EP0436532A1 - Torsional vibration drive - Google Patents

Torsional vibration drive

Info

Publication number
EP0436532A1
EP0436532A1 EP89900239A EP89900239A EP0436532A1 EP 0436532 A1 EP0436532 A1 EP 0436532A1 EP 89900239 A EP89900239 A EP 89900239A EP 89900239 A EP89900239 A EP 89900239A EP 0436532 A1 EP0436532 A1 EP 0436532A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel rim
torsional vibration
spokes
vibration drive
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP89900239A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert E. Carter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rockwell Collins Deutschland GmbH
Original Assignee
Teldix GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teldix GmbH filed Critical Teldix GmbH
Publication of EP0436532A1 publication Critical patent/EP0436532A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
    • C07F9/38—Phosphonic acids [RP(=O)(OH)2]; Thiophosphonic acids ; [RP(=X1)(X2H)2(X1, X2 are each independently O, S or Se)]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/66—Ring laser gyrometers
    • G01C19/68—Lock-in prevention
    • G01C19/70—Lock-in prevention by mechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element

Definitions

  • the invention relates to a torsional vibration drive with the features of the preamble of claim 1.
  • Ring laser gyroscopes can measure rotational speeds with great accuracy.
  • ring laser gyroscopes cannot measure very small rotational speeds without special countermeasures, since the frequencies of the two light waves rotating in opposite directions, due to an inertial rotation, converge on a common one Pull intermediate frequency together (pull-in effect of coupled oscillators, so-called lock-in effect).
  • the size of this Tatzone which extends around the rotational speed zero point, can be influenced by a number of laser gyro-specific design criteria, but remains so large even with the best possible design of the relevant parameters that the rotational speed measurement error in almost all practical applications, e.g. B. in position control or even more so in navigation systems is unacceptable.
  • the laser gyroscope is set in uniform rotational vibrations about an axis that is perpendicular to the beam path plane.
  • the time period during which frequency synchronization takes place at the turning points of the torsional vibration of the laser gyroscope is determined by the maximum amplitude and the frequency of the vibration and can thus be minimized.
  • the measurement error of the laser gyro still remaining in this regard is thus significantly reduced. Due to the torsional vibration, no structural deformation of the base body, such as B periodic stretching, compression or bending are caused, since this leads to incorrect measurement behavior of the laser gyro due to a periodic or non-periodic loss modulation of the optical resonator.
  • the torsion transducers have spokes of uniform cross-section, on which piezoceramic plates are applied and which thus represent multilayer bending elements. If an electrical voltage is applied r , a bending moment is generated in the spokes, which results in a torque acting on the wheel rim. Usually, the voltage is excited, the frequency of which corresponds to the resonance frequency of the system.
  • the mass of the laser body is usually very large and the space allowed for the vibration mechanism is very small. This means that the rotary transducer must be made of a material that has a modulus of elasticity that is comparable to that of steel.
  • the axis of rotation must be kept stable. This requires that the rotary oscillator has extremely high stiffness about all axes except the axis of rotation, which in turn requires that the spokes parallel to the axis of rotation are as extensive as possible.
  • the operating amplitude is usually limited by the surface tensile strength of the piezoceramic.
  • the finished device must be suitable to be operated in an extended ambient temperature range, as is required by various user specifications.
  • the vibration generator must be connected to the gyro block by means of a coupling which prevents structural deformation of the gyro block due to thermal expansion in the radial direction.
  • This coupling can be simple, such as. B. a thick layer of elastic material or complicated, such as. B. a multi-part three-dimensional bending element.
  • the result is a coupling that is very stiff in the direction of rotation and very flexible in the radial direction.
  • this coupling represents a limitation in the performance of the gyroscope, since it reduces the axis rigidity.
  • Arrangements according to the prior art are made of steel with a low coefficient of expansion, e.g. Made in Invar and consist of a central pin, four or six flat spokes with a uniform rectangular cross-section and a cylindrical wheel rim, which also has a uniform rectangular cross-section.
  • Piezoceramic plates are applied to the side surfaces of each spoke, all of which are simultaneously subjected to a high voltage of such a frequency that the system oscillates at its resonance frequency.
  • the present invention proposes a specially designed rotary oscillator with a piezo drive for laser gyroscope, which is suitable for being operated at a significantly increased frequency and amplitude.
  • the rotary transducer according to the invention is constructed similarly to the previous rotary transducers: it is made from a single block of steel with low thermal expansion and has a central hub which, for. B. is attached to the carrier vehicle, and further has spokes and a wheel rim, both of which have a uniform rectangular cross-section.
  • the spokes are attached to the wheel rim using a special bending element.
  • This bending element is designed in such a way that it works like a joint which has a great flexibility for bending movements in the plane perpendicular to the axis of rotation, but which has a high rigidity for bending movements outside this plane.
  • the joint decouples the wheel rim from the bending moment at the outer end of the spokes. This avoids the usual deformation of the wheel rim, which would either be transferred to the gyro block, or dissipate valuable vibration energy into the wheel rim / gyro base body connection. The result is that higher mechanical quality can be achieved. Exemplary embodiments are explained on the basis of the drawing.
  • FIG. 1 shows a top view of a rotary oscillator according to the invention
  • Fig. 2 shows a connection of Fig. 1 in detail
  • 3A and 3B show spoke connections with or without the special joint according to the invention.
  • 5A and 5B show spoke and wheel rim deflections, as are typical for the prior art and for the invention.
  • Fig. 1 an embodiment of a rotary oscillator according to the invention is shown in supervision.
  • a hub 1 is held by four projections 2, which are fixed to a fastening plate (not shown) with the aid of four bolts, not shown, which are inserted through bores 3.
  • Four spokes 4 are provided which extend outward from the hub 1 and which are connected to a cylindrical wheel rim 5 via special joints 6.
  • a laser gyroscope block which is not shown, has a central fastening opening into which the wheel rim 5 is fitted. This connection represents the only holder of the laser gyroscope block.
  • Thin piezoceramic plates 7 and 8, which are provided with electrodes on their large surfaces, are applied to the two sides of each spoke in a form-fitting manner over the entire surface.
  • the outer electrodes 9 and 10 of the plates 7 and 8 are all electrically connected to a terminal of an AC voltage source (not shown).
  • the other source clamp is connected to the body of the rotary transducer.
  • the piezoceramic plates all have retentive polarization vectors which are directed in the anti-clockwise direction in FIG. Then the application of a positive potential to the outer electrodes of the piezo-ceramic plates causes a moment on the wheel rim 5 in the clockwise direction.
  • the rotary transducer can be made of Invar or a similar alloy and has a diameter of approximately 5.5 cm and a height (thickness) of approximately 3 cm.
  • Four spokes 4 are preferably provided, which have a width (dimension between the plates 7 and 8) of a few millimeters and radial lengths of about 10 or more millimeters.
  • the hub 1 is made as stable as possible in the remaining space in order to avoid bending contributions of the hub.
  • the height of the joint is preferably as large as that of the entire rotary oscillator (about 3 cm).
  • both a translatory force 8 and a torque 9 act on the end of the spoke 4 at 6D.
  • the joint is designed so that when the forces occur, the segments 6A, 6B and 6C together form a flexible torsion spring around the point 6D and thus decouple the moment 9 from the end of the spoke.
  • the segments 6A and 6C are, however, very rigid with regard to compression or pull in the direction of the translational force 8. As a result, the full translational force 8 actually reaches the spoke end 6D. As a result, the spoke behaves almost like a free bar that is only clamped on one side to the hub and is exposed to a point load at the tip.
  • the bending element 6B is also pressure-resistant in the radial direction, as a result of which undesirable transverse vibrations that would otherwise occur are avoided.
  • the elements 6A, 6B and 6C have the same height (thickness) as the rotary oscillator, they have a high torsional stiffness for forces which act around axes which do not coincide with the desired axis of the gyro rotation.
  • the thickness and length of the elements 6A, 6B and 6C are of the order of 1 mm.
  • FIG. 3A shows a spoke 11 according to the prior art, which starts from the hub 12 and here is rigidly connected to the wheel rim 13. If the wheel rim 13 is rotated by the angle x, then the dashed curve of the bent spoke results.
  • the spoke has a characteristic double bend, that is to say it has an S shape.
  • FIG. 3B shows a similar spoke 11, which is connected to the wheel rim 13 via a flexible joint 15. If the wheel rim 13 is rotated by the same angle x, the spoke 11 must be subjected to less bending in this embodiment; this results in a much smaller surface stress on the piezo elements 14. It has been shown that, even if the spokes according to FIGS. 3A and 3B have the same stiffness, the advantage of the design of FIG. 3B is retained, that is to say the surface tension of the ceramic does not represent any limitation with respect to the achievable amplitude.
  • bending elements 22A and 22B which are intended to represent two adjacent spokes of the rotary oscillator, are fastened to a base body 21 which is to correspond to the hub and to a rigid block 23 which is to correspond to the wheel rim.
  • flexure 22B When flexure 22B is energized to move its right end in the direction of arrow 24, flexure 22A, which is pressurized as a passive column and acts as a lever through block 23, generates torque at the tip of flexure 22B , which almost completely counteracts the bending element produced by the piezo elements.
  • joints 26, which represent the bending elements of the present invention decouple the rotary activities of the bending elements 22A and 22B from the translational activity, which makes it possible to derive almost all of the work that can be achieved from the bending elements.
  • 5A schematically shows the bending pattern of a rotary oscillator, the spokes of which are rigidly connected to the wheel rim and which was rotated in the direction of arrow 31.
  • the resulting movements of parts of the wheel rim in radial directions 32 create difficulties for fastening the gyro block to the rotary oscillator.
  • connection is rigid and even, the oscillating deformations are transferred to the gyro block.
  • 5B shows the bending pattern of a rotary oscillator which, according to the invention, has bends influenced by joints. In this case, the previously shown difficulties with the attachment of the wheel cross / gyro block cannot occur.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

