Устройство для микроперемещения оптических элементов

) 4 С 02 В 26/10 ОСУДАРС ТВЕН НЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ,у.ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ пье-, вля,2,3 К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт электроники АН БССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1295354, кл. С 02 В 26/10, 1985(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЯОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля прецизионного перемещения оптических компонентов в соответствиис заданными управляющими воздействия ми, а также для точного и плавногоперемещения иэделий в технологическом оборудовании. Цель изобретения -расширение диапазона регулированиятягового усилия, Устройство микроперемещений содержит пьезодвигатели1,2,3,4,5,6, цилиндр 8 с подвижнымиоптическими компонентами, неподвиж. -ный оптический компонент 10, блок 11управления. Для перемещения цилинд-.ра 8 с подвижными оптическими компонентами слева направо сигналы управления подаются на пьезодвигатели1,2,3 с блока 11 управления, дляперемещения в обратном направленииуправляющие сигналы подаются назодвигатели 4,5,6, при этом упрающие сигналы на пьезодвигатели 1не подаются. 2 ил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для прецизионного перемещения оптических компонентов в соответствии с заданными управляющими воздействиями, а также для точного и плавного перемещения изделий в технологическом оборудовании.Цель изобретения - расширение 10 диапазона регулирования тягового усилия.На фиг.1 изображена конструкция предлагаемого устройства; на фиг,2 - блок-схема предлагаемого устройства.Конструкция устройства (фиг1) включает пьезодвигатели 1-6, отражающую накладку 7, цилиндрическую оправу (цилиндр) 8 с подвижными оптическимикомпонентами, волновод 9, неподвижный оптический компонент 10 и блок 11 управления.Блок-схема устройства содержитдатчик 12 перемещения, цифровую клавиатуру 13, кнопку 14, преобразователь 15 перемещение - скорость, схему 16 сравнения, счетчик 17, элементы И 18 -и 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20, усилитель 21,концевой выключатель 22 "Начало", 30концевой выключатель 23 "Конец", кнопки 24, элементы ИЛИ 25 и 26, триггеры 27 и 28, блок 29 задающих генераторов, усилители 30 мощности, блок31 управляемых напряжением аттенюаторов, блок ключей 32 и ультразвуковой привод 33.Устройство работает следующимобразом,Для перемещения цилиндрической 40оправы 8 с подвижными оптическимикомпонентами слева направо (фиг.1)необходимо на пьезодвигатели 1-3 подать напряжения Н Ю и Пз с амплитудами Но, Но и Но и частотами 45и Ез, причем величины Нд,Н и Е 1 и 2 определятскорость 7, перемещения цилиндрической оправы, При этом напряженияВ =Н =Ц =О, что необходимо, чтобы пьезодвигатели 4-6 не препятствовали перемещению цилиндрическойоправы 8 в заданном направлении, Дляперемещения цилиндрической оправы8 справа налево (фиг,1) необходимоподать напряжения Н, 13 г иамплитудами О , Ц, и Но и частотами Й , 1 и 2 на пьезодвигатели4-6, причем величины Баю, Боуи Ноьи и Йз определяют скорость Ч перемещения цилиндрической оправы 8, При этом напряжения Н =11=0=О, что необходимо, чтобы пьезодвигатели 1-3 не препятствовали перемещению цилиндрической оправы 8 в заданном направлении. Состоянию покоя цилиндрической оправы 8 соответствует условие Ю,=0 =0,=0=0=Н =О. Схема управления выполняет функцию формирования напряжений с амплитудами о ф 1 ой. ф Но ь П 04 ю Поки 006 тотами 1 Й и й а также коммута/ции указанных напряжений на выходы схемы управления в зависимости от направления перемещения цилиндрической оправы 8. Цифровая клавиатура 13 формирует разрядный двоичный код требуемой скорости, который подается в канал В схемы 16 сравнения и на счетчик 17. Код реальной скорости, который подается в канал А схемы 16 сравнения, формируется преобразователем 15 перемещение - скорость, к входу которого подключен датчик 12 перемещения, Схема 16 сравнения имеет два выхода: АВ и А ( В, которые подключены к элементам И 18 и 19.На эти элементы заведен также сигнал "Конец преобразования" от преобразователя 15 перемещение - скорость. Выход элементов И 18 и 19 подключен к входам счета в обратном и прямом направлениях счетчика 18. Если коды требуемой и реальной скоростей не соответствуют, .то на одном из выходов схемы 16 сравнения присутствует высокий уровень, в результате чего сигнал "Конец преобразования" поступает на соответствующий вход счетчика 17, вызывая изменение кода не его выхода на "1" в сторону увеличения или уменьшения так, чтобы уменьшить разницу между требуемой о и реальной скоростью, Предваритель" ная установка счетчика 17 осуществляется записью кода требуемой скорости, поступающего от цифровой клавиатуры 13 по сигналу записи от кнопки 14. Записанный в счетчике 17 код поступает в ЦАП 20, который преобразует его в соответствующее напряжение. Последнее усиливается усилителем 21 и поступает на входы управления блока 31 управляемых напряжением аттенюаторов.С помощью блока 31 осуществляется формирование по амплитуде сигналов, 3 1476422 4поступающих через усилители 30 мощности от блока 29 задающих генераторов. Блок 29 содержит три независимых генератора, каждый изкоторыхнастроен на свою частоту, Сформированные по амплитуде сигналы с блока31 поступают на входы ключей 32 иультразвуковой привод 33С выходовключей 32 сигналы П, О и. Бз э которые определяют скорость перемещенияцилиндрической оправы 8 в прямомнаправлении, поступают на пьезодвигатели 1-3 устройства. Для формирования сигналов У, О и П, которыеиспользуются для возврата цилиндрической оправы 8 в обратном направлении, служат ключи 32, 4, 32, 5 и 32.6,выходы которых подключены к пьезодвигателям 4-6, Входы этих ключейподключены к соответствующим входамусилителей 30 мощности, при настройке на этих выходах устанавливаютсяамплитуды сигналов, которые обеспечивают требуемую скорость возвратацилиндрической оправы 8 в исходноесостояние. По входам управленияключи блока 32 объединены в две группы: 32. 1, 32.2, 32.3 и 32.4, 32.5,32.6. Сигналы ХЗ и Х управления дляпервой и второй групп ключей формируются следующим образом. В исходком положении (" Начало" ), т,е. при Х=1, Х=О, Х =0 и Х=О, все ключи закрыты. По фронту сигнала "Пуск", который формируется с помощью кнопки 24, сигналы Х и Х записываются в триггеры 27 и 28. При Хз=1 и Х=О первая группа ключей открывается, а подвижный компонент начинает перемещаться в прямом направлении. При достижении положения "Начало", т.е. при Х=1, в триггер 28 записывается Х=О, а так как ХЗ=О, то обе группы ключей закрыты, цикл закончен, т.е. подвижный компонент находится в исходном состоянии,Формула изобретенияУстройство для микроперемещения оптических элементов по авт.св.У 1295354, о т л и ч а ю щ е е с я ф тем, что, с целью расширения диапазона регулирования тягового усилия, в него введены две пары пьезодвигателей и две пары усилителей мощности, причем пьезодвигатели выполнены раз-. личных диаметров, уменьшающимися к оправе оптического элемента и связаны с соответствующими усилителями мощности.1476422 ин Составитель Техред М.Дид Тираж 514 актор А,Рев Коррек Романенк каз 2153 сное Государственного комитета по изобретениям и о 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,иям при ГКНТ СС