RU87582U1 - BRACKET FOR A ROTATING MIRROR - Google Patents

Abstract

Опора для вращающегося зеркала, содержащая подвижный компонент, на котором закреплен ротор двигателя и рама вращающегося зеркала, неподвижную деталь, жестко связанную со статором и корпусом, а также тело качения, расположенное между подвижным компонентом и неподвижной деталью, отличающаяся тем, что подвижный компонент представляет собой жесткий узел, состоящий из двух деталей, образующих незамкнутую полость, при этом одна из деталей узла, выполненная из износостойкого материала, снабжена дорожками для размещения тел качения, а вторая деталь, соединенная с ротором, выполнена из немагнитного материала, при этом ротор и статор двигателя установлены в незамкнутой полости.A support for a rotating mirror, comprising a movable component on which the rotor of the engine and the frame of the rotating mirror are fixed, a fixed part rigidly connected to the stator and the housing, as well as a rolling body located between the moving component and the fixed part, characterized in that the movable component is a rigid assembly consisting of two parts forming an open cavity, while one of the assembly parts, made of wear-resistant material, is provided with tracks to accommodate rolling elements, and the second hoist connected to the rotor is made of nonmagnetic material, the rotor and motor stator mounted in an open cavity.

Description

Заявляемая полезная модель относится к точному машиностроению, приборостроению и электротехнике, в частности к опорам, обеспечивающим неограниченный угол поворота зеркала, которые могут быть использованы при построении прецизионных следящих систем.The claimed utility model relates to precision engineering, instrumentation and electrical engineering, in particular to supports providing an unlimited angle of rotation of the mirror, which can be used in the construction of precision tracking systems.

Известны конструктивные решения опор, обеспечивающие крепление моментного двигателя, изложенные в книге «Гироскопические системы» под общей редакцией Д.С.Пельпора, издательство «Высшая школа», М.- 1972 г, стр.403-405. В состав таких устройств входят ротор, соединенный с втулкой, установленной на валу прибора, неподвижная втулка для крепления статора, соединенная с корпусом прибора, и подшипник, взаимосвязывающий подвижную и неподвижную втулки.Known design solutions of the supports that provide the fastening of the torque motor, set forth in the book "Gyroscopic systems" under the general editorship of D. S. Pelpor, publishing house "Higher School", M. - 1972, pp. 40-405. The composition of such devices includes a rotor connected to a sleeve mounted on the shaft of the device, a fixed sleeve for mounting the stator, connected to the body of the device, and a bearing that interconnects the movable and fixed bushings.

К недостатку указанных опор следует отнести невысокую точность вращения сканирующего зеркала, связанную с погрешностью исполнения геометрических размеров и форм поверхностей качения деталей.The disadvantage of these supports should be attributed to the low accuracy of rotation of the scanning mirror, associated with an error in the execution of the geometric dimensions and shapes of the rolling surfaces of the parts.

Также известен магнитный подшипник с функциями опоры (см. описание изобретения к патенту РФ №2237201, F16C 32/04 опубл. 27.09.2004), содержащий ротор из магнитного материала, присоединенный к валу, статор из магнитного материала, расположенный напротив ротора, и подвижный элемент, установленный между ними. Подвижный элемент подшипника выполнен в виде шариков, свободно расположенных в коаксиальных каналах с демпфирующей жидкостью, выполненных в неподвижном герметичном корпусе.Also known is a magnetic bearing with support functions (see the description of the invention to RF patent No. 2237201, F16C 32/04 publ. 09/27/2004), comprising a rotor made of magnetic material attached to the shaft, a stator made of magnetic material opposite the rotor, and movable an element mounted between them. The movable bearing element is made in the form of balls freely located in coaxial channels with damping fluid, made in a stationary sealed housing.