Entraînement à oscillation de rotation pour laser gyroscopique comportant un moyeu, des rayons et une jante extérieure, avec des piézocéramiques disposées sur les rayons. A la jonction des rayons et de la jante sont disposés des éléments de flexion qui assurent une grande flexibilité dans les rotations de la jante autour de l'axe de l'entraînement.Rotary oscillation drive for gyroscopic laser comprising a hub, spokes and an outer rim, with piezoceramics arranged on the spokes. At the junction of the spokes and the rim are arranged bending elements which provide great flexibility in the rotations of the rim around the axis of the drive.

Description

Drehschwingungsantrieb Torsional vibration drive
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a torsional vibration drive with the features of the preamble of claim 1.
Ringlaserkreisel können Drehgeschwindigkeiten mit großer Genauigkeit mes¬ sen.Es ist jedoch bekannt, daß Ringlaserkreisel ohne besondere Gegenma߬ nahmen sehr kleine Drehgeschwindigkeiten nicht messen können, da sich die durch eine inertiale Drehung an sich unterschiedlichen Frequenzen der bei¬ den gegensinnig umlaufenden Lichtwellen auf eine gemeinsame Zwischenfre¬ quenz zusammenziehen (Mitzieheffekt gekoppelter Oszillatoren, sogen. Lock-In-Effekt) . Die Große dieser sich um den Drehgeschwindigkeitsnull¬ punkt erstreckenden Tatzone kann zwar durch eine Reihe von laserkreisel- spezifischen Entwurfskriterien beeinflußt werden, bleibt aber auch bei bestmöglicher Auslegung der relevanten Parameter noch so groß, daß der Drehgeschwindigkeitsmeßfehler in fast allen praktischen Anwendungen, z. B. in Lageregelungs- oder erst recht in Navigationssystemen, unakzeptabel ist.Ring laser gyroscopes can measure rotational speeds with great accuracy. However, it is known that ring laser gyroscopes cannot measure very small rotational speeds without special countermeasures, since the frequencies of the two light waves rotating in opposite directions, due to an inertial rotation, converge on a common one Pull intermediate frequency together (pull-in effect of coupled oscillators, so-called lock-in effect). The size of this Tatzone, which extends around the rotational speed zero point, can be influenced by a number of laser gyro-specific design criteria, but remains so large even with the best possible design of the relevant parameters that the rotational speed measurement error in almost all practical applications, e.g. B. in position control or even more so in navigation systems is unacceptable.
Eine Methode, die angewendet wird, um den Fehler zu vermeiden ist unter dem Namen "Dithern" bekannt. Hierbei wird der Laserkreisel um eine Achse, die auf der Strahlpfadebene senkrecht steht, in gleichförmige Drehschwin¬ gungen versetzt.One method used to avoid the error is known as "dithering". Here, the laser gyroscope is set in uniform rotational vibrations about an axis that is perpendicular to the beam path plane.
Die Zeitdauer, während der an den Umkehrpunkten der Drehschwingung des Laserkreisels eine Freguenzsynchronisation erfolgt, wird durch die Maximal¬ amplitude und die Frequenz der Schwingung bestimmt und kann somit minimiert werden. Der letztlich noch verbleibende diesbezügliche Meßfehler des Laser¬ kreisels wird somit bedeutend vermindert. Durch die Drehschwingung darf keinerlei Struckturverformung des Kreiselgrundkörpers, wie z. B eine periodische Dehnung, Stauchung oder Verbiegung verursacht werden, da dies aufgrund einer periodischen oder nicht periodischen Verlustmodulation des optischen Resonators zu fehlerhaften Meßverhalten des Laserkreisels führt. Bei bisherigen Drehschwingern wurde ein Speichenrad kleinen Durchmessers benutzt, dessen Nabe an dem zu vermessenden Trägersystem befestigt war und dessen äußerer zylindrischer Radkranz in eine Öffnung im Zentrum des Krei¬ selblocks eingepaßt wurde. Der gesamte Kreiselblock wurde somit vom Dreh¬ schwinger getragen und beide zusammen bildeten dann ein Feder-Masse-System, das durch einen magnetischen oder piezoelektrische Antrieb in seiner Res¬ onanzfrequenz erregt wurde.The time period during which frequency synchronization takes place at the turning points of the torsional vibration of the laser gyroscope is determined by the maximum amplitude and the frequency of the vibration and can thus be minimized. The measurement error of the laser gyro still remaining in this regard is thus significantly reduced. Due to the torsional vibration, no structural deformation of the base body, such as B periodic stretching, compression or bending are caused, since this leads to incorrect measurement behavior of the laser gyro due to a periodic or non-periodic loss modulation of the optical resonator. In previous rotary oscillators, a small diameter spoke wheel was used, the hub of which was fastened to the carrier system to be measured, and the outer cylindrical wheel rim of which was fitted into an opening in the center of the rotary block. The entire gyro block was thus carried by the rotary oscillator and the two together then formed a spring-mass system which was excited in its resonance frequency by a magnetic or piezoelectric drive.
Es sind viele unterschiedliche Abwandlungen dieses Lösungsprinzips bekannt. Bei der vorliegenden Erfindung wird von Drehschwingern ausgegangen, die Speichen gleichförmigen Querschnitts aufweisen, auf denen piezokeramische Platten aufgebracht sind und die somit mehrschichtige Biegeelemente dar¬ stellen. Wird eine elektrische Spannung angelegtrso wird ein Biegemoment in den Speichen erzeugt, woraus sich ein auf den Radkranz wirkendes Drehmoment ergibt. Üblicherweise wird mit einer Spannung, deren Frequenz der Resonanz¬ frequenz des Systems entspricht, angeregt.Many different modifications of this solution principle are known. In the present invention, it is assumed that the torsion transducers have spokes of uniform cross-section, on which piezoceramic plates are applied and which thus represent multilayer bending elements. If an electrical voltage is applied r , a bending moment is generated in the spokes, which results in a torque acting on the wheel rim. Usually, the voltage is excited, the frequency of which corresponds to the resonance frequency of the system.
Es ist sehr schwierig, die Betriebsfrequenz dieser Systeme zu erhöhen und gleichzeitig die Schwingungssamplitude konstant zu halten; dies kommt durch die grundsätzliche Eigenheit von piezoelektrischen Resonanzsystemen zustan¬ de, die darin besteht,daß die maximale Resonanzamplitude eines Wandlers um¬ gekehrt proportional zur Resonanzfrequenz ist.It is very difficult to increase the operating frequency of these systems while at the same time keeping the vibration amplitude constant; this is due to the fundamental peculiarity of piezoelectric resonance systems, which consists in the fact that the maximum resonance amplitude of a transducer is inversely proportional to the resonance frequency.
Vergrößerungen der Schwingamplitude bei fester Frequenz sind durch die Zug¬ festigkeit der Piezokeramik begrenzt, die wesentlich kleiner als die der Metallspeichen ist, auf denen sie aufgebracht sind. Wenn man die Piezokeramik in ein Gebiet mit geringer Beanspruchung verschiebt, dann wird dadurch nur die Wirksamkeit als Antrieb reduziert. Diese und weitere Faktoren haben bisher Verbesserungen bei der Ausbildung von Drehschwingungεeinrichtungen mit Piezoantrieb bei Laserkreiseln entgegengestanden. Die folgenden der Erfindung vorausgehenden Überlegungen schränken die ein¬ fache Auslegung eines Drehschwunges ein.Increases in the oscillation amplitude at a fixed frequency are limited by the tensile strength of the piezoceramic, which is considerably smaller than that of the metal spokes on which they are applied. If you move the piezoceramic into an area with low stress, this will only reduce the effectiveness as a drive. These and other factors have hitherto opposed improvements in the design of torsional vibration devices with a piezo drive in laser gyroscopes. The following considerations preceding the invention restrict the simple design of a torsional swing.
1. Die Masse des Lasergrundkörpers ist normalerweise sehr groß und der dem Schwingungsmechanismus zugestandene Platz sehr klein. Dies bedingt, daß der Drehschwinger aus einem Material hergestellt werden muß, das einen Elastizitätsmodul aufweist, der vergleichbar mit dem von Stahl ist.1. The mass of the laser body is usually very large and the space allowed for the vibration mechanism is very small. This means that the rotary transducer must be made of a material that has a modulus of elasticity that is comparable to that of steel.
Stähle mit zusätzlich niedrigem Ausdehnungskoeffizient kommen dabei üblicherweise zum Einsatz.Steels with an additional low coefficient of expansion are usually used.
2. Die Drehachse muß stabil gehalten werden. Dies erfordert, daß der Drehschwinger extrem hohe Steifigkeit um alle Achsen außer der Drehachse aufweist, was wiederum verlangt, daß die Speichen paral¬ lel zu der Drehachse so ausgedehnt wie nur möglich sind.2. The axis of rotation must be kept stable. This requires that the rotary oscillator has extremely high stiffness about all axes except the axis of rotation, which in turn requires that the spokes parallel to the axis of rotation are as extensive as possible.
Dies erfordert auch, daß die Achse des Drehschwingers mit dem Schwerpunkt des Kreiselblocks zusammenfallen muß.This also requires that the axis of the rotary transducer must coincide with the center of gravity of the gyro block.
3. Um erfolgreich Fehler zu vermeiden, ist es äußert wichtig, daß sowohl die Amplitude als auch die Frequenz der Schwingung gere¬ gelt wird. Üblicherweise werden die Schwingungserzeuger bei der mechanischen Resonanz betrieben; die Resonanzfrequenz ist dann durch die Drehfederkonstante bestimmt, die schwer vorher zu bes¬ timmen ist und nach Herstellung des Drehschwingers nicht mehr wesent¬ lich geändert werden kann.3. In order to successfully avoid errors, it is extremely important that both the amplitude and the frequency of the oscillation are regulated. The vibration generators are usually operated with mechanical resonance; the resonance frequency is then determined by the torsion spring constant, which is difficult to determine beforehand and can no longer be changed significantly after the rotary oscillator has been manufactured.
Die Betriebsamplitude wird üblicherweise durch die Oberflächen¬ zugfestigkeit der Piezokeramik eingeschränkt.The operating amplitude is usually limited by the surface tensile strength of the piezoceramic.
4. Es muß die Verformung des Drehschwingers im Betrieb vermieden werden. Das Zusammenziehen und das Ausdehnen verursacht falsche Signale im Laserkreisel.4. Deformation of the rotary transducer must be avoided during operation. The contraction and expansion causes wrong signals in the laser gyro.
Diese zwingende Einschränkung erfordert, daß das Drehmoment entlang der Mantellinie eines zur Drehachse symmetrischen Zylinders in den Kreiselgrundkörper eingeleitet wird, der Zylinder soll einen kleinen Durchmesser haben und sich im Zentrum des Grundkörpers befinden. Eine punktförmige Einleitung von Kräften in den Kreiselgrundkörper verursacht nicht hinnehmbare falsche Meßergebnisse durch den Laserkreisel. 5. Das fertige Gerät muß geeignet sein, in einem erweiterten Um¬ gebungstemperaturbereich betrieben zu werden, wie er durch ver¬ schiedene Anwenderspezifikationen gefordert wird-This imperative restriction requires that the torque is introduced along the surface line of a cylinder symmetrical to the axis of rotation into the gyroscope base body, the cylinder should have a small diameter and be located in the center of the base body. A punctiform introduction of forces into the base body of the gyro causes unacceptable incorrect measurement results by the laser gyroscope. 5. The finished device must be suitable to be operated in an extended ambient temperature range, as is required by various user specifications.
Der Schwingungserzeuger muß mit dem Kreiselblock mittels einer Kupplung verbunden werden, die eine Strukturverformung des Krei¬ selblocks durch eine thermische Ausdehnung in radialer Richtung verhindert.The vibration generator must be connected to the gyro block by means of a coupling which prevents structural deformation of the gyro block due to thermal expansion in the radial direction.
Diese Kupplung kann einfach sein, wie z. B. eine dicke Schicht aus elastischem Material oder kompliziert, wie z. B. ein vielgliedriges dreidimensionales Biegeelement.This coupling can be simple, such as. B. a thick layer of elastic material or complicated, such as. B. a multi-part three-dimensional bending element.
In jedem Fall ist das Ergebnis eine Kupplung, die in Drehrichtung sehr steif und in radialer Richtung sehr nachgiebig ist. Diese Kupplung stellt tatsächlich in der Praxis eine Einschränkung der Leistungsfähigkeit des Kreisels dar, da sie die Achsensteifigkeit vermindert.In any case, the result is a coupling that is very stiff in the direction of rotation and very flexible in the radial direction. In practice, this coupling represents a limitation in the performance of the gyroscope, since it reduces the axis rigidity.
Anordnungen gemäß dem Stand der Technik, die die oben erläuterten Beschrän¬ kungen beinhalten, sind aus Stahl mit geringem Ausdehnungskoefizienten, wie z.B. Invar hergestellt und bestehen aus einem zentralen Bolzen, vier oder sechs ebenen Speichen mit gleichmäßigem rechteckförmigen Querschnitt und einem zylindrischen Radkranz, der ebenfalls einen gleichförmigen rechtecki¬ gen Querschnitt aufweist.Arrangements according to the prior art, which include the restrictions explained above, are made of steel with a low coefficient of expansion, e.g. Made in Invar and consist of a central pin, four or six flat spokes with a uniform rectangular cross-section and a cylindrical wheel rim, which also has a uniform rectangular cross-section.
Auf den Seitenflächen jeder Speiche sind piezokeramische Platten aufge¬ bracht, die alle gleichzeitig mit einer hohen Spannung einer solchen Frequenz beaufschlagt werden, daß das System bei seiner Resonanzfrequenz schwingt.Piezoceramic plates are applied to the side surfaces of each spoke, all of which are simultaneously subjected to a high voltage of such a frequency that the system oscillates at its resonance frequency.
Die vorliegende Erfindung schlägt demgegenüber einen speziell konstruierten Drehschwinger mit Piezoantrieb für Laserkreisel vor, der geeignet ist, bei wesentlich erhöhter Frequenz und Amplitude betrieben zu werden.In contrast, the present invention proposes a specially designed rotary oscillator with a piezo drive for laser gyroscope, which is suitable for being operated at a significantly increased frequency and amplitude.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das erfindungsgemäße Dreh¬ schwinger ähnlich den bisherigen Drehschwingern aufgebaut: Er ist aus einem einzigen Block aus Stahl mit geringer Wärmeausdehnung hergestellt, weist eine zentrale Nabe auf, die z. B. am Trägerfahrzeug befestigt ist, und weist weiterhin Speichen und einen Radkranz auf, die beide einen gleichmä¬ ßigen rechteckförmigen Querschnitt haben. Jedoch sind die Speichen mit dem Radkranz über ein spezielles Biegeelement befestigt. Dieses Biegeelement ist so ausgelegt, daß es wie ein Gelenk arbeitet, das eine große Nachgiebigkeit für Biegebewegungen in der Ebene senkrecht zur Drehachse aufweist, das jedoch eine hohe Steifigkeit für Biegebewegungen außerhalb dieser Ebene aufweist.According to one embodiment of the invention, the rotary transducer according to the invention is constructed similarly to the previous rotary transducers: it is made from a single block of steel with low thermal expansion and has a central hub which, for. B. is attached to the carrier vehicle, and further has spokes and a wheel rim, both of which have a uniform rectangular cross-section. However, the spokes are attached to the wheel rim using a special bending element. This bending element is designed in such a way that it works like a joint which has a great flexibility for bending movements in the plane perpendicular to the axis of rotation, but which has a high rigidity for bending movements outside this plane.
Die Verwendung des Gelenks an der Verbindung Speiche/Radkranz bringt für die Piezoelemente eine sehr viel effektivere Umsetzung der elektrischen in mechanische Energie, geringere Oberflächenbeanspruchung der Piezoelemente und noch weitere Vorteile mit sich.The use of the joint on the spoke / wheel rim connection results in a much more effective conversion of the electrical into mechanical energy for the piezo elements, less stress on the surface of the piezo elements and further advantages.
Die vorliegende Erfindung bringt zumindest die folgenden vier Vorteile ge¬ genüber dem Stande der Technik:The present invention brings at least the following four advantages over the prior art:
1. Die Verwendung eines Gelenks vereinfacht die Festlegung der Reso¬ nanzfrequenz dadurch, daß die Felgendeformation des Speichenrades vermieden wird.1. The use of a joint simplifies the definition of the resonance frequency in that the rim deformation of the spoke wheel is avoided.
2. Die Verwendung des Gelenks garantiert, daß das gesamte Volumen der Piezokeramik zur Drehmomentenerzeugung ausgenutzt werden kann.2. The use of the joint guarantees that the entire volume of the piezoceramic can be used to generate torque.
Die Ausbildungen gemäß dem Stand der Technik erreichen wegen der auftretenden Momentenkompensation bei weitem nicht diesen Aus¬ nutzungsgrad.The designs according to the prior art by far do not achieve this degree of utilization because of the torque compensation that occurs.
3. Die Verwendung eines Gelenks reduziert die maximale Oberflächenbe¬ anspruchung der Piezokeramik im Vergleich zur Lösung ohne Gelenk, wenn man gleiche Frequenz und Amplitude der Schwingung voraussetzt.3. The use of a joint reduces the maximum surface stress on the piezoceramic in comparison to the solution without a joint if the same frequency and amplitude of the vibration are required.
4. Das Gelenk entkoppelt den Radkranz vom Biegemoment am äußeren Ende der Speichen. Hierdurch wird die übliche Verformung des Radkranzes vermieden, die entweder auf den Kreiselblock übertragen würde, oder wertvolle Vibrationsenergie in die Verbindung Radkranz/Kreisel¬ grundkörper ableitet. Das Ergebnis ist, daß höherer mechanischer Güte erreichbar ist. Anhand der Zeichnung werden Ausführbeispielerläutert.4. The joint decouples the wheel rim from the bending moment at the outer end of the spokes. This avoids the usual deformation of the wheel rim, which would either be transferred to the gyro block, or dissipate valuable vibration energy into the wheel rim / gyro base body connection. The result is that higher mechanical quality can be achieved. Exemplary embodiments are explained on the basis of the drawing.
Fig 1 zeigt eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Drehschwinger1 shows a top view of a rotary oscillator according to the invention
Fig 2 zeigt eine Verbindung der Fig 1 im DetailFig. 2 shows a connection of Fig. 1 in detail
Fig 3A und Fig 3B zeigen Speichenverbindungen mit dem bzw. ohne das spezielle erfindungsgemäße Gelenk.3A and 3B show spoke connections with or without the special joint according to the invention.
Fig 4A und Fig 4B zeigen schematisch ein Experiment, das klar macht, wodurch die vorliegende Erfindung eine erhöhte Nutzung der mechanischer Energie, die von den Biegeelementen her verfügbar ist, ermöglicht.4A and 4B schematically show an experiment that makes it clear what enables the present invention to make increased use of the mechanical energy available from the flexures.
Fig 5A und 5B zeigen Speichen- und Radkranzverbiegungen, wie sie typisch für den Stand der Technik und für die Erfindung sind.5A and 5B show spoke and wheel rim deflections, as are typical for the prior art and for the invention.
In Fig 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehschwingers in Aufsicht gezeigt.In Fig. 1 an embodiment of a rotary oscillator according to the invention is shown in supervision.
Dieser ist aus einem Werkstück, das aus einem Stahl mit geringem Ausdehnungskoeffizienten besteht, herausgearbeitet. Eine Nabe 1 wird durch vier Vorsprünge 2 gehalten, die mit Hilfe von vier nicht gezeigten Bolzen, die durch Bohrungen 3 gesteckt werden, an einer nicht dargestellten Befe- εtigungsplatte festgelegt sind. Es sind vier Speichen 4 vorgesehen, die sich von der Nabe 1 auswärts erstrecken, und die mit einem zylindrischen Radkranz 5 über spezielle Gelenke 6 verbunden sind. Ein Laserkreiselblock, der nicht dargestellt ist, weist eine zentrale Befestigungsöffnung auf, in die der Radkranz 5 eingepaßt wird. Diese Verbindung stellt die einzige Hal- terung des Laserkreiselblocks dar. Dünne piezokeramische Platten 7 und 8, die an ihren großen Oberflächen mit Elektroden versehen sind, sind leitend auf die beiden Seiten jeder Speiche ganzflächig formschlüssig aufgebracht.This is made from a workpiece made of steel with a low coefficient of expansion. A hub 1 is held by four projections 2, which are fixed to a fastening plate (not shown) with the aid of four bolts, not shown, which are inserted through bores 3. Four spokes 4 are provided which extend outward from the hub 1 and which are connected to a cylindrical wheel rim 5 via special joints 6. A laser gyroscope block, which is not shown, has a central fastening opening into which the wheel rim 5 is fitted. This connection represents the only holder of the laser gyroscope block. Thin piezoceramic plates 7 and 8, which are provided with electrodes on their large surfaces, are applied to the two sides of each spoke in a form-fitting manner over the entire surface.
Sie sind so groß bemessen, daß sie einen großen Teil der Speichenoberfläche abdecken. Die äußeren Elektroden 9 und 10 der Platten 7 und 8 sind elektrisch alle mit einer Klemme einer Wechselspannungsquelle verbunden (nicht dar¬ gestellt) . Die andere Klemme der Quelle ist mit dem Körper des Drehschwingers verbunden. Die piezokera ischen Platten weisen alle remanente Polarisations¬ vektoren auf, die in Fig.l im Antiuhrzeigersinn gerichtet sind. Dann bewirkt das Anlegen eines positiven Potentials an die äußeren Elektroden der piezo¬ keramischen Platten ein Moment auf den Radkranz 5 im Uhrzeiσersinn. Der Drehschwinger kann aus Invar oder einer ähnlichen Legierung bestehen und hat einen Durchmesser von etwa 5,5 cm und eine Höhe (Dicke) von etwa 3 cm. Vorzugsweise sind vier Speichen 4 vorgesehen, die eine Breite (Maß zwischen den Platten 7 und 8) von einigen Millimetern und radiale Längen von ca 10 oder mehr Millimetern aufweisen.They are so large that they cover a large part of the spoke surface. The outer electrodes 9 and 10 of the plates 7 and 8 are all electrically connected to a terminal of an AC voltage source (not shown). The other source clamp is connected to the body of the rotary transducer. The piezoceramic plates all have retentive polarization vectors which are directed in the anti-clockwise direction in FIG. Then the application of a positive potential to the outer electrodes of the piezo-ceramic plates causes a moment on the wheel rim 5 in the clockwise direction. The rotary transducer can be made of Invar or a similar alloy and has a diameter of approximately 5.5 cm and a height (thickness) of approximately 3 cm. Four spokes 4 are preferably provided, which have a width (dimension between the plates 7 and 8) of a few millimeters and radial lengths of about 10 or more millimeters.
Die Nabe 1 ist im verbleibenden Raum so stabil wie möglich ausgebildet, um Biegebeiträge der Nabe zu vermeiden.The hub 1 is made as stable as possible in the remaining space in order to avoid bending contributions of the hub.
Eine vergrößerte Ansicht einer Speiche 4 und eines Gelenkes 6 zeigt Fig.2. Die Höhe des Gelenks ist vorzugsweise so groß, wie die des gesamten Dreh¬ schwingers (etwa 3 cm) .2 shows an enlarged view of a spoke 4 and a joint 6. The height of the joint is preferably as large as that of the entire rotary oscillator (about 3 cm).
Wird der Radkranz 5 in Richtung des Pfeils 7 gedreht, dann wirkt sowohl eine translatorische Kraft 8 als auch ein Drehmoment 9 bei 6D auf das Ende der Speiche 4.If the wheel rim 5 is rotated in the direction of the arrow 7, then both a translatory force 8 and a torque 9 act on the end of the spoke 4 at 6D.
Das Gelenk ist so ausgelegt, daß bei den vorkommenden Kräften die Segmente 6A, 6B und 6C zusammen eine nachgiebige Drehfeder um den Punkt 6D bilden und damit das Moment 9 vom Speichenende entkoppeln.The joint is designed so that when the forces occur, the segments 6A, 6B and 6C together form a flexible torsion spring around the point 6D and thus decouple the moment 9 from the end of the spoke.
Die Segmente 6Ä und 6C sind anderseits jedoch sehr steif in Hinsicht auf eine Kompression oder einen Zug in Richtung der translatorischen Kraft 8. Daraus resultiert, daß tatsächlich die volle translatorische Kraft 8 auf das Speichenende 6D gelangt. Als Folge davon verhält sich die Speiche fast wie ein nur einseitig an der Nabe eingespannter freier Balken, der einer Punktlast an der Spitze ausgesetzt ist. Das Biegeelement 6B ist auch in radialer Richtung drucksteif, wodurch unerwünschte Querschwingungen ver¬ mieden werden, die sonst auftreten würden.The segments 6A and 6C, on the other hand, are, however, very rigid with regard to compression or pull in the direction of the translational force 8. As a result, the full translational force 8 actually reaches the spoke end 6D. As a result, the spoke behaves almost like a free bar that is only clamped on one side to the hub and is exposed to a point load at the tip. The bending element 6B is also pressure-resistant in the radial direction, as a result of which undesirable transverse vibrations that would otherwise occur are avoided.
Da die Elemente 6A, 6B und 6C die gleiche Höhe (Dicke) wie der Drehschwinger haben, weisen sie eine hohe Torsionssteifigkeit für Kräfte auf, die um Achsen wirksam sind, die nicht mit der gewünschten Achse der Kreiselrota¬ tion zusammenfallen. Die Dicke und Länge der Elemente 6A, 6B und 6C liegen in der Größenordnung von 1 mm.Since the elements 6A, 6B and 6C have the same height (thickness) as the rotary oscillator, they have a high torsional stiffness for forces which act around axes which do not coincide with the desired axis of the gyro rotation. The thickness and length of the elements 6A, 6B and 6C are of the order of 1 mm.
Man kann zeigen, daß bei Drehschwingern, die gemäß der Erfindung ausgebildet sind, bei denen also die Speichen als von der Nabe ausgehende, am anderen Ende freie Träger betrachtet werden können, die Abmessungen der Speichen die bei weitem wesentlichsten Parameter für die Festlegung der mechanische Eigenfrequenz der Laserkreiselanordnung darstellen. Bisher waren die Abmessungen des Radkranzes und die Verbindung Radkranz und Block von gleicher Wichtigkeit, weshalb die Vorhersage der mechanische Eigenfrequenz sehr schwierig war. Der Beitrag der erfindungsgemäß verwende¬ ten. Gelenke zur Frequenzfestlegung liegt dagegen unter 10%.It can be shown that in the case of rotary oscillators which are designed in accordance with the invention, in which the spokes can be regarded as carriers which start from the hub and are free at the other end, the dimensions of the spokes are by far the most important parameters for determining the mechanical natural frequency represent the laser gyro arrangement. So far, the dimensions of the wheel rim and the connection of the wheel rim and block were of equal importance, which is why the prediction of the mechanical natural frequency was very difficult. The contribution of the joints used according to the invention to the frequency setting, however, is less than 10%.
In Fig 3A ist eine Speiche 11 gemäß dem Stand der Technik gezeigt, die von der Nabe 12 ausgeht und hier starr mit dem Radkranz 13 verbunden ist. Wird der Radkranz 13 um den Winkel x verdreht, dann ergibt sich der gestrichelt dargestellt Verlauf der verbogenen Speiche. Die Speiche weist eine cha¬ rakteristische Doppelverbiegung auf, hat also S-Form.FIG. 3A shows a spoke 11 according to the prior art, which starts from the hub 12 and here is rigidly connected to the wheel rim 13. If the wheel rim 13 is rotated by the angle x, then the dashed curve of the bent spoke results. The spoke has a characteristic double bend, that is to say it has an S shape.
Fig 3B zeigt eine ähnliche Speiche 11, die mit dem Radkranz 13 über ein Biegegelenk 15 verbunden ist. Wenn der Radkranz 13 um den gleichen Winkel x verdreht wird, muß bei dieser Ausführung die Speiche 11 einer weniger starken Verbiegung unterworfen werden; dies hat eine sehr viel kleinere Oberflächenbeanspruchung der Piezoelemente 14 zur Folge. Es hat sich ge¬ zeigt, daß, selbst wenn die Speichen gemäß Fig 3A und 3B gleiche Steifigkeit aufweisen, der Vorteil der Ausbildung der Fig 3B erhalten bleibt, also die Oberflächenspannung der Keramik bezüglich der erreichbaren Amplitude keine Begrenzung darstellt.3B shows a similar spoke 11, which is connected to the wheel rim 13 via a flexible joint 15. If the wheel rim 13 is rotated by the same angle x, the spoke 11 must be subjected to less bending in this embodiment; this results in a much smaller surface stress on the piezo elements 14. It has been shown that, even if the spokes according to FIGS. 3A and 3B have the same stiffness, the advantage of the design of FIG. 3B is retained, that is to say the surface tension of the ceramic does not represent any limitation with respect to the achievable amplitude.
Übliche einfache Drehschwinger mit Speichen sind auch nachteilig, weil sie die mechanische Energie, die durch die Piezoelemente erzeugt wird, in nicht effizienter Weise nutzen. Dies soll anhand der Fig 4A und 4B erläutert wer¬ den, die ein einfaches Experiment zeigen, daß unter Benutzung von Bimorph- platten durchgeführt werden kann.Conventional simple rotary oscillators with spokes are also disadvantageous because they use the mechanical energy generated by the piezo elements in an inefficient manner. This will be explained with reference to FIGS. 4A and 4B, which show a simple experiment that can be carried out using bimorph plates.
In der Fig 4A sind Biegeelemeπte 22Ä und 22B, die zwei benachbarte Speichen des Drehschwingers darstellen sollen, an einem Grundkörper 21, der der Nabe entsprechen soll und an einen starren Block 23, der dem Radkranz entsprechen soll, befestigt. Wenn das Biegeelement 22B so erregt wird, daß sein rechtes Ende in Richtung des Pfeils 24 bewegt wird, erzeugt das Biegeelement 22A, das als passive Säule auf Druck beansprucht wird und durch den Block 23 als Hebel wirkt, ein Drehmoment an die Spitze des Biegeelements 22B, das fast völlig dem durch die Piezoelemente erzeugten Biegeelement entgegenwirkt.In FIG. 4A, bending elements 22A and 22B, which are intended to represent two adjacent spokes of the rotary oscillator, are fastened to a base body 21 which is to correspond to the hub and to a rigid block 23 which is to correspond to the wheel rim. When flexure 22B is energized to move its right end in the direction of arrow 24, flexure 22A, which is pressurized as a passive column and acts as a lever through block 23, generates torque at the tip of flexure 22B , which almost completely counteracts the bending element produced by the piezo elements.
Aufgrund der Symmetrie kann das gleiche Ergebniss erwartet werden, wenn das Biegeelement 22A erregt wird.Because of the symmetry, the same result can be expected when the flexure 22A is energized.
In der Praxis erhält man ein Ergebnis, bei dem die erwartete statische Aus¬ lenkung in einem starken Maße reduziert ist, was durch die Verluste der me¬ chanische Energie bedingt ist. In Fig 4B entkoppeln dagegen Gelenke 26, die die Biegeelemente der vorliegenden Erfindung darstellen, die Drehaktivitä¬ ten der Biegeelemente 22A und 22B von der translatorischen Aktivität, wo¬ durch es möglich wird, fast die gesamte erreichbare Arbeit aus den Biegee¬ lementen abzuleiten.In practice, a result is obtained in which the expected static deflection is reduced to a great extent, which is due to the loss of mechanical energy. In FIG. 4B, however, joints 26, which represent the bending elements of the present invention, decouple the rotary activities of the bending elements 22A and 22B from the translational activity, which makes it possible to derive almost all of the work that can be achieved from the bending elements.
In Drehschwinanordnungen gemäß dem Stand der Technik ist die Momentenredu¬ zierung nicht so stark, wie bei dem anhand der Fig 4A geschilderten Experi¬ ment, weil Teile der Speichen und/oder Teile des Radkranzes teilweise noch als Biegeelemente wirken; trotzdem ist die Ausnutzung der vorhandenen me¬ chanischen Energie sehr gering und abhängig von Toleranzen bei der Plazie¬ rung der Piezokeramiken und der Befestigung des Kreiselblocks am DrehschwingerIn rotary swivel arrangements according to the prior art, the torque reduction is not as strong as in the experiment described with reference to FIG. 4A, because parts of the spokes and / or parts of the wheel rim still partially act as bending elements; nevertheless, the use of the mechanical energy available is very low and depends on tolerances in the placement of the piezoceramics and the attachment of the gyro block to the rotary oscillator
Fig 5A zeigt schematisch das Biegemuster eines Drehschwingers, dessen Spei¬ chen starr mit dem Radkranz verbunden sind und das in Richtung des Pfeils 31 verdreht wurde. Die dabei entstehenden Bewegungen von Teilen des Radkranzes in radialen Richtungen 32 rufen Schwierigkeiten für das Befestigen des Kreiselblocks am Drehschwinger hervor.5A schematically shows the bending pattern of a rotary oscillator, the spokes of which are rigidly connected to the wheel rim and which was rotated in the direction of arrow 31. The resulting movements of parts of the wheel rim in radial directions 32 create difficulties for fastening the gyro block to the rotary oscillator.
Wenn die Verbindung starr und gleichmäßig ist, werden die oszillierenden Verformungen zum Kreiselblock weitergeleitet.If the connection is rigid and even, the oscillating deformations are transferred to the gyro block.
Ist die Verbindung dagegen weich, entsteht eine unkontrollierbare Dämpfung und es wird eine unerwünschte Achsen- achgiebigkeit in das Gerät eingebracht. Fig 5B zeigt das Biegemuster eines Drehschwingers, der erfindungsgemäß durch Gelenke beeinflußte Verbiegungen aufweist. In diesem Fall können die zuvor gezeigten Schwierigkeiten bei der Befestigung Radkreuz/Kreiselblock nicht auftreten. On the other hand, if the connection is soft, there is uncontrollable damping and undesirable axis compliance is introduced into the device. 5B shows the bending pattern of a rotary oscillator which, according to the invention, has bends influenced by joints. In this case, the previously shown difficulties with the attachment of the wheel cross / gyro block cannot occur.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Drehschwingungsantrieb für einen Laserkreisel, bei dem eine an einer Grundplatte befestigte Nabe über mehrere radiale Speichen mit einem Radkranz verbunden ist, der mit dem Laserkreisel ver¬ bunden ist und den Laserkreisel mit seinem Schwerpunkt auf der Achse des Drehschwingantrieb (Drehachse) festhält und bei der auf den Seitenflächen der Speichen Platten aus piezoelektrischen Ma¬ terial sowie darüber liegende Elektroden aufgebracht sind, die bei Anlegen einer Wechselspannung den Radkranz in oszillierende Schwin¬ gungen um die Drehachse versetzt, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Übergangs der Speichen (4; 11) in den Radkranz (5; 13) jeweils ein Biegeelement (6; 15) ausgeprägt ist, das eine große Nachgiebigkeit für Drehungen des Radkranzes um die Drehachse aufweist.1. Torsional vibration drive for a laser gyroscope, in which a hub attached to a base plate is connected via several radial spokes to a wheel rim, which is connected to the laser gyroscope and holds the laser gyroscope with its center of gravity on the axis of the torsional vibration drive (axis of rotation) and at the plates of piezoelectric material and overlying electrodes are applied to the side surfaces of the spokes, which, when an alternating voltage is applied, sets the wheel rim in oscillating oscillations about the axis of rotation, characterized in that in the region of the transition of the spokes (4; 11 ) in the wheel rim (5; 13) each a bending element (6; 15) is pronounced, which has great flexibility for rotations of the wheel rim around the axis of rotation.
2. Drehschwingungsantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (6) aus einem sich radial enrstreckenden Steg (6B) und zwei sich in tangentialer Richtung entsprechenden Stegen (6A und 6C) gebildet ist.2. Torsional vibration drive according to claim 1, characterized in that the bending element (6) from a radially extending web (6B) and two corresponding webs in the tangential direction (6A and 6C) is formed.
3. Drehschwingungsantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Höhe des Drehschwingungsantriebs möglichst groß gewählt ist.3. Torsional vibration drive according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the height of the torsional vibration drive is chosen as large as possible.
4. Drehschwingungsantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Höhe des Biegeelements (6; 15) etwa so groß wie die des gesamten Antriebs ist. 4. torsional vibration drive according to claim 3, characterized in that the height of the bending element (6; 15) is approximately as large as that of the entire drive.
EP89900239A 1988-02-24 1988-12-14 Torsional vibration drive Ceased EP0436532A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3805631 1988-02-24
DE3805631A DE3805631A1 (en) 1988-02-24 1988-02-24 TURNING VIBRATION DRIVE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0436532A1 true EP0436532A1 (en) 1991-07-17

