Оптико-электронное устройство для пространственного позиционирования объекта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 90062 19) 8 1 В 11/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К 2 еха- чесо-тех- нград- центр ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский институт точнойники и оптики и Уральский политехкий институт им. С. М. Кирова(56) Информационный листок о научнническом достижении83 - 238. Лениский межотраслевой территориальныйНТИ и пропаганды. 1983.(54) ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение позволяет контролировать пространственное положение объекта в мелиоративном строительстве и робототехнике. Цель изобретения - упрощение устройства за счет исключения необходимости подвода питающих напряжений к подвижной части устройства, предназначенной для скрепления с позиционируемым объектом. Формируют два параллельных линейно поляризованных пучка излучения с частотами ис помощью двух источников измерения 1, 2, питаемых генератором 3 электрических колебаний, и двух взаимно перпендикулярно ориентированных линейных поляризаторов 4, 5, каждый из которых установлен по ходу излучения одного из источников. Пространственно совмещают пучки светоделителем 6 и первым объективом, направляют их на зеркально-линзовый отражатель 11, предназначенный для скрепления с контролируемым объектом. Анализатором 9, выполненным из двух симметричных частей в виде двух поляроидных пленок на зеркале 10, расположенном в фокальной плоскости объектива 8 зеркально- линзового отражателя 1 1, пространственно разделяют отраженные от ЗЛО пучки на два, формируя равносигнальную зону между световозвращенными пучками. Принимают световозвращенные пучки с частотами 1 и . излучения объективом 7, который строит изображение обоих пучков на фотоприемнике 13. Усиленный фотосигнал поступает в блок обработки 14, в котором по разности величины сигналов от двух источников излучения судят о пространственном положении объекта, 1 ил.1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле пространственного положения объекта в мелиоративном строительстве и робототехнике.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключения необходимости подвода питаюших напряжений к подвижной части устройства, предназначенной для скрепления с позиционируемым объектом. 10На чертеже показана схема предлагаемого устройства.Устройство содержит два источника излучения 1 и 2, генератор 3 электрических сигналов, линейные поляризаторы 4 и 5, светоделитель 6, первый 7 и второй 8 объективы, в фокальной плоскости объектива 8 установлен анализатор 9 и зеркало 10, образующие с объективом зеркально-линзовый отражатель 11. Кроме того, устройство содержит второй светоделитель 12, фотоприемник 13, расположенный в фокальной плоскости первого объектива 7, и блок 14 обработки электрических сигналов с фотоприемника. Граница раздела двух частей анализатора 9 проходит через оптическую ось устройства. Источники излучения 1 и 2 25 расположены ортогонально между собой и установлены в фокальной плоскости объектива . Зеркально-линзовый отражатель 11 предназначен для скрепления с позиционируемым объектом. Анализатор 9 выполнен из двух симметричных частей линейных поляризаторов, например поляроидных пленок. Каждая часть анализатора ориентирована таким образом, что плоскость пропускания ее совпадает с плоскостью пропускания одного из линейных поляризаторов 4 и 5.Устройство работает следующим образом.Излучение источника 1 с частотой и источника 2 с частотой "2, формируемое генератором 3 электрических колебаний, направляют на один из поляризаторов 4 и 5 соответственно. Пройдя их, излучение от каж О дого источника преобразуется в линейно- поляризованное. Поскольку оси пропускания поляризаторов ориентированы ортогонально между собой, прошедшие их пучки оказываются поляризованными во взаимно перпендикулярных направлениях. Соединяют 45 прошедшие пучки с помощью светоделителя 6, формируют объективом 7 излучение от обоих источников в параллельные пучки, которые посылают на зеркально-линзовый отражатель 1. Вторым объективом 8 оба пучка фокусируются в его фокальную плоскость. Пройдя через одну из частей анализатора 9, каждый из двух пучков излучения отражается от зеркала 10 и возвращается в объектив 8. Через каждую часть анализатора 9 проходит только излучение, вектор колебаний которых совпадает с осью пропускания данной части анализатора. Так как излучение обоих источников поляризовано во взаимно перпендикулярных плс,: костях, каждая часть анализатора пропускает излучение только одного из источников, в результате чего на выходе объектива 8 образуется оптическая равносигнальная зона с различной частотой модуляции (информационной окраской). Световозвращенное излучение направляют в объектив 7, который строит изображение обоих отраженных пучков после светоделителя 12 на фотоприемнике 13. Усиленный фотосигнал поступает в блок обработки 14, в котором по разности сигналов от двух источников излучения 1 и 2 си 2 судят о пространственном положении объекта.Если центр объектива 8 зеркально-линзового отражателя 11 расположен на оптической оси объектива и его оптическая ось совпадает с этой осью, то изображения излучателей 1 и 2 занимают симметричное положение относительно границы соприкосновения частей анализатора 9. В этом случае поток излучения, прошедший через одну половину анализатора 9, равен потоку, прошедшему через вторую половину анализатора 9. Следовательно, оптический сигнал, пришедший от зеркально- линзового отражателя на объектив 7 от излучателя 1, равен сигналу от излучателя 2. Фотоприемник 13 преобразует оптические сигналы в электрические и в этом случае наблюдается равенство электрических сигналов разных частоти 2, В блоке 14 обработки информационного сигнала с амплитудно-частотного детектора снимается сигнал, равный нулю, что указывает на согласованное положение объекта контроля,При смещении объекта с зеркально-линзовым отражателем 11 нарушается симметрия пучков, принимаемых объективом 7, в результате чего в блок 14 обработки с фотоприемника поступают сигналы частотис разной амплитудой. По величине разности сигналов судят о величине смещения объекта, а по увеличению сигнала той или другой частоты - о направлении смещения.Формула изобретенияОптико-электронное устройство для пространственного позиционирования объекта, содержащее два источника излучения, свето- делитель, объектив, в фокальной плоскости которого установлены источники излучения, второй объектив, предназначенный для скрепления с позиционируемым объектом, фото- приемник, генератор электрических сигналов, соединенный с обоими источниками излучения, и блок обработки сигналов, соединенный с фотоприемником, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя линейными поляриза1290062 Составитель Н. СолоухинРедактор Т.Митейко Техред И. Верес Корректор Е. РошкоЗаказ 7887/34 Тираж 678 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торами, зеркалом, анализатором и вторым светоделителем, каждый из поляризаторов установлен между одним из излучателей и светоделителем, соответственно, и один по отношению к другому ориентирован таким образом, что их оси пропускания перпендикулярны друг другу, зеркало установлено в фокальной плоскости второго объектива, анализатор скреплен с зеркалом и выполнен из двух частей, соединенных между собой таким образом, что ось пропускания каждой части параллельна одному из линейных поляризаторов соответственно, второй светоделитель установлен между первым объективом и первым светоделителем, а фото- приемник установлен в фокальной плоскости первого объектива, по направлению излучения отраженного от второго светоделителя.