Однако, с учетом работы прецизионных следящих систем применение вышеописанной опоры (вместо шарикоподшипниковых) нецелесообразно в отношении осевой и радиальной жесткости.However, given the operation of precision tracking systems, the use of the support described above (instead of ball bearings) is impractical with respect to axial and radial stiffness.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является изобретение, описанное в патенте US №5 831 363, H02K 5/16, опубликованное 03.11.1998 г. «Опорное устройство вращающейся части сканирующего двигателя, состоящее из двух частей вращающейся и неподвижной». Вращающаяся часть построена таким образом, что ротор двигателя соединен с подвижным компонентом (втулкой) на котором закреплена рама сканирующего зеркала. Вторая часть - неподвижная деталь (втулка) закреплена на корпусе (базе) и соединена со статором. В опоре между подвижным компонентом и неподвижной деталью, выполненными в виде втулок (оправ), установлен подшипник, например, качения.The closest technical solution, selected as a prototype, is the invention described in US patent No. 5 831 363, H02K 5/16, published 03.11.1998, the "Support device of the rotating part of the scanning engine, consisting of two parts of a rotating and stationary". The rotating part is constructed in such a way that the engine rotor is connected to a movable component (sleeve) on which the frame of the scanning mirror is fixed. The second part is a fixed part (sleeve) mounted on the housing (base) and connected to the stator. In the support between the movable component and the stationary part, made in the form of bushings (frames), a bearing, for example, a rolling element, is installed.

Недостатком данного устройства является низкая точность ориентации вращающегося компонента (детали) относительно опор качения за счет перекосов и несоосностей, а также отсутствие стандартных типоразмеров подшипников, требуемых для установки вращающейся детали, выполняющей вышеуказанные функции. Специально изготовленные подшипники приведут к превышению допустимых габаритомассовых параметров приборов и значительному удорожанию опоры.The disadvantage of this device is the low accuracy of the orientation of the rotating component (part) relative to the bearings due to misalignment and misalignment, as well as the lack of standard bearing sizes required to install a rotating part that performs the above functions. Specially made bearings will exceed the permissible overall dimensions of the devices and significantly increase the cost of support.

Задачей полезной модели является создание компактной опоры качения для сканирующего зеркала с повышенной точностью сборки, оцениваемой по углам перекоса и несоосности.The objective of the utility model is to create a compact rolling support for a scanning mirror with increased assembly accuracy, estimated by the angles of misalignment and misalignment.

Достигаемый технический результат выражается в повышении точности ориентации вращающегося объекта относительно опоры, имеющей допустимые габаритные и весовые характеристики, с учетом опыта эксплуатации.Achievable technical result is expressed in increasing the accuracy of the orientation of the rotating object relative to the support having acceptable dimensional and weight characteristics, taking into account operating experience.

Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается за счет того, что в известной опоре для вращающегося зеркала, как и в заявляемом объекте, содержатся подвижный компонент, на котором закреплена рама зеркала и ротор двигателя, неподвижная деталь, жестко связанная со статором и корпусом, а также тело качения, расположенное между подвижным компонентом и неподвижной деталью, но при этом в ней подвижный компонент, представляет собой жесткий узел, состоящий из двух деталей, образующих незамкнутую полость, одна из деталей узла выполнена из износостойкого материала и снабжена дорожками для размещения тел качения, а вторая деталь, соединенная с ротором, выполнена из немагнитного материла, при этом ротор и статор двигателя установлены в незамкнутой полости.The problem is solved, and the specified technical result is achieved due to the fact that the known support for a rotating mirror, as in the claimed object, contains a movable component on which the mirror frame and the motor rotor are fixed, a stationary part, rigidly connected to the stator and the housing, as well as a rolling body located between the movable component and the stationary part, but the movable component in it, is a rigid assembly consisting of two parts forming an open cavity, one of the details her node is made of wear-resistant material and is provided with tracks to accommodate the rolling bodies and the second part connected with the rotor is made of nonmagnetic roofing, the rotor and motