СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО КРУГОВОГО ОБЗОРА

Полезная модель относится к оптико-механическим системам обзора и может быть использована в технике активной и пассивной локации пространства.
Известно сканирующее устройство кругового обзора, разработанное по схеме, использованной при создании автоматического секстанта астроориентатора БЦ-63 ("Авиационные системы информации оптического диапазона". Справочник. М. "Машиностроение" 1985 г., стр.76-79), в котором для обзора пространства используются два зеркала. Конструкция его состоит из неподвижного корпуса и подвижного блока. На подвижном блоке установлен оптический узел, состоящий из двух зеркал, первое из которых имеет неизменное положение относительно подвижного блока, а ось вращения второго зеркала закреплена в подвижной опоре, установленной в подвижном блоке. Второе зеркало может поворачиваться вокруг оси подвижной опоры. Вращение этого зеркала обеспечивается приводом, установленным на подвижном блоке, связанным с осью вращения зеркала через редукторную связь и состоящим из датчика положения и двигателя. Питание двигателя и датчика, передача информации о положении второго зеркала, формируемая датчиком положения, осуществляется через систему скользящих контактов. Вращение подвижного блока относительно неподвижного корпуса обеспечивается приводом через редукторную связь. Привод содержит двигатель и датчик положения, установленные на неподвижном корпусе.
Недостатком этого сканирующего устройства кругового обзора являются излишняя масса и моменты инерции подвижного блока, снижающие быстродействие, а также наличие скользящих контактов, снижающих надежность.
Наиболее близким к предполагаемой полезной модели является "Сканирующее устройство кругового обзора" (патент РФ 2271553, G01S 17/66, опубл. 10.03.06 г., Бюл. №7), содержащее неподвижный корпус, в котором установлены первый и второй подвижные блоки, образующие концентрическую конструкцию с общей осью вращения относительно неподвижного корпуса, оптический сканирующий узел, установленный на подвижной опоре, жестко связанной с первым подвижным блоком, и кинематически связанный со вторым подвижным блоком, каждый из подвижных блоков снабжен приводом с электродвигателем и датчиком положения, оптопары которых установлены на неподвижном корпусе.
Недостатком этого сканирующего устройства является снижение точности позиционирования за счет зазоров в зубчатых зацеплениях, кинематической погрешности изготовления и установки зубчатых колес. Наличие этих погрешностей увеличивает колебание подвижных блоков при остановках, реверсе и в режиме слежения за движущимися источниками излучения, что увеличивает время переходных процессов и снижает точность позиционирования подвижных блоков, при этом увеличивается потребляемая мощность.
Технический результат данного технического решения заключается в повышении быстродействия, точности позиционирования и слежения за счет установки роторов электродвигателей и кодовых дисков датчиков непосредственно на подвижные корпуса, исключая тем самым применение зубчатых зацеплений, что позволит значительно уменьшить габариты и массу сканирующего устройства, улучшить динамические характеристики и обеспечить плавное вращение подвижных элементов.
Технический результат достигается тем, что в сканирующем устройстве кругового обзора, содержащем неподвижный корпус, в котором установлены первый и второй подвижные блоки, образующие концентрическую конструкцию с общей осью вращения относительно неподвижного корпуса, оптический сканирующий узел, установленный на подвижной опоре, жестко связанной с первым подвижным блоком, и кинематически связанный со вторым подвижным блоком, каждый из подвижных блоков снабжен приводом с электродвигателем и датчиком положения, оптопары которых установлены на неподвижном корпусе, статоры электродвигателей расположены на неподвижном корпусе, полые роторы электродвигателей первого и второго приводов, кодовые диски датчиков положения установлены на первом и втором подвижных блоках соответственно.
На чертеже представлено сканирующее устройство кругового обзора.
Сканирующее устройство кругового обзора содержит неподвижный корпус 1, в котором установлены первый подвижный блок 2 и второй подвижный блок 3, образующие концентрическую конструкцию с общей осью вращения относительно неподвижного корпуса 1. Оптический сканирующий узел 4, установлен на подвижной опоре 5, в которой закреплена ось 6 подвижной опоры 5. Ось 6 подвижной опоры 5 вращается перпендикулярно оси вращения подвижных блоков 2 и 3. Подвижная опора 5 жестко связана с первым подвижным блоком 2 и кинематически, через коническую шестерню 7, со вторым подвижным блоком 3. Подвижные блоки 2 и 3 снабжены приводами с электродвигателями и датчиками положения 8 и 9, оптопары которых установлены на неподвижном корпусе 1. На неподвижном корпусе 1 расположены статоры 10 и 11 электродвигателей приводов. На первом подвижном блоке 2 установлены полый ротор 12 первого электродвигателя, кодовый диск первого датчика положения 8 (азимутального). На втором подвижном блоке 3 установлены полый ротор 13 второго электродвигателя, кодовый диск второго датчика положения 9 (угломестного).
Сканирующее устройство кругового обзора работает следующим образом. Второй подвижный блок 3, установленный в неподвижном корпусе 1, при подаче напряжения на статор 11 второго электродвигателя начинает вращаться вместе с полым ротором 13 второго электродвигателя. Через кинематическую связь между зубчатым венцом второго подвижного блока 3 и конической шестерней 7 вращение передается оптическому сканирующему узлу 4, а датчик положения 9 будет выдавать координаты положения сканирующего узла 4 по углу места. Для исключения одновременного вращения по азимуту первого подвижного блока 2 подается кодированное напряжение на статор 10 первого электродвигателя, которое фиксирует первый подвижный блок 2 от проворота.
Подача одинакового напряжения на статоры 10 и 11 электродвигателей, приведет во вращение полые роторы 12 и 13 электродвигателей, а значит и подвижные блоки 2 и 3, с одинаковой угловой скоростью, следовательно, сканирующий узел 4 будет вращаться только по азимуту, а датчик положения 8 будет выдавать соответствующие координаты по азимуту.
При подаче разных значений напряжения на статоры 10 и 11 электродвигателей, первый подвижный блок 2 и второй подвижный блок 3 будут вращаться с разными скоростями, следовательно, подвижная опора 5 и сканирующий узел 4 будут вращаться по азимуту со скоростью первого подвижного блока 2. По углу места, через узел преобразования разности скоростей вращения, ось подвижной опоры 6, сканирующий узел 4, будут вращаться со скоростью, равной разности скоростей вращения первого подвижного блока 2 и второго подвижного блока 3.
Таким образом, подавая заранее выбранные комбинации напряжений на статоры электродвигателей, можно управлять движением сканирующего элемента по любому закону, обнаруживать источники излучения и слежение за ними в пределах всего полусферического пространства. При этом повышается быстродействие, точность позиционирования и слежения, снижается потребляемая мощность.