Сканирующее устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яи G 02 В 26/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ // — 20 2

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870002/10 (22) 27.09.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Специальное конструкторское бюро научного приборостроения Института автоматики и электрометрии СО АН СССР (72) В.П.Бессмельцев, И.С.Дегтярев, В.И.Литвинцев и Г.Г.Тимошенко (56) 1. Патент США М 3624574, кл. M 02 К 33/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1682964, кл. G 02 D 26/10, 1988.

{54) СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: изобретение относится к электроннооптическим устройствам и может быть использовано для управления про,,5U „, 1765800 А1 странственным положением светового пучка в различных технологических процессах.

Сущность; устройство, содержащее корпус

2, привод, включающий сектор и ротор с якорем 5, 6, установленный на валу 1, на одном консольном конце которого установлено зеркало 11, на другом — подвижная в поперечном направлении опора 13, которая соединена с корпусом через упругий элемент 16, Торсион 7 снабжен зажимом, состоящим из вилки 17 и центрального стержня 18, и расположен в пазу корпуса 2, устройство углового измерения и контроля выполнено в виде емкостного датчика, состоящего из двух обкладок 12, 28, одна из которых прикреплена к зеркалу, другая — к корпусу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1765800

Изобретение относится к электроннооптическим устройствам и может быть использовано для управления пространст-:-. венным положением светового пучка при различных технологических процессах, например, лазерной записи, вводе изображений или гравировке.

Известен резонансный сканирующий преобразователь (1), содержащий привод, включающий статор и двухопорный ротор с установленной на нем переходной деталью с рабочим зеркалом, торсионом.

Известно сканирующее устройство (2), содержащее корпус с установленными на нем оптическими элементами углового измерения и контроля и привод, включающий статор и двухопорный комбинированный ротор с закрепленными на нем рабочим и сферическим зеркалом, и уголковым отражателем и торсионом, Указанные устройства обладают таким недостатком, как сложность узлов по устранению поперечных биений ротора, измерению и контролю его угловых перемещений.

Поперечные биения светового пучка возникают за счет инерционных сил, создаваемых колеблющимися неуравновешенными массами ротора и закрепленных на нем элементов. Для исключения влияния инерционных сил необходима превосходящая противодействующая упругая сила.

Для этого в известных сканерах в качестве противодействующей силы, устраняющей поперечные биения ротора, которые увеличиваются по мере износа трущихся деталей, применяют либо упругую осевую силу гнутого торсиона, либо фланцы с периодическими осевыми подтяжками. При этом торсион продолжает использоваться и по прямому назначению, т.е. работает в двух режимах одновременно, что обеспечить очень трудно. Кроме того, при осевых нагрузках в 4 раза увеличивается коэффициент трения в подшипниках и плохо контролируется величина осевой нагрузки, что приводит к преждевременному износу шариков (выкрашиванию). Это подтверждено натурными испытаниями.

В указанных сканерах измерение и контроль угловых перемещений ротора осуществляются большим количеством элементов, закрепленных на роторе в корпусе и взаимосвязанных между собой, что усложняет конструкцию и приводит к уменьшению надежности.

Целью изобретения является уменьшение поперечных колебаний зеркала и упрощение конструкции.

Для этого в устройстве, содержащем корпус, в котором на двух опорах размещен вал с закрепленным на нем зеркалом, привод зеркала выполнен в виде статора и ротора, консольно установленного на одном конце вала, а другой консольный конец вала связан с корпусом через торсион с помощью зажима, а также устройство контроля углового перемещения зеркала, консольный конец вала со стороны торсиона дополнительно снабжен подвижной в поперечном направлении опорой, связанной с корпусом через упругий элемент, а зажим торсиона выполнен в виде вилки и центрального резьбового стержня, установленного с воэможностью перемещения в направлении оси вала в пазу корпуса.

Кроме того, устройство контроля углового перемещения зеркала выполнено в виде емкостного датчика, Совокупность существенных признаков, изложенных в отличительной части формулы, является новой и обеспечивает положительный эффект, заключающийся в следующем:

1. Повышение долговечности за счет устранения поперечных биений ротора.

2. Упрощение узлов крепления торсиона и измерения угловых перемещений ротора.

3. Уменьшение габаритов сканера.

4. Доступность монтажа и настройки.

Сканирующее устройство поясняется следующими графическими чертежами:

Фиг, 1 — продольный разрез устройства.

Фиг. 2 — разрез по приводу.

Основное звено — вал 1 расположен в корпусе 2 и установлен на подшипниках 3 и

4. На валу закреплены якорь 5, 6 и торсион

7. Вал закреплен на двух опорах с образованием двух жестких консольных вылетов 8 и 9. На консольном вылете 8 закреплена переходная деталь 10 с рабочим зеркалом

11 и обкладкой 12 емкостного датчика, Конец консольного вылета 9 вставлен в отверстие подвижной опоры 13, имеющей две направляющие 14 и 15, которые установлены в поперечном направлении в соответствующие отверстия корпуса 2. Направляющая

15 соединена с корпусом 2 через упругий элемент 16.

Зажим торсиона состоит из вилки 17 и центрального резьбового подвижного стержня 18. Вилка и стержень имеют отверстия, через которые пройдет свободный конец торсиона 7.

Зажим торсиона 7 и крепление всего захвата к корпусу производятся одновременно гайкой. Изменение длины торсиона 7 осуществляется за счет перемещения всего

1765800 формируются знакопеременные колебательные движения ротора вокруг продольной оси. Так как рабочее зеркало 11 жестко закреплено на роторе, то рабочие колебания без потерь передаются на асе элементы.

2Á гз

27

Фиг, 21

Составитель В. Бессмельцев

Техред М.Моргентал Корректор О. Густи

Редактор В. Иванова

Заказ 3384 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 захвата вдоль паза 19, При изменении длины торсиона изменяется его жесткость.

В корпусе 2 установлены две управляющие катушки 20 и 21 (см. фиг. 2), два посто-. янных магнита 22 и 23, которые образуют 5 статор с двумя парами полюсов 24-27. На корпусе 2 закреплена вторая обкладка 28 емкостного датчика, расположенная параллельно обкладке 12.

Консольный вылет 9 ротора 1 использу- 10 ется как жесткий рычаг, посредством которого внутренняя сила деформированного (сжатого) гайкой уп ругого элемента 16 передается на подшипники 3 и 4 в радиальном направлении, в результате чего устраняют- 15 ся поперечные биения ротора.

Измерение и контроль угловых перемещений ротора 1 осуществляются датчиком за счет изменения его емкости.

Устройство работает следующим обра- 20 зом. На обе управляющие катушки 20 и 21 подаются с необходимой частотой знакопеременные сигналы. В обоих пакетах магнитомягких пластин статора формируются встречные магнитные потоки. Накладыва- 25 ясь, потоки усиливаются в одной паре полюсов и ослабляются в другой. В результате якорь попеременно занимает два крайних положения. Первое; полюс 5 устанавливается напротив полюса 25, а полюс 6 — напро- 30 тив полюса 24. Второе: полюс 5 устанавливается напротив полюса 27, а полюс 6- напротив полюса 26. Таким образом, А-д

Формула изобретения

1. Сканирующее устройство, содержащее корпус, в котором на двух опорах размещен вал с закрепленным на нем зеркалом, привод зеркала выполнен в виде статора и ротора, консольно установленного на одном конце вала, а другой консольный конец вала связан с корпусом через торсион с помощью зажима, а также устройство контроля углового положения зеркала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения поперечных колебаний зеркала и упрощения конструкции, консольный конец вала со стороны торсиона дополнительно снабжен подвижной в поперечном направлении опорой, соединенной с корпусом через упругий элемент, а зажим торсиона выполнен в виде вилки и центрального резьбового стержня, установленного с возможностью перемещения в направлении оси вала в пазу корпуса.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что устройство контроля углового положения зеркала выполнено в виде емкостного датчика, обкладки которого связаны с зеркалом и корпусом, И