Фотоэлектрический датчик координатографа

Фотоэлектрический датчик координатографа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК КООРДИНАТОГРАФА, содержащий последовательно расположенные источник света, индикаторный диск, измерительный диск и фотоприемник, индикаторный и измерительный диски расположены соосно один относительно другого, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности фотоэлектрического датчика координатографа, в него введены кронштейн, первый и второй шкивы, источник света установлен на индикаторном диске, фотоприемник установлен на кронштейне, который укреплен на И11дикаторном диске, первый и второй шкивы жестко соединены с измерительным и ин дикаторным дисками, которые установлены в центре горизонташьпой направляющей и на траверсе координатографа . J е

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(50 G 08 С 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный номитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3217741/18-24 (22) 16.12.80 (46) 07;04.83. Бюл. Р 13 (72) E.K. Демин (71) Центральное проектно-конструкторское бюро механизации и автоматизации Союзтехноприбора (53) 681.325(088.8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР

9 487408, кл. G 08 С 9/06; 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 463133, кл. G 08 С 9/06, 1973 (прототип). (54) (57) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ. ДАТЧИК

КООРДИНАТОГРАФА, содержащий последовательно расположенные источник света, индикаторный диск, змери„„SU„„! 010637 A тельный диск и фотоприемник, инди каторный и измерительный диски расположены соосно один относительно другого, отличающийся тем, то, с целью повышения разрешающей способности фотоэлектрического датчика координатографа, в него введены кронштейн, первый и второй шкивы, источник света установлен на индикаторном диске, фотоприемник установлен на кронштейне, который укреплен на индикаторном диске, первый и второй шкивы жестко соединены с измерительным и ин дикаторным дисками, которые установлены в центре горизонтальной направляющей и на траверсе координатографа.

1010637

Изобретение относится к устройствам для кодирования графической информации в прямоугольной системе координат, а также к датчикам линейных (или угловых) перемещений, используемых в выае названных приборах.

Известны фотоэлектрические преобразователи угловых перемещений вала в число импульсов, содержащие измерительный и индикаторный раст- 10 ровые диски, осветитель и фотоприемник 1).

Точность отсчета зависит от числа прорезей (рисок), нанесенных на измерительный диск датчика положе- )5 ния и от кинематической передачи датчик-визир. Возможность .современной технологии нанесения прорезей и рисок ограничена. Так, например, система фотоэлектрическая

BE-106 производственного объединения ЛЭМЗ г. Ленинград дает 1024 импульса на один оборот диска или

100 мкм на импульс.

Данная величина 100 мкм/имп.при современных требованиях, предъявляемых к кодированию графической информации, не приемлема °

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является фотоэлектрический датчик, содержащий два диска — измерительный и индикаторный, которые связаны между собой с помощью механической передачи в виде червячного редуктора, вариатор, а также систему регу- 35 лировки передаточного отношения.

Для регулирования угловой цены одного импульса механическая передача регулируется так, что диски вращаются в противоположных направле- 40 ниях. Датчик содержит, как и все известные фотоэлектрические системы, неподвижно закрепленные по обе стороны обоих дисков источник света и фотоприемник. 45

Используемый для измерения угловой .цены импульса вариатор включает винт с рукояткой, вилку, ролик» контактирующий с торцовой поверхностью диска вариатора, червячное колесо и червячную шестерню 2j.

Совершенно очевидно, что погрешности на изготовление всех выше перечисленных элементов, а также люфты и зазоры в конечном итоге дадут возможность регулирования положении прорезей, нахожящихся на измерительном диске, в пределах одного миллиметра, а то и более. Напомним, что высокоточные измерительные диски фотоэлектрических датчиков переме- . 60 щений имеют очень малую величину цены импульса (до 20 мкм/имп). Поэтому применение таких вариаторов для приборов типа "Графодат-И" не представляется возможным, так как,диск- 65 рет шага импульса на порядок меньие дискрета регулировки вариатора.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности фотоэлектрического датчика без увеличения era габаритов за счет увеличения числа импульсов на единицу углового перемещения измерительного диска.

Поставленная цель достигается тем, что в фотоэлектрический датчик координатографа, содержащий последовательно расположенные источник света, индикаторный диск, измерительный диск и фотоприемник, инди.каторный и измерительный диски расположены соосно один относительно другого, введены кронштейн, первый и второй шкивы, источник света установлен на индикаторном диске, фотоприемник установлен на кронштейне, который укреплен на индикаторном диске, первый и второй шкивы жестко соединены с измерительным и индикаторным дисками, которые установлены в центре горизонтальной направляющей и на траверсе координатографа.

На фиг. 1 изображен координатограф (без планшета) . общий вид; на фиг. 2 схематически показан фотоэлектрический датчик углового положения (например, по оси Х), разрез; на фиг. 3 — траверса с креплением оптического визира с кинематическими ветвями траверсы координатографа по оси У (шкивы и диски условно показаны одного диаметра), разрез..

