Двухкоординатный дефлектор — SU 1041979 (original) (raw)
ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 4 1) с 02) ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ИЗОБРЕТЕНИЯИДЕТЕЛЬСтау ирги 203,.78.о СССР980 ЛЕКТрмусоеезок выФига АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт автоматики АНской ССР(54)(57) ДВУХКООРДИНАТНЫЯ ДЕсодержащий сканирующую платфс осями крепления на корпусединенную с отражателями, и прамический привод отражателе ненный в виде пьезокерамическихец с электродами, жестко соединых торцовыми гранями, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения углов сканирования,,повышения точности позиционирования,надежности, долговечности и температурной стабильности, пьеэокерамические кольца выполнены с выемкамина боковых гранях, оси крепления25 Изобретение относится к оптикеи может быть использовано н фототелеграфной технике передачи иэобра"жений, в системах обработки информации, в оптической локации, в системах поиска и слежения,Ф5Известно устройство отклонениясветового луча, в котором управлениеугловым положением луча по одной координате осуществляется с помощьюбиморфного элемента 1 . 10Недостатком этого устройства является малый угол отклонения, атакже отклонение луча только по одной координате,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является устройстводля отклонения луча - двухкоординатный дефлектор,содержащий сканирующуюплатформу с осями крепления накорпусе, соединенную с отражателями,и пьезокерамический привод отражателей, выполненный в виде пьезокера"мических колец с электродами, жестко соединенных торцовыми гранями.Система электродов и возбуждениеотдвух независимых источников пере-менного напряжения поэноляют возбудить такой изгиб кольца, при которомдиаметрально противоположные точкикрепления отражателя движутся противофаэно. В результате осуществляется угловое перемещение отражателя по двум координатам 2 3Недостатками этого устройства являются небольшой угол сканирования, 35значительное взаимное влияние колебаний по двум координатам, приводящее к низкой точности позициониронания, низкая надежность и низкаятемпературная стабильность, обусловленные жестким креплением отражателя,сканирующей платформы и пьезопривода.Цель изобретения - увеличение углов сканирования, повышение точности,позиционирования, надежности и температурной стабильности.Поставленная цель достигается тем,что в двухкоординатном дефлекторе,содержащем сканирующую платформус осями крепления на корпусе, соединенную с отражателями, и пьеэокерамический привод отражателей, выполненный в виде пьезокерамическихколец с электродами, жестко соединенных торцовыми гранями, пьеэокерамические кольца выполнены с выемками 55на боковых гранях, оси креплениясканирующей платформы входят в отверстия опор, установленных в выемках с воэможностью поворота и про-,дольного перемещения, пьезокерамические кольца соединены в пакет зажимами, соединяющими кольца с корпусом и опорами,На Фиг. 1 поКазан двухкоординатный дефлектор, разрез; на фиг. 2 - 65 то же, вид сверху; на Фиг. 3 - биморфные пьеэокерамические кольца инид колебаний, которые в них возбуждаются,Дефлектор состоит из корпуса 1,выполненного из изолирующего материала, н котором размещен приводи отражатель. Привод выполнен из пьезокерамических колец 2 и 3 с выемками, жестко соединенных скобами4-7, которые проходят сквозь выемки пьезоколец и помещаются в точкахс минимумом перемещений сканирующейплатформы 8., Платформа снабженаосями .9-12, которые входят в отверстия опор 13-16 с возможностью поворота и продольного перемещения.Опоры своими выступами входят в выемки пьезоколец и соединены зажимами 17-24. Отражатели 25 и 26 укреплены на сканирующей платформе.Дефлектор работает следующим,образом.Биморфное пьезокерамическое кольцо, состоящее иэ пьезоколец 2 и 3жестко соединено с корпусом 1 в точках 4,8, С и Р скобами 4,5,6 и 7соответственно. Корпус имеет в этихточках специальные площадки, обеспечивающие возможность свободныхколебаний остальных частей биморфного кольца. Пьезокольца имеют выемки в точке крепления М фиг. 2)и в точках Я, В, С и Э ФИг, 3В эти выемки проходят скобы, крепящие пьеэокольца к корпусу. Скобы,прошедшие сквозь выемки пьеэоколец,должны исключить перемещение последних относительно корпуса под действием вибрации. В биморфном кольцевозбуждаются изгибные колебания,форма которых представлена на фиг.3.Участок биморфного кольца, закрепленный между точками, крепления Аи В перемещается в противофазе сучастком, заключенным между точкамикрепления С и Р . Участок биморфного кольца между точками В и Сдеформируется противофазно по отношению к участку Д - Р . Диаметральнопротиволежащие секторы АВ и РС исекторы АР и ЬС могут возбуждатьсяот независимых генераторов напряжения, отличающихся частотой, фазойи амплитудой напряжения. Между точками крепления биморфного кольцак корпусу в местах максимальногоперемещения на указаннс 4 кольцекрепятся опоры осей сканирующей плат-,формы. В точках крепления опор напьеэокольцах имеются выемки, в которые входят выступы опор, показанныена Фиг. 2 для опоры 19 и на фиг. 3.между точками крепления биморфногокольца к корпусу А и Ь , В и СС, и Э ;Аи Э . Расстояние междукорпусом и опорами осей должно обеспечивать свободные колебания этих1041979 7 частей кольца. Опоры укреплены на биморфном кольце с помощью зажимов, обеспечивающих жесткое соединение пьезоколец между собой и с опорами осей.Выступы опор, входящие в выемки 5 пьезоколец, исключают перемещение сканирующей платформы по биморфному кольцу под действием колебаний. Оси сканирующей платформы входят в отверстия опор таким образом, чтобы 10 обеспечить возможность поворота осей и исключить дребезг в опорах, При изгибе биморфного кольца, как показано на фиг. 3, опора, закрепленная между точками А и Ь , движет ся вверх, а опора, укрепленная на участке 0 и С - вниз, в результате сканирующая платформа изменяет свое угловое, положение. При этом перемещаются и диаметрально противолежащие опоры на участках ВС и ЯЭ, что вызывает отклонение сканирующей платформы по второй координате. Применение жестких соединений; исключающих продольное перемещение биморфного кольца, относительно кор пуса и сканирующей платформы относительно кольца позволяет исключить применение клея или пайки. Слой клея, соединяющего биморфное кольцо, уменьшает коэффициент преобразова" 30 .ния устройства и является одной из главных причин температурной нестабильности дефлектора. 11 реимуществом предлагаемого дефлектора является максимальное использование изгиба биморфного кольца. Это обеспечиватся воэможностью пбворота осей сканирующей платформы в опорах и некоторого перемещения вдоль осей платформы. Кроме того, такая связь сканирующей платформы с биморфным кольцом позволяет значительно уменьшить взаимное влияние двух колебаний по различным координатам. Дефлектор имеет повышенную надежность и долговечность, так как механическая развязка между двумя колебательными системами уменьшает механические напряжения в биморф-. ном кольце, в опорах и в сканирующей платформе, В данном устройстве исключено применения клея или пайки, что приводит к повьпаению температурной стабильности устройства, определяемой коэффициентом линейного расширения материалов, из которых изготовлен дефлектор. Второй отражатель, жестко связанный со сканирующей платформой, может быть использован для контроля положения платформы. По сравнению с прототипом предлагаемый двухкоординатный дефлектор может быть использован с большей эффективностью, поскольку ои обладает высокими и стабиль" ными выходными характеристиками.1041979 Составитель В,МасленниковТехред И,иееелева Коррект едак ирняк Петрушк Тираз 511 ВНИИПИ Государственного .ком по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушс