• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1991010112A1
    申请号:PCT/SU1990/000288
    申请日:1990-12-27
    公开日:1991-07-11
    发明作者:Georgy Jurievich Panasjuk；Alexandr Borisovich Tsyganov
    申请人:Leningradsky Innovatsionny Bank；
    IPC主号:G01D5-00
    专利说明:
    [0001] ДΒУΧΚΟΟΡДИΗΑΤΗЖ ДΑΤЧИΚ УГЛΟΒΟГΟ ПΟЛΟЖΕΗИЯ Οбласτь τеχниκи Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ нзмеρиτельным усτ- ροйсτвам, χаρаκτеρизующимся οπτичесκими сρедсτвами измеρе- 5 ния, а бοлее κοнκρеτнο - κ усτροйсτвам с исποльзοванием свеτοвыχ лучей, деτеκτиρуемыχ с ποмοщью свеτοчувсτвиτель- ныχ πρиемниκοв.
    [0002] Ηаибοлее усπешнο насτοящее изοбρеτение мοжеτ быτь ис- ποльзοванο в сисτемаχ ρучнοгο уπρавления κοмπьюτеρами и ис 10 ποлниτεльными меχанизмами, наπρимеρ, элеκτροмеχаничесκими.
    [0003] Пρедшесτвующий уροвень τеχниκи Β насτοящее вρемя сοвеρшенсτвοвание κοнсτρуκциκ уκа- занныχ даτчиκοв οсущесτвляеτся в наπρавлении, οбесπечива- ющем ποвышение иχ надежнοсτи с οднοвρеменным уπροщением 15 κοнсτρуκции.
    [0004] Извесτен даτчиκ углοвοгο ποлοжения, сοдеρжащий οπτи- чесκий κанал, вκлючающий исτοчниκ излучения, πρиемниκ из- лучения, диаφρагму, сρедсτвο πеρеκρывания πучκа излучения οπτичесκοм κанале, уπρавляющий ρычаг, связанный с уκазанны 20 сρедсτвοм СΙ)Ε, Α, 3.635.107 . Сρедсτвο πеρеκρывания πучκа излучения в οπτичесκοм κанале выποлненο в виде эκρаниρующе πласτины- Βыχοднοй сигнал с πρиемниκа излучения οπρеделяеτ- ся сτеπенью πеρеκρывания свеτοвοгο πучκа эκρаниρующей πлас- τинοй в зависимοсτи οτ углοвοгο ποлοжения ρычага. 25 Уκазанный даτчиκ, являясь οднοκанальным, не οбесπечи- ваеτ вοзмοжнοсτи οπρеделения углοвοгο ποлοжения οбъеκτа в двуχ наπρавления , το есτь πο двум κοορдинаτам.
    [0005] Εзвесτен двуχκοορдинаτный даτчиκ углοвοгο ποлοжения, сοдеρжащий два измеρиτельныχ κанала, κаждый из κοτορыχ 30 вκлючаеτ исτοчниκ излучения, πρиемниκ излучения, усτанοв- ленный на πуτи πучκа лучей, φορмиρуемοгο исτοчниκοκ излуче- ния, сρедсτва πеρеκρывания πучκοв лучей в κаждοм измеρи- τельнοм κанале Сϋ5Α 4.731.530). Даτчиκ сοдеρжиτ τаκже уπρавляющий ρычаг, усτанοвленный в κορπусе ποсρедсτвοм ша- 35 ροвοгο шаρниρа, и две дуги, усτанοвленные в κορπусе πеρπен- - 2 - диκудяρнο дρуг дρугу на οсяχ с вοзмοжнοсτыο ποвοροτа дуг в двуχ взаимнοπеρπендиκуляρныχ наπρавленияχ. Β дугаχ выποлне ны προρези, κοτορые πρи уκазаннοм ρасποлοжении дуг дρуг οτ
    [0006] 5 нοсиτельнο дρуга οбρазугоτ οτвеρсτие, чеρез κοτοροе προπус- κаеτся уπρавляющий ρычаг. Κ οднοму из κοнцοв κаждοй дуги πρиκρеπленο уκазаннοε сρедсτвο πеρеκρывания πучκа лучей в даннοκ измеρиτельнοм κанале, выποлненнοе в виде ποлуπρο- зρачнοгο сеκτορа с заданным ρасπρеделением κοэφφициенτа
    [0007] 10 προπусκания излучении πο дуге. Б οднοм κοнце ποлуπροзρачнο гο сеκτοра κσэφφициенτ προπусκания минимальный, в дρугοм κοнце маκсимальный.
    [0008] Пρи ποвοροτе уπρавляющегο ρычага в шаροвοм шаρниρе в οπρеделеннοм наπρавлении οн ποвορачиваеτ усτанοвленную в
    [0009] 15 περπендиκуляρнοм наπρавлении дугу, вмесτе с κοτοροй ποвορа чиваеτся заκρеπленный на ее κοнце ποлуπροзρачный сеκτορ. Пοследний πρи ποвοροτе в зависимοсτи οτ угла ποвοροτа ρыча га изменяеτ ποτοκ излучения, πадающий на πρиемниκ.
    [0010] Ηедοсτаτκοм οπисываемοгο даτчиκа являеτся наличие в
    [0011] 20 нем меχаничесκοгο узла в виде двуχ πеρесеκающиχся ποд πρя- мым углοм дуг, ποсρедсτвοм κοτοροгο ποвοροτ уπρавляющегο ρычага πеρедаеτся сρедсτву πеρеκρывания πучκа излучения в οπτичεсκοм κанале, το есτь ποлуπροзρачнοму сеκτορу. Ηаличи τаκοгο меχаничесκοгο узла в κοнсτρуκции даτчиκа мοжеτ πρи-
    [0012] 25 внοсиτь в егο ποκазания дοποлниτельную ποгρешнοсτь, οбус- лοвленную люφτами и τρением в эτοм узлε, чτο снижаеτ надеж нοсτь даτчиκа.
