направления ошибки отклойения ldq,lЕсли в процессе работы компенсатора дс(, становится меньше 1дhi , то есть отклонение оптической оси происходит во jl-M или 1У-М квадранте, то с управТтяющего выхода первого делит ельно О устройства 13 поступает сигнал управления на переключение устройства 11, после чего на делимый вход первого делительного устройства 13 поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по азимуту с обрат-ным знаком, т.е. - дС а на делительный вход первого 13 и делимый вход второго-114 делительных устройств поступает сигнал, соответствующий ошибке отклонения оптической оси по углу места дЬ. При этом на вход сумматора 12 поступает с переключающего устройства 11 сигнал, соответствующий 90. Благодаря этому, мы получаем на выходе делительного устройства 14 сигнал, соответствующий углу Ч СО- знаком + или соответственно, если отклонение оптической оси произошло.во втором (TI-M)V или (ГУ-м квадранте, а на выходе сумматора 12 сигнал, соответствующий углу f , в данном случае равного углу 90 -р , где знак соответствует в зависимости от поворота плоскости отклонения оптической оси по часовой или против --/асовой стрелки относительно нагтравления ошибки отклонения Ah . Если в процессе работы компенсатора 1йЫ опять станет меньше Д )/т.е. отклонение оптической оси происходит в Т-м или П-м квадранте, то с управляющего выхода первого делительног.о у стройства 13 опять поступает сигнал управления на переключение устройства 1 и т.д., в зависимости от того, в каком квадранте происходит отклонеие оптической оси, в Т-м, 1П-м или Д-м, 1У-М. Причем предложенное схемное решение преобразователя угловых ошибок 4 не требует четкого сраЪатК1ЩШ Я,пе Т ЩлйЧающёгЬ устгюйствЖ прйг гашм-го зЩа11номср рт1ндшёиий , соот- вётствующих угловтлл ошибкам отклонени по ЛС{, и 4 Ь /а доггускаёт значйтейьный разброс парамё рбВ при пёрие Л1баён (обйовноё условие, чтобы :йго-п « или не превышал намного 45, так как ; в этом случае ,( .) . Это, значигелвнъ упрОЩает прё6бразоватёл1Ь УГЛОВЫХ ошибок и повышаетна;цежность го работы. Таким образом, оптичейкая ось 3 удерживаетсяточно noi заданному направлению при заданных ошибка5 ее отклонения. Расчетная динамическая точ йЪЬть Компёнс ации отклонения оптической ОСИ от заданного направления не превышает ± 1. . Простота конструкции предложенного кЛййбГбГо опти ескбгb- Kc5rafWffd a b 0a очевидна, а конкретные массогабарипгt&e зГарактёристикй его зависят метра пучка излучения, отклонение.которого необходимо компёнсйрова 1Г, и от Максимального значения ошибки отклонеййя, т.е. массогабаритных характеристик клиньев. Формула изобретения 1. Клиновой, оптический компенсатор, содержащий пару оптических клиЖёв7устан&вленных вдоль общей опти ческой осГи отнсзситгельно друг друга, и прибор управления, йыход которого подключен к управля ш1|&му входу задатчика угла повороту ICJIHньев относительно друг друГа, о т- личающийся тем, что, с целью повышения динамической точности компенсации ошибки отклонения оптической оси от заданного направления, а также упрощёния конструкции, каждый клин оптического компенсатог а снабжейГавTOHOMHbiM прйводом управления и сумма тсУрЬмг,вахйй зёГдатчика углап51орота клиньев подключён к управляющему вхоДУ Ъдного из сумматоров и через до- , полнйтельно введенный ййвё5 16р упривляющемувходу другого сумматора, вторые управляющие входы сумматоров ,

-Г

,

X.: связаны со в то рь1М выходом прибора управления, а выходы сумматоров - с собтветствуюицшш Уавтрномными приводами управления клиньев, прибор управления выполнен в виде преобразователя угловых ошибок.отклонения оптической оси по азимуту Afj и углу места л в суммарную угловую ошибку, отклонения V ив угол поворота плоскости отклонения у f при этом указанный преобра SOBSfieJIib Ънабжен входами и выходами пр. параметрам д су д h,v и . 2. Компенсатор по п.1, от л и ч а ю щ и И с я тем, ч.то, с целью повьаиения надежности работы, преобразователь угловЕК бшйбок содержит переключатель со входами для сигналов А и дЬ и с выходами для сигналов Ab(-iq) и Ac(Ah) сумматор, два делителя, косинусный и.арктангенсный преобразователи, при этом ВХОДЫдс илЬпереключателя соединены с соответствующими входами преобразователя угловых ошибок, его управляющий вход связан с управляющим выходом, а выход дЬ(-дс)с. делимым вх.одом первого делителя, выход которого.подключен к входу аркТангенсного преобразователя, выход A(4b) переключателя соединен с делительным входом первого и делимым входом второго делителя,.выход которого соединен с Y -в1ЙХ ОДО 1 преобразователя угловых , а переключателя, соответствующий О (90) к одному из ВХодоВ сумматора, к Второйу вхоДу которого подключен выход арктангенсного преобразователя, ;а. соединен с -выходом пре.образователя угловых ошибок, втйход арктангенсного преобразователя дополнительно подключен ко входJ7-косинусного преобразователя, а выход последнего к делительному входу второго делителя; Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бабаев А. А. Стабилизация оптических приборов. Л., Машиностроение 1975, с. 42. - : 2.Узел onTja4ecj :pii компенсации сдвига изображеййя. Комплект полетной апййра-турй АФА-2№, ;Е 32 32 028 ТО, приложение (прототип).

.1rz

I квадрант: Sign/ q --t /util //)/, ,

y .cf. arctg&hlutljdiMaKC f КкЫрант: Sign/Sh +,/uq.l /M/, if hlcoi,,

Tf 90-fl,fl arctg tq.l6fi, JUi SddpaHm: SiffnAq -f f ii/cos 3i

, ai arttgAfill q,, а-макс Швадрант; 5iffnufi - , ip Afilc(fSj r 50-j3 , /5$ /4Л ;эл,олс ± J