Family

ID=6347974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP89900239A Ceased EP0436532A1 (en) 1988-02-24 1988-12-14 Torsional vibration drive

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5063321A (en)
EP (1) EP0436532A1 (en)
JP (1) JPH03502856A (en)
KR (1) KR890013041A (en)
DE (1) DE3805631A1 (en)
WO (1) WO1989008237A1 (en)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59008950D1 (en) * 1989-12-16 1995-05-24 Teldix Gmbh STEPPER MOTOR FOR DRIVING A BODY, IN PARTICULAR A SHAFT, AT SMALL TURNING ANGLE PER STEP.
WO1992019018A1 (en) * 1991-04-17 1992-10-29 Motorola, Inc. Piezo-electric resonant vibrator for a selective call receiver
US5281884A (en) * 1992-06-03 1994-01-25 At&T Bell Laboratories Adjustable X-Y stage
IT1279061B1 (en) * 1995-11-21 1997-12-04 Pirelli TORSIONAL VIBRATOR
US5950995A (en) * 1997-12-04 1999-09-14 Honeywell Inc. Ring laser gyroscope dither motor structure
US5867270A (en) * 1997-12-04 1999-02-02 Honeywell Inc. Mechanism and method for mounting piezoelectric transducers
JP3939048B2 (en) * 1999-05-17 2007-06-27 セイコーインスツル株式会社 Piezoelectric actuator
JP3845543B2 (en) * 1999-10-01 2006-11-15 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive device and manufacturing method thereof
JP3845544B2 (en) * 1999-10-01 2006-11-15 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive device and manufacturing method thereof
JP3436735B2 (en) * 1999-10-01 2003-08-18 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive device and manufacturing method thereof
JP3436727B2 (en) 1999-10-01 2003-08-18 日本碍子株式会社 Piezoelectric / electrostrictive device and manufacturing method thereof
WO2001026168A1 (en) * 1999-10-01 2001-04-12 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric / electrostrictive device
US6404109B1 (en) 1999-10-01 2002-06-11 Ngk Insulators, Ltd. Piezoelectric/electrostrictive device having increased strength
US6525448B1 (en) 1999-10-01 2003-02-25 Ngk Insulators Ltd Piezoelectric/electrostrictive device
US6873087B1 (en) 1999-10-29 2005-03-29 Board Of Regents, The University Of Texas System High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes
US7432634B2 (en) 2000-10-27 2008-10-07 Board Of Regents, University Of Texas System Remote center compliant flexure device
EP1303793B1 (en) 2000-07-17 2015-01-28 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and system of automatic fluid dispensing for imprint lithography processes
JP4669222B2 (en) * 2001-10-22 2011-04-13 ミニスイス・ソシエテ・アノニム Piezoelectric drive
US7027156B2 (en) 2002-08-01 2006-04-11 Molecular Imprints, Inc. Scatterometry alignment for imprint lithography
US8349241B2 (en) 2002-10-04 2013-01-08 Molecular Imprints, Inc. Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability
US6929762B2 (en) 2002-11-13 2005-08-16 Molecular Imprints, Inc. Method of reducing pattern distortions during imprint lithography processes
US6871558B2 (en) 2002-12-12 2005-03-29 Molecular Imprints, Inc. Method for determining characteristics of substrate employing fluid geometries
US7452574B2 (en) 2003-02-27 2008-11-18 Molecular Imprints, Inc. Method to reduce adhesion between a polymerizable layer and a substrate employing a fluorine-containing layer
US7122079B2 (en) 2004-02-27 2006-10-17 Molecular Imprints, Inc. Composition for an etching mask comprising a silicon-containing material
US7157036B2 (en) 2003-06-17 2007-01-02 Molecular Imprints, Inc Method to reduce adhesion between a conformable region and a pattern of a mold
US7136150B2 (en) 2003-09-25 2006-11-14 Molecular Imprints, Inc. Imprint lithography template having opaque alignment marks
US8076386B2 (en) 2004-02-23 2011-12-13 Molecular Imprints, Inc. Materials for imprint lithography
US7906180B2 (en) 2004-02-27 2011-03-15 Molecular Imprints, Inc. Composition for an etching mask comprising a silicon-containing material
CN108288923A (en) * 2018-02-13 2018-07-17 哈尔滨工业大学 A kind of multiple field rotating piezoelectric precision driver
CN110553638B (en) * 2019-09-28 2024-06-07 中科天翼导航技术有限公司 Harmonic oscillator structure of laser gyro

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115004A (en) * 1976-11-15 1978-09-19 Litton Systems, Inc. Counterbalanced oscillating ring laser gyro
US4314174A (en) * 1980-03-25 1982-02-02 Litton Systems, Inc. Piezoelectric transducer drive having temperature compensation
US4349183A (en) * 1980-08-04 1982-09-14 Litton Systems Inc. Spring for a ring laser gyro dither mechanism
US4436423A (en) * 1981-09-14 1984-03-13 The Singer Company Ring laser gyroscope suspension
GB2111297B (en) * 1981-10-28 1985-06-12 British Aerospace Oscillatory drive mechanisms
DE3150160A1 (en) * 1981-12-18 1983-06-30 Honeywell Gmbh, 6050 Offenbach RING LASER CIRCUIT
GB2178890B (en) * 1985-08-06 1989-06-07 Ferranti Plc Dither mechanism for ring laser gyroscope
US4790657A (en) * 1986-03-18 1988-12-13 Litton Systems, Inc. Ring laser gyroscope curved blade flexure and support ring assembly and method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO8908237A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03502856A (en) 1991-06-27
WO1989008237A1 (en) 1989-09-08
KR890013041A (en) 1989-09-21
DE3805631A1 (en) 1989-09-07
US5063321A (en) 1991-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0436532A1 (en) Torsional vibration drive
DE10154526B4 (en) Piezoelectric actuator
EP2208020B1 (en) Yaw rate sensor
EP2803633B1 (en) Device with a suspended pivoting optical element
DE19643182A1 (en) Vibrating structure e.g. for sensor, gyroscope, camcorder
DE19642893B4 (en) vibratory structure
DE10107327B4 (en) To prevent unnecessary oscillation suitable angular velocity sensor
EP0924778B1 (en) Driving device for three rotary elements with at least two piezoelectric actuators
DE3415630C2 (en)
DE19530007A1 (en) Rpm sensor with at least one oscillator vibratable in first and second directions
DE3530057C2 (en)
DE3704584A1 (en) FORCE SENSOR OR REFERENCE FREQUENCY SENSOR
DE4338578A1 (en) Two-dimensional laser beam deflection device
DE102012200132A1 (en) Rotation rate sensor and method for operating a rotation rate sensor
DE69310315T2 (en) Vibrator rotation sensor
DE68922453T2 (en) Vibration shaft drive assembly.
DE1797167A1 (en) U-shaped mechanical vibrator
DE69119715T2 (en) Gyro with round rod as a piezo vibrator
DE3150160C2 (en)
DE3926504C2 (en) Vibratory gyroscope
DE3708661C2 (en) Ring laser gyroscope with oscillating bending body
WO2015188986A1 (en) Micromechanical component having two axes of oscillation and method for producing a micromechanical component
DE4321949C2 (en) Vibrator unit
EP0639759B1 (en) One-piece flat vibratory measuring element with two nodes for measuring displacement or force
DE3414780A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GENERATING A BODY VIBRATION FOR A LASER GYROSCOPE WITH A LOW Q FACTOR

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19900619

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 19910827

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 19921101