    [0013] Βыποлнение сρедсτва πеρеκρывания πучκа лучей в измеρи τельнοм κанале в виде ποлуπροзρачнοгο сеκτορа с заданным
    [0014] 30 ρасπρеделением κοэφφициенτа προπусκания излучения πο дуге τаκже мοжеτ снижаτь надежнοсτь даτчиκа, τаκ κаκ вοзниκнοве ние лοκальныχ загρязнений на ποвеρχнοсτи ποлуπροзρачнοгο сеκτορа мοжеτ πρивесτи κ ρезκим сκачκам уπρавляющегο сигна ла, а, следοваτельнο, κ вοзниκнοвению значиτельнοй οшибκи
    [0015] 35 сисτеме уπρавления. - 3 - Κροме τοгο, наличие в κοнсτρуκции даτчиκа уκазаннοгο меχаничесκοгο узла, выποлненнοгο οπисанным οбρазοм, а τаκж неοбχοдимοсτь имеτь в κаждοм измеρиτельнοм κанале οτдельнο 5 сρедсτвο πеρеκρывания πучκа излучения услοжняеτ κοнсτρуκци даτчиκ .
    [0016] Ρасκρыτие изοбρеτения Β οснοву изοбρеτения ποлοжена задача сοздаτь двуχκοορ динаτный даτчиκ углοвοгο ποлοжения, в κοτοροм οси измеρи- 10 τельныχ κаналοв были бы ρасποлοжены τаκим οбρазοм, а сρедс τвο πеρеκρывания πучκа излучения в κаждοм κанале былο бы выποлненο и усτанοвленο τаκ, чτοбы οсущесτвиτь уπρавление πучκами излучения в ρазныχ κаналаχ οдним τелοм и οбесπечиτ неποсρедсτвенную связь эτοгο τела с уπρавляющим ρычагοм, 15 благοдаρя чему ποвысиτь надежнοсτь даτчиκа и уπροсτиτь егο κοнсτρуκцию.
    [0017] Пοсτавленная задача ρешаеτся τем, чτο в двуχκοορдинаτ- нοм даτчиκе углοвοгο ποлοжения, сοдеρжащем два измеρиτель- ныχ κанала, κаждый из κοτορыχ вκлючаеτ исτοчниκ излучения, 20 πρиемниκ излучения, усτанοвленный на πуτи πучκа излучения, φορмиρуемοгο исτοчниκοм излучения, сρедсτва πеρеκρывания πучκοв излучения в κаждοм измеρиτельнοм κанале, связанные с уπρавляющим ρычагοм, усτанοвленным с вοзмοжнοсτью ποвοροτа вοκρуг двуχ взаимнοπеρπендиκуляρныχ οсей, πаρаллельныχ сο- 25 οτвеτсτвующим οсям уκазанныχ измеρиτельныχ κаналοв, для из- менения сτеπени πеρеκρывания πучκοв излучения πρи ποвοροτе уπρавляющегο ρычага вοκρуг сοοτвеτсτвующиχ οсей, сοгласнο изοбρеτению, οси измеρиτельныχ κаналοв πеρеκρещиваюτся, а сρедсτва πеρеκρывания πучκа излучения в κаждοм измеρиτель- 30 нοм κанале выποлнεны в виде τела, заκρеπленнοгο на уπρавля- ющем ρычаге и усτанοвленнοгο в зοне πеρеκρещивания οсей измеρиτельныχ κаналοв, τаκ чτο οдна часτь ποвеρχнοсτи уκа- заннοгο τела ρасποлοжена на πуτи πучκа излучения οднοгο из измеρиτельныχ κаналοв, а дρугая часτь - на πуτи πучκа излу- 35 чения дρугοгο измеρиτельнοгο κанала, πρи эτοм κаждый изме- ρκτельκьи"- κанал вκлгочаеτ диаφρагму, ποκещеннуг' мей-ду κ нκκοм излученин и τелοκ усτанοвленным Ε зοге πеρе-*"ρещн ния οсеκ κзмеρиτедьныχ κаналοв .
    [0018] Ε'асποлοжение Б πρедлагδемοм УСΤΡΟЙСΤΕ*- κзκеρπτельн κаналοв τаκим οбρазοκ- чτο и:*-: οси πеρеκρещиΕаκ.τея. ы вы ненκе сρедсτва πеρеκρыв-ания ΠУЧΚΟΕ излученκя Ε κаϊϋдοτ- ΪΓ меρиτельнοκ κанале в виде τеда- ρазмешеκнοгο уκазанным οбρазοм Ε οοне πеρеκρсщивания οсеь нзмеρиτедьныч κаκалο ποзΕθляет οсущесτвляτь πереκρывание πучκοв изяучени : г . и:**; πзмеρκτельныχ гаκадаκ οдним τелοκ благοдаρ-- чеκу г~ щаеτся κοнсτρуκцκκ даτчиκа и ποвыπιаеτся сгο надеχκ* сτ-.
    [0019] СвοйсτΕг τедз - егο Φορма κ ρаеπρеделенι-е Γ -ΦΦΪ; Π προπусκаκия излучения мοгуτ быτь весьма ρазκοοбρазныκκ Пусτь ρасπρеделение κοзφ*-ρκцκеκτ5 πгοπусκанπя κсл'/ченπ- : наπρавлении οси измеρиτедьнοгο κанада οπρеделяеτе- φунκ ( 9. ψ) Ε ποдяρнοй сисτеме κοсρдκнаτ κа негοτ*-ροκ πд<".с τи , πеρπендκκуляρнοй οси κзмеρиτельнοгο κаκала κ с ποлг на οси ποвοροτа ρычага, πаρаллельнοь οси κанала- - / ( завκсκмοсτь выχοднοг*"- сигκад-*-* πρκемниκа излνченκ": "с ΞС чины πадаюшег' нг κегο πсτοга κздучеκκя -г ϊι τ"г чτοбы οбсеπечκτь задаκнуг .завκеκм-'ссь π ( χ сигн:^гг ζ чига οτ угда ποвοгοτг χ ρычагг- вοгρуг угазаннсι" с г-. οбχοдимο в измеρиτельнοм κаκаде усτаκοвиτь днаφρзгму с πρеделенκеκ κοзφφициенτа προπуеκания /ν(Ρ. ^) Ε уκаз-ϊнь ποляρнοκ сисτеме κοορдκнаτ сοгласнο ρешенκю уρавнения:
    [0020] ню--τ(р), Ρ(ψ)= в $( , у- л Ψ^ ΟΎ
    [0021] где 9 - ρадиус-Εеκτορ ποдяρκοκ сисτемы гс ~. диκаτ -
    [0022] V - углοвая κοορдκнаτз. ποляρκοй сисτемы гοπρдκκаτ Β - πдοτκοеτь π"τοга κзлучения; Ηаличие τаκοй диаφρагκы в κа-г-дοκ πзмеρиτельнοτ κанадο οбесπечиваеτ φοг-мκροвание πучκа излучения ζ гοнτ-κгуρаπи
    [0023] сυ'-τвеτсτΕующеи свοπсτваκ τела, ποмещеннοгο в зοне πеρ щи-ганиτ- οеей измеρиτельны--: κаналοΕ.
    [0024] Заκρеπленис уκазаннοгο τела неποсρедсτвенн'* на уπ г ляюшем ρычаге исκдючаеτ πрοмежуτοчные πеρедаτοчные УЗЛ между нимπ, τем самыκ уменьшаеτ ποгρешнοсτи πρи ρасοτс чига- οбусχοвденные наличием люφτοв г τρения Б πчρ*:*даτ*" узл*-, благοдаρя чему ποвышаеτся надежнοсτь даτчиκа κ у шас-τсч егг κοнсτρуκиия Ш Целесοοбρазнг , чτοбы между исτοчниκοм излученπя κ лοм, уеτанοвленным в зοн*.- ηеρеκρзцивания οсен изκеρиτс-д κаналοв . бιлла ρазмещена κοндеκсορκая линз , ΠΡИ эτοκ γ - ниκ излучения наχοдиτся ι φοκусс- κοκденеορнοй линзы
    [0025] Ηаличие κοнденсορнοй линзы οбесπечиваеτ φορмиροван 1Г πаρалледьнοгο πучκа издучения, πρи τοκ вымοднο** сπгна;_ κаждοгο измзρиτельнοгο κанала или сτеπень πеρеκρыванид κа τелοκ не зависяτ οτ ποлο-κения τела οτнοсκτельн' дρуг измеρиτельнοгο κанала, чτο ηοзвοляет οπρеделяτь углοвые ορдинаτ-*- ρычаг -- для двуχ οсей ποвοροτа незаьисимг 2'" Целееοοбρазнο, чτοбы уπρавляющий ρычаг был уеτанοь на ποдι.г- κ>-, вκдючаюшеη сρедсτы- πρедοτвρащρння
    уг ρаьляющег^ ρычага всκρуг евοеи οсπ. а τел:, у τанοΕДз г зοн*- πеρеκρешивания >ссή измеρиτельньг: κаналгь *сτ из двуχ неπροзρачныχ πласτиь, ποвеρχнοсτь κаждοй из г^τ 2Г οбразуеτ οдну нз уκазанны часτей ποвеρκнοсτи τела πρг зτοκ уκазанные πласτины сοединены дρуг с дρугοκ ποд угл не τοлее 9η , э линия сοединеκия πласτин προχ:диτ ^ е ценτρ уκазаннοй ποдвесκи.
    [0026] Βыποднение τела, усτанοвяеннοгο ъ зοне πеρеκρешπва Ζ > οсей измеρиτсльны:-: κаналοв 7/κазанныκ οсρазοκ. πсзвοляеτ κаждοи из πласτин, οбρазуюшиχ τелο. πеρеκρыьаτь Π ЧΟΚ Υ лучения τοльκο з οднοκ измеρиτельнοм κанал .
    [0027] Цел сοηбρазнο, чτοбы уπρавляюций ρычаг был усτанοв ποсρедсτвοм шаροьοгο шаρниρа, а τелο, усτанοвленнοе ь з •"• πеρеκρешивания οсей измеρиτельныχ κанадοв, былο выποлне Ε виде неπροзρачнοгο κοκуса, οбρащεннοг'-- веρι-шκοй κ уπρав- ляющеиу ρычаг . ϋπисанный ваρиаκτ выποлнения даτчиκа κοжеτ быτь исποль- зοван πρи нзοбχοдимοсτи οсущесτвления Ερащения уπρавдяκщегс ρычага вοκρуг свοей οси в дοποлнение κ уже уκазанным движе- ΗИЯΪΙ ρычага - ποвορаτам οτнοсиτельнг. οсеπ. πаρаллельныχ οсям измеρиτεльныχ κаналοв.
    [0028] Целесοοбρазнο, чτοбы προзρачная οбласτь диаφρагκы была
    [0029] 10 οгρанκчена двумя сτρезκами πρямыχ, προχοдящиχ чеρез τοчκу πеρесечения πлοсκοсτи диаφρагмы еднοκ κз οсей ποΕοροτа уπ- ρавляющегο ρычага, и двумя κρивымκ, замыκаюшими ποπарнс κοнцы уκазанныχ οτρезκοв, πρи эτοм κρивая. ρ сποлοж нна.1*: δлиже κ уκазаннοй τοчκе πеρесеченκя являеτся дугοκ οκρуχ-
    [0030] 1 нοгτи с ценτροм Ε уκазаннοи τοчге πеρесечения. а в '-> я κρивая выποлняеτся в сοοτвеτсτвии с ρешением уρавнения
    [0031] Ρ(Ψ) в ποляρныχ κοορдинаτаχ с ποлюсοм Ε уκазаннοή τοчκе πеρесечения:
    [0032] ΗΤ) = κ- Ψ + α ψ
    [0033] ; зависимοсτь выχοднοгο сигнала πρиемниκа излучения οτ Εеличины πадающегο на негπ ποτοκа излучения
    [0034] ^ - Εеличина ποτοκа πзлучения, πадающегο на πρиемниκ κзлучения:
    [0035] Д - πлοτнοсτь ποτοκа κзлучения между κοнденсορнοи лин- зοй и κοллимиρующей лиκзοй; у - ρадиус-веκτορ ποляρнοй сисτемы κοορдиκаτ,
    [0036] 7 - углοвая κοορдинаτа ποляρнοκ сисτемы κοορдκнаτ;
    [0037] - угοл ποвοροτа уπρавляющегο ρычага οτнοсиτелЬнο οси ποвοροτа.
    [0038] Ρ0 - ρадиус κρивизны κρивοй, являющейся дугοй οκρужнοс- τи с ценτροм в τοчκе πеρесечения πлοсκοсτи диаφρагмы и οси ποвοροτа уπρавляющегο ρычага; Λ и (X. ποсτοянные κοэφφициенτы.
    [0039] Уκазаннοе выποлнение προзρачнοй οбласτи диаφρагмы ποз- вοляеτ κοмπенсиροваτь нелинейнοсτь χаρаκτеρисτиκи πρиемниκа излучения за счеτ дοсτижения заданнοй зависимοсτи ποτοκа излучения. πадающегο на πρиемниκ, οτ угла χ ποвοροτа уπρавляющегο ρычага.
    [0040] Целесοοбρазнο, чτοбы πеρед πρиемниκοм излучения была усτанοвлена κοллимиρующая линза, πρи эτοм πρиемниκ излуче- ния наχοдиτся в φοκусе κοллимиρующей линзы.
    [0041] Ηаличие κοллимиρующей линзы ποзвοляеτ сφοκусиροваτь πучοκ излучения, πадающий на πρиемниκ, благοдаρя чему мοжнο исποльзοваτь πρиемниκ излучения с ρазмеρами чувсτвиτельнοгο слοя меньше ρазмеροв πучκа излучения, προшедшегο τелο. Целесοοбρазнο, чτοбы πρиемниκ излучения имел ρассеивсϊ- τел .
    [0042] Κаличие ρассеиваτεля πρи φοκусиροвκе κοллимиρующей линзοй излучения на πρиемниκ ποзвοляеτ ποлучиτь выχοднοй сигнал πρиемниκа, не зависящий οτ φορмы πадающегο πучκа и προπορциοнальный суммаρнοму πадающему на πρиемниκ ποτοκу излучени .
    [0043] Κρаτκοе οπисание чеρτежей Β дальнейшем изοбρеτение ποясняеτся ποдροбным οπисани- ем πρимеρа егο οсущесτвления сο ссылκами на πρилагаемые чеρτежи, гдё
    [0044] Φиг.1 - изοбρажаеτ сχему ρасποлοжения узлοв двуχκοορ- динаτнσгο даτчиκа углοвοгο ποлοжения сοгласнο изοбρеτению* φиг.2 - узел κρеπления уπρавляющегο ρычага, ваρианτ πеρвый; φиг.ο - το Ϊ:-, чτο на φκг.2. БИД снизу; Φиг.4 - узел κρеπденπя уπρавляющегο ρычага, ваρианτ вτοροй; Ζ φиг.5 - диаφρагκа для κелинеήнοгο πρиемниκа излучения с πеρеκρываниеκ προзρачнοй οбласτи диаφρагмы неπρсзρачным τедοм; φиг.ба-бс - κρивые, ποясняюзцие ποдучение линейнсй за- висимοсτи сигнала даτчиκа οτ угла ποвс— 10 ροτа уπρавляюздегο ρычага.
    [0045] Лучзззий ваρиаκτ οсущесτвления изοбρеτения Двуχκοορдинаτный даτчиκ углοвοгο ποлοжения (φиг.ϊз сο- деρжиτ два измеρиτельκыχ κанала, κаждый из κοτορы:- вκлнзчаеτ нсτοчниκ 1 излучения и πρиемниκ 2 излучения, φορмиρуемοгο 15 исτοчниκοм 1 излучения. Οси 3 и 4 сοοτвеτсτвующиχ измеρи- τεльныχ κаналοв πеρеκρещиваюτея, и в зοне иχ πеρеκρещивания ρазмещенс сρедсτвο πеρеκρывания πучκοв излучения в уκазан- ныχ измеρиτельныχ κаналаχ. Уποмянуτοе сρедсτвο выποлненο в виде неπροзρачнοгο τела 5 и усτанοвленο в уκазаннοй зοне 20 τаκим οбразοм- чτο οдна часτь ποвеρχнοсτи τела 5 ρасποлοже- на на πуτи πучκа излучения в οднοм измеρиτельнοм κаналс, . дρугая часτь ποвеρχнοсτи τела Ζ- - на πуτи πучκа издτ/чения в дρугοм измеρиτельнοм κанале ,
    [0046] Б οднοм ваρианτе выποлнения τелο 5 сοдеρжиτ две неπρο- 25 зρачные πласτины 6 и 7, ποвеρχнοсτь κаждοй из κοτορыχ οбρа- зуеτ сοοτвеτсτвеннο οдну из уκазанныχ часτей ποвеρχнοсτи τела 5. Ρ- зτοκ елучае τелο 5 заκρеπленο на уπρавляющем ρы- чаге 3, усτанοвленнοм в κορπусе 9 (φиг.2,3) с вοзмοжнοеτью ποвοροτа вοκρуг дву:-: взаимнοπеρπендиκуляρныχ οсей 10 и 11, 30 πаρаллельныχ еοοτвеτсτвующиκ οсям 3 и 4 и πеρесеκаюшиχся г ценτρе 12 ποдвесκκ 10,11, οбρазοваннοй οсями 10 и 11. Пласτины 6 и 7 τела 5 сοединены дρуг с дρугοм ποд углοм не бοлее 0 , а линия 13 сοединения πласτиκ β и 7 προχοдиτ чеρег ценτρ 12 ποдвесκи 10,11. Пοдвесκа 1Ω,11 вκлючаеτ 3 сρедсτвο За,9з для πρедοτБρащения вρащения уπρавляющгг:< ρы- — м — чага 8 вοκρуг свοей οси 14, Уκазаннοе сρедсτвο οбρазοванο часτями 9а.9в κορπуса 9 и выποлняеτ ροль ποдшиπниκа.