Координатограф (Фиг. 11 содер- жит домкрат с Ы-образным лонжероном

1, горизонтальную направляющую 2, две вертикальные балки 3, перпендикулярные направляющей 2, гибкие верхнее и нижнее кинематические звенья. 4 и 5, охватывающие ролики

6, шкив 7 и фотоэлектрический датчик 8 положения по оси Х, расположенный по центру планшета, фотоэлектрический датчик 9 положения по оси У, траверса 10 снабжена оп-, тическим визироМ 11 и фотоэлектрическим датчиком 9 положения по оси

У. Верхйее и нижнее кинематические звенья 4 и 5 скреплены с траверсой

10 в точках 12 и 13.

Фотоэлектрический датчик 8 (как по оси Х, так и по оси У) представляет из себя фотоэлектрический преобразователь перемещений вала в число импульсов ° Каждый датчик содержит два подвижных соосных диска измерительный 14 и индикаторный 15 (фиг. 2), жестко насаженных на шкивы 7, охватываемые кинематическими звеньями 4 и 5. К подвижному инди каторному диску 15 прикреплен кронштейн 16, на котором находятся источник 17 света и фотоприемник 18.

1010637

Причем оба диска 14 и 15 находятся на отрезке прямой, соединяющей источник 17 света и фотеприемник 18.

На торцовой плоскости диска 14 нанесена система прорезей или рисок с одинаковым шагом (не показано).

Оптический визир 11 (фиг. 3) выполнен из корпуса, внутри которого расположена оптическая линза 19.

Корпус визира. скреплен::справа с первой кинематической ветвью 20 в точ- 10 ках 21, а слева с второй кинематической ветвью 22 в точках 23. Обе ветви 20 и 22 расположены на траверсе 10 и охватывают шкивы дисков фотоэлектрического датчика 9, фикси- 15 рующего перемещение визира по оси У.

При работе оператор перемещает траверсу 10 над плбскостью планшета координатографа, например, вправо.

При этом верхнее кинематическое эве- 2П но 4, скрепленное с траверсой 10 в точке 12, вращает измерительный диск 14 датчика положения по оси Х по часовой стрелке. Нижнее кинематическое звено 5, скрепленное с траверсой 10 в точке 13, вращает индикаторный диск 15 против часовой стрелки.

Так как точки 12 и 13, в которых верхняя 4 и нижняя 5 кинематические звенья скреплены с траверсой., перемещаются с одной скоростью, то шкивы 7 дисков 14 и 15, имеющие один и тою же диаметр, имеют равные угловые скорости вращения, но противоположного направления.

Фотоприемник 18, представляющий из себя, например, фотодиод, генерирует такое число импульсов, которое равно удвоенному числу прорезей или рисок, нанесенных на диск 14. 40

При перемещении оптического визира по оси У (при движении его, например, вверх) кинематическая ветвь

20 траверсы 10 вращает индикаторный диск датчика 9 положения визира от- 45 носительно оси у против часовой стрелки, а кинематическая ветвь 2а вращает измерительный диск 14 по часовой стрелке. Фотодиод (фотоприемник) генерирует такое число импульсов, которое равно удвоенному числу прорезей или рисок, находящихся на измерительном диске 14.

Импульсный счетчик зафиксирует также удвоенное число импульсов (это происходит вследствие встречного движения диска 14 и фотоприемника 18). центральное (по центру тяжести п зншета) расположение датчика положения по оси Х позволяет значительно увеличить диаметр измерительного диска, а следовательно, и точность показаний датчика положения по оси Х. Кроме того, центральное размещение датчика углового положения повышает надежность работы прибора в целом, так как обеспечивает меньшую вибрацию, а следовательно, .и меньшее проскальзывание упругих звеньев относительно шкивов, которые ими охвачены, что уменьшает ошибку в показаниях при. ора.

Другой особенностью предлагаемого изобретения является тот факт, что исчезает одна из ошибок в показаииях по оси Х, связанная с радиальным люфтом всей траверсы относительно ее центра тяжести (такой люфт всегда имеет место в подшипниках, по которым перемещается траверса по.направляющей). Ошибка исчезнет вследствие того, что при таком люфте изменения угловых скоростей вращения дисков 14 и 15 имеют противоположный знак, а следовательно, они ксиупенсируются..

Технико-экономическая эффективность от использования изобретения обусловлена его техническими особенностями.

1010637 м,"г

Составитель A. Сидоренко

Редактор A. Иотыль Техред П.Пекарь . 1(орректор E,Рошко

Филиал .ППП "Патент", r; Ужгород, ул. Проектная, 4

ЕУ

Г,7

Заказ 2492/28 Тираж 616 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Х(-35, Раушская наб., д. 4/5

2f и

Р/