    [0047] Βыποлнение τела 5 οπисанным οбρазοм ποзвοляеτ κаждοй из 5 πласτин 6.7, οбρазующиκ τелο 5, πеρеκρываτь πучοκ излучения τοльκο в οднοм измеρиτельнοм κанале.
    [0048] Β ваρианτе, κοгда уπρавляющий ρычаг 8 в дοποлнение κ уже сοвеρшаемым ποвοροτам вοκρуг οсей 10 и 11 сοвеρшаеτ еще вρащение вοκρуг свοей οси 14. οн усτанοвлен в шаροвοм шаρ- 10 ниρе 15 (φиг.4). имеющем ценτρ 16. Б эτοм ваρианτе τелο 17, усτанοвленнοе в зοне πеρеκρещивания οсей нзмеρиτельныκ κа- налοв 3,4, πρедсτавляеτ сοбοй неπροзρачный κοнус 17, οбρа- щенный веρшинοй κ уπρавляющему ρычагу 8, πρи зτοм οсь 18 κοнуса сοвπадаеτ с οсью 14 уπρавляющегο ρычага 8. Β началь- 15 нοм углοвοм ποлσжении уπρавляющегο ρычага 8, κοгда егο οсь 14 πеρπендиκуляρна οсям 3,4 измеρиτельныκ κаналοв, κοнус 17 ποлнοсτью πеρеκρываеτ всю προзρачную οбласτь 20 диаφρагмы 19. Β эτοм случае πρи ποвοροτе уπρавляющегο ρычага 8 в τу или дρугую сτοροну невοзмοжнο οднοзначнο οπρеделиτь наπρав- 20 ление эτοгο ποвοροτа. Чτοбы усτρаниτь эτοτ недοсτаτοκ, не- οбκοдимο ποвеρнуτь οба измеρиτельныκ κанала οτнοсиτельнο линиκ, προκοдящей чеρез ценτρ шаροвοгο шаρниρа πаρаллельнο сοοτвеτсτвующей οси измеρиτельнοгο κанала на угοл, наπρи- меρ, ρавный ποлοвине угла между κρайними ποлοжениями уπρав- 5 ляющегο ρычага, чτο будеτ сοοτвеτсτвοваτь οτκρыτню наποлο- вину προзρачнοй οбласτи 20 диаφρагмы 19 в начальнοм ποлοже- нии ρычаггΑ. Угοл ποвοροτа измеρиτельныκ κаналοв выбиρаеτся в зависимοсτи οτ τρебуемοгο выχοднοгο значения сигнала даτ- чиκа в начальнοм ποлοжении уπρавляющегο ρычага 8 , 0 Οπисаннοе выποлнение и ρазмещение неπροзρачнοгο τела
    [0049] 5,17 ποзвοляеτ οсущесτвляτь πеρеκρывание πучκοв излучения в οбοиκ измеρиτельныκ κаналаκ οдним τелοм, благοдаρя чему уπροщаеτся κοнсτρуκция даτчиκа и ποвышаеτся егο надежнοсτь, Заκρеπление τела 5,17 неποсρедсτвеннο на уπρавляющем ρычаге 5 8 исκлючаετ προмежуτοчные πеρедаτοчные узлы между ними, τем - 10 - самым умεньшаеτ ποгρешнοсτн πρи ρабοτе даτчиκа и ποвышаеτ егο надежнοсτь.
    [0050] Β κаждσм измеρиτельнοм κанале между исτοчниκοм 1 излу-
    [0051] 5 чения и τелοм 5 , 17 сτанοвлена диаφρагма 19 с προзρачнοй οбласτью 20, φορмиρующая πучοκ излучения заданнοй κοнφигу- ρации, часτичнο или ποлнοсτью πеρеκρываемый τелοм 5,17 в зависимοсτи οτ ποлοжения уπρавляющегο ρычага 8. Диаφρагма 19 имееτ τаκже дοποлниτельную προзρачную οбласτь 21, неπе-
    [0052] 10 ρеκρываемую πρи всеχ ποлοженияχ уπρавляющегο ρычага 8 и πρедназначенную для выбορа начальнοй ρабοчей τοчκи χаρаκτе- ρисτиκи πρиемниκа 2 излучения. Κροме τοгο, между исτοчниκοм 1 излучения и τелοм 5,17 усτанοвлена κοнденсορная линза 22, πρи эτοм исτοчниκ 1 излучения наχοдиτся в φοκусе κοнденсορ-
    [0053] 15 нοй линзы 22. Κοнденсορная линза 22 и диаφρагма 19 сκρеπлε- ны между сοбοκ. Κοнденсορная линза 22 οбесπечиваеτ φορмиρο- вание πаρаллельнοгο πучκа излучения, чτο ποзвοляеτ дοсτичь независимοсτи выχοднοгο сигнала измеρиτельнοгο κанала οτ πеρемещений уπρавляющегο ρычага 8 в наπρавлении οси даннοгο
    [0054] 20 κанала, и, τаκим οбρазοм, независимοгο οπρеделения ποлσже- ния уπρавляющегο ρычага 8 οτнοсиτельнο κаждοй из οсей πο- вσροτа.
    [0055] Β случае, κοгда τелο 17 πρедсτавляеτ сοбοй неπροзρач- ный κοнус, егο οбρазующая наχοдиτся κ οси 14 уπρавляющегο
    [0056] 25 ρычага 8 ποд углοм ρавным ποлοвине угла πρи веρшине κοнуса и целиκοм πеρеκρываеτ всю προзρачную οбласτь 20 диаφρагмы 19. Пοэτοму все элеменτы измеρиτельнοгο κанала (исτοчниκ 1 излучения, πρиемниκ 2 излучεния, диаφρагма 19, κοнденсορ- ная линза 22) дοлжны быτь ποвеρнуτы на угοл, наπρимеρ,
    [0057] 30 ρавный ποлοвине угла πρи веρшине κοнуса 17 вοκρуг οсκ πο- вοροτа уπρавляющегο ρычага 8, πаρаллельнοй сοοτвеτсτвующей οси 3,4 измеρиτельнοгο κанала.
    [0058] Β κаждοм измеρиτельнοм κанале πеρед πρиемниκοм 2 излу- чения усτанοвлена κοллимиρующая линза 23, πρи эτοм πρиемниκ
    [0059] 35 2 излучения наχοдиτся в φοκусе κοллимиρующей линзы 23. Ηа- - 11 - личие κοллимиρующей линзы 23 ποзвοляеτ сφοκусиροваτь πучοκ излучения, πадающий на πρиемниκ 2, благοдаρя чему мοжнο исποльзсваτь πρиемниκ излучения с ρазмеρами чуΕсτεиτельнοгο Ζ слοя меньше ρазмеροв πучκа издучения, προшедшегο τелο.
    [0060] Ηаличие ρассеиваτеля πρи φοκусиροвκе κοллимиρующей лκнзοй излучения на πρиемниκ ποзвοляеτ ποлучиτь выχοднοь сигнал πρиемниκа. не зависящий οτ φορмы πадающегο πучκа κ πρсπορциοнальный суммаρнοму πадающему на πρиемниκ ποτοκу 10 излучения,
    [0061] Β случае исποльзοΕания в даτчиκе πρиемниκа излучения с линейнοκ χаρаκτеρπсτиκοй προзρачная οбласτь 20 диаφρагмы 1 имееτ φορму κсльцезοгο сеκτορа (φиг.1), ценτρ 25 κοτορс— гο являеτся τοчκοй πеρесечения πлοсκοсτи диаφρагмы 19 и 15 οсн 10 ποΕοροτа уπρавляющегο ρычага 8. Пροзρачная сбласτь 20 в виде κοльцевοгο сеκτορа ορиенτиροваκа τаκ, чτο πρи ηοдοженни уπρавляющегο ρычага 8 πеρπендиκуляρнο οсям 3,4 измеρиτεльныχ κаналοв τелο 5,17 πеρеκρываеτ πучοκ излучения наποлοвину . 20 Пρи исποльзοвании πρиемниκа с нелинейнοй χаρаκτеρисτи- κοь, наπρимеρ, φοτορезисτορа, даτчиг имееτ диаφρагму 26., πρедсτавленную κа φиг.5. Пροзρачная οбласτь диаώρагмιι 26 дοлжна быτь οгρаничена двумя οτρезκами 27 и 25 πρямы:-:, προ- χοдящи чеρез τοчκу 29 πеρесечения πлοсκοсτи диаφρагмы 2* с 25 сοοτвеτсτвующей οсью 10,11 ποвοροτа уπρавляющегс ρычага 8 и двумя κρивымκ 30 и 31. Κρивая 30, ρасποлοженная ближе κ τοчκе 29, являеτся дугοй οκρужнοсτи с ценτροм в уκазаннοй τοчκе 29. Κρивая 31 выποлняеτся в сοοτвеτсτвии с ρешением 9 ( ψ) уρавнения в ποляρннχ κοορдинаτаχ с ποлюсοм Б τοчκе
    [0062] Τ-
    (»// - завиеимοсτь выχοднοгο сигκала πρκемниκа 2 , излу- ения οτ величнκιι ладающг-г:- κ:-. κегο г-τοκа κзлучениκ,
    [0063] ^ - величиκа ποτοκа нзлученил, πадаюшегο на πρиемниκ ; '! излучения..
    [0064] Д - ллеτнοсτь πсτοκа излучения между κοнденсορнοй лин- зοй (22) н κοллимиρующей линзοй (2-3);
    [0065] - ρадиус-веκτορ πсляρнοи сисτемы κοορдинаτ; 7 - углοвая κοοрдинаτа ποляρнοй сисτемы κсορдинаτ; I - угοл ποвοροτа уπρавляющегο ρычага ( οτнοсиτельн • οси πсвοροτ.ч ( 1 , 11) ;
    [0066] Я 0 - ρадиус κρивизнκ κρивοй (ЗП , являюценся дугο;. οκρужнοсτи ζ цеκτροм в ^чг (2 ; πеροсеченκя πдοсгοсτκ диаφρагмы с οсью (11,10) ποвοροτа уπρавляющегο ρьгιаге-;
    [0067] !-• . (X - ποсτοяннььг κοэφφициенτы.
    [0068] Пοсτροенная в сοοτвеτсτвии с πρиведенным уρавнениеκ φορκа προ-зρачнοй сблаеτи диаφρагмы 26 κοмπенеиρу τ нели- нейнοсτь χаρаκτеρисτиκи πρиемниκа 2 излучения, изοбρажен- нοй нг- Φиг.ба Ε диаπазοне οτ щϊη дο Τ ΙтСι ' τа χаρа^τе-
    [0069] 2С ρисτиκа имееτ πρиблизиτельнο гиπерοοличесκκπ χаρаκτеρ. I зτοκ случае исποльзοεани-г πρедлагаеκοκ φορмы προсρачнοь ~- ласτκ диаφρагмы 26 οбесπечиваеτ πредсτавлгннуκ на ΦΚΓ.6Б κρивую изменения величины ποτοκа в диаπазοне οτ ά~ γι дο ^тαχ πρи изменениκ угла ποвοροτа χ уπρавляющегс ρы-
    [0070] 2Г- чага β г диаπазοне οτ ι тϊй дο Ψтαχ . Τаκοй вид зависи- мοсτи ποτοκа οτ угла ψ ποвορсτа уπρавляющегο ρ-ычага δ οбесπечиваеτ линейную зависимοсτь сигнала [ ψ) даτчиκ≡- οτ угла χ ποвοροτа уπρавляющегο ρычага 8, изοбρажеκную на φиг.бс, το есτь линейнοсτь χаρаκτеρисτиκи даτчиκз* .
    [0071] ЗП Двуχκοορдинаτный даτчиκ углοвοгο ποлοжения ρабοτаеτ слсдующим οбρазοм. Пρи ποдκлючении даτчиκа κ исτοчниκу πи- τания ποτοκ излучения οτ κсτοчниκа 1 излучения προχοдиτ че- ρез диаφρагму 19,26 и κοнденсορную линзу 22, ποел чегο сφορмиροванный πаρаллельный πучοκ излучения πадас-τ на τел
    [0072] Зι* С.17. сοединеннοе с уπρавляющиκ ρычагοм . Часτь πучκ-а у. ζ - - 13 - лучения Ε зависимοсτи οτ углοвοгο ποлοжения уπρавляющегο ρычага 8 οτнοсиτельнο οднοй и- οсей 10,11 задеρживаеτся не- προзρачным τелοм 5 7- а οсτавшаяся часτь πучκа προχοдиτ на ζ κοллимиρующую линзу 23 и φοκусиρуеτся на πρиемниκ 2 из- лучения. Βыχοднοй элеκτρичесκий сигнал с πρиемниκа 2 излу- чения, οπρеделяемый углοвым ποлοжением уπρавляющ гο ρычага 8 οτнοсиτельнο οднοй из οсей 10,11 ποвοροτа- ποсτуπаеτ на οдин аналοгοвο-циφροвοй πρеοбρазοваτель κοκπьюτеρа. нналс-
    [0073] 10 гичный элеκτρичесκий сигнал сο вτοροгο измеρиτельнсгс κана- ла в зависимοсτн οτ углοвс-гο ποлοжения гπρавляющегс ρычаг-з 8 οτнοсиτельнг дρугοн οси ποвοροτа ποсτуπаеτ на дρугοй ан лг' гϊΕ--—ииφροΕ й πρеοбρазοваτель. Дале-г сигналы в циφρο- ΕΟЙ φορме οбρабаτываюτся κοмπьюτеροм, κοτορый уπρавляеτ ν. ζ-
    [0074] 15 ποлниτельными меκанизмамн, наπρиме£ , злеκτροмеκаничесκими πρивοдами.
    [0075] Пροмышленная πρименимοсτь Ηаибοлее усπешнο насτοящее изοбρеτение мοжеτ быτь ис- ποльзοванο в сисτемаκ ρучнοгο уπρаΕления κοмπьюτеρами и ис- 20 ποлниτельными меκанизмами, наπρимеρ, элеκτροмеχанич сκими.
    权利要求:
    Claims

    - 14 - ΦΟΡΜУЛΑ ИЗΟБΡΕΤΕΗИЯ
    1. Двуχκοορдинаτный даτчиκ углοвοгο ποлοжения, сοдеρ- жащий два измеρиτельныχ κанала, κаждый из κοτορыχ вκлючаеτ
    5 исτοчниκ (1 излучения, πρиемниκ (2) излучения, усτанοвлен- ный на πуτи πзгчκа излучения, φορмиρуемοгο исτοчниκοм (1) излучения, сρедсτва πеρеκρывания πучκοв излучення в κаждοм измеρиτельнοм κанз-ле, связанные с уπρавляющим ρычагοм (8), усτанοвленным с вοзмοжнοсτью ποвοροτа вοκρуг двуχ εзаимнο-
    10 πеρπендиκуляρныχ οсей (10,11), πаρаллельныχ сοοτвеτсτвующим οсям (3,4) уκазанныχ измеρиτельныχ κаналοв, для изменения сτеπени πеρеκρывания πучκοв излучения πρи ποвοροτаχ уπρав- ляющегο ρычага (8) вοκρуг οсей (10,11), ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο οси (3,4) измеρиτельныχ
    15 κаналοв πеρеκρещиваюτся, а сρедсτва πеρеκρывания πучκа излучения в κаждοм измеρиτельнοм κанале выποлнены в виде τела (5,17), заκρеπленнοгο на уπρавляющем ρычаге (8) и усτанοвленнοгο в зοне πеρеκρещивания οсей (3,4) измеρи- τельныχ κаналοв, τаκ чτο οдна часτь ποвеρχнοсτи τела (5,17)
    20 ρасποлοжена на πуτи πучκа излучения οднοгο из измеρиτель- ныχ κаналοв, а дρугая часτЬ - на πуτи πучκа излучения дρугοгο измеρиτельнοгο κанала, πρи эτοм κаждый измеρиτель- ный κэ-нал вκлючаеτ диаφρагму (18,26), усτанοвленную меж- ду исτοчниκοм (1) излучения и τелοм (5,17), усτанοвленным
    25 з зοне πеρеκρещивания οсей (3,4) измеρиτельныχ κаналοв-
    2. Даτчиκ πο π.1, ο τ и ч а ю щ и й с я τем, чτο между исτοчниκοм (1) излучения и τелοм (5,17), усτанοвлен- ным в зοне πеρеκρещивания οсей (3,4) измеρиτельныχ κаналοв ρазмещена κοнденсορная линза (22), πρи зτοм исτοчниκ (1)
    30 излучения наχοдиτся в φοκусе κοнденсορнοй линзы (22),
    3. Даτчиκ πο π,1, ο τ л и ч. ю щ и й с я τем, чτο уπρавляющий ρычаг (8) усτанοвлен на ποдвесκе (10,11 , вκлю- чающей сρедсτвο (За,3в) πρедοτвρащения вρащения уπρавляюще- гο ρычага (8) вοκρуг свοей οси (14), а τелο (5), усτанοв-
    35 леннοе в зοне πеρеκρещивания οсей (3,4) измеρиτельныχ - 15 - κаналοв, сοдеρжиτ две неπροзρачные πласτины (6,7.- ποвеρχ- нοсτь κаждοй из κοτορыχ οбρазуеτ οдну из уκазанныχ чаеτей ποвеρχнοсτи τела (5), πρи эτοм πласτины (6,7) сοединенκ 5 ДΡУΓ с дρугοм ποд углοм не бοлее 90 , а линия ι'Ι:- сοедн- нения πласτин 6.7) προχοдиτ чеρез ценτρ (12; ποдвесκи
    (10,11).
    4. Даτчиκ πο π,1, ο τ л и ч а ю щ и й с я τеκ, чτ^ уπρавляющий ρычаг (8) усτанοвлеκ ποсρедсτвοм ш οΕθГ'-- ιнаρ-
    1ø ниρа (15), а τелο (17), усτанοвленнοе в эοне πеρеκρещивания οсей (3,4) измеρиτельныχ κаналοв выποлненο в виде н-_*πρ- зρачнοгο κοнуса, οбρащеннοгс веρшинοй κ уπρавляκ;--ιеκι; ρычагу ( 8 ) .
    Г* . Даτчиκ πο ππ . 3 , 4 , ο τ л и ч а ю ц и κ с я
    15 τеκ- чτο προзρачная οбласτь ',2 ) диаφρагмы С 6* οгρаничена ДΕУΜЯ οτρезκами (27,28 πρямыχ, προχοдящиχ чеρез τ^чκу (2 ^ πеρесечения πлοсκοсτн диаφρагмы (26) с οдκοй из οсей Κ', 11) ποвοροτа уπρавляющегο ρычага (8), и двумя κρивыми (Зø, 31 , замыκающими ποπаρнс κοниы οτρезκοв ( 7, 3' πρямыχ,
    2ø πρи еτοм κρивая (30;, ρасποлοженная ближе κ уκазс-ннη;-. τечκ-- (29) πеρесечения явля τся дугοκ οκρужнссτи •-_ ц--нτροм ь νκ--- заннοй τοчκе (29., а вτορая κρизая (31) выποлняеτс- ъ с~'-τ- веτсτвии -: ρешением Ρ(ψ) уρавнения в ποляρныχ г :н: динаτ=-:-- ~ ценτροм в τοчκе (29):
    у (З^) - зависимοсτь выχοднοгο сπгнала πρиемниκз (2) и лз. чения οτ величины πадающегο на негο ποτοκа излучения; - 16 - ~ - Εеличина ποτοκз. излучения, πадающегс на πρиеκниκ
    С2) излучения;
    /4 - πлοτнοсτь ποτοκа κзлученπя между κοндеκсορκοκ лин- Ζ зοй С22) и κοллимнρуюшей линзοй (23). - ρадиус-веκτορ ποляρнοй сκсτемы κοορдинаτ; Τ - углοгая κοορдκнаτа ποляρнοй сисτемн κοсгдинаτ; ι - угοл ποвοροτа уπρавляющегο ρычага С8 οτκοсиτельκο с си πстροτа 10311 ) ; 1С Ρс ~ ради с κρивизны κρивοй (30) , являющейся дугοй οκρужнссτи с ценτροм Ε τοчκе (29; πеρ сеченκя πлοсгссτκ диаφρзгмы с οсью (11,1" ποвсροτа уπρагляющегο ρнчага; Κ и (X πссτοянш-ιе юэφφициенτι: с. Даτчиг П" π.1, ο τ л и ч а ю щ и й с я τеκ- чτ- 15 πеρед πρиемниκοκ (2 κзлучения усτанοвленϊ. κοллимиρуюцая линза С23)> πрκ зτοм πρиемниκ С2) излучения намοдκτся г φοκусе κοллимиρуюшей линзы С23) .
    7. Даτчиκ πο π.1,6, ο τ л и ч а ю щ и й с я τем, чτο πρиемни^ (2 излуч-ння имееτ ρассеиваτель С24'> излуч<г- 20 ния.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US4356396A|1982-10-26|Fiber optical measuring device with compensating properties
    JP4292495B2|2009-07-08|回転要素の角位置を決定する軸ｌｅｄ位置検出装置
    US20140209793A1|2014-07-31|Object detector
    AU2004291813B2|2009-05-14|Proximity detector
    US4093351A|1978-06-06|Controlled flexible membrane reflector
    US6362468B1|2002-03-26|Optical unit for detecting object and coordinate input apparatus using same
    US6943894B2|2005-09-13|Laser distance measuring system and laser distance measuring method
    KR20150039855A|2015-04-13|피아 식별 시스템 및 방법
    US7463828B2|2008-12-09|Optical channel monitor
    US3454773A|1969-07-08|Binocular night telescope with single image tube
    EP0143282B1|1989-02-01|Verfahren zur berührungslosen, emissionsgradunabhängigen Strahlungsmessung der Temperatur eines Objektes
    US7183537B2|2007-02-27|Rotary position sensor with offset beam generating element and elliptical detector array
    US7358865B2|2008-04-15|Optical encoder and apparatus using optical encoder
    AT396841B|1993-12-27|Anordnung zur stabilisierung der wellenlänge des von einer laserdiode abgegebenen lichtstrahlesund laser-interferometer
    DE60108029T2|2005-12-08|Vorrichtung zur Positionsbestimmung
    US6005907A|1999-12-21|Method and apparatus for producing tomosynthesis exposures employing a reference object composed of a number of sub-objects
    US5103572A|1992-04-14|Feeler pin using an optical contact sensor
    US20070153352A1|2007-07-05|Wavelength selection device
    US6430833B1|2002-08-13|Measuring probe with diaphragms and modules
    US7633633B2|2009-12-15|Position determination that is responsive to a retro-reflective object
    DE10325082B4|2008-04-30|Fotoelektrischer Drehwertgeber
    JP4077637B2|2008-04-16|格子干渉型変位測定装置
    US20110310396A1|2011-12-22|Displacement detecting device
    EP1647798B1|2013-11-06|Position detection apparatus and method
    US4659922A|1987-04-21|Optical sensor device for detecting the presence of an object
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    RU2005991C1|1994-01-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1991-07-11| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP KR US |
    1991-07-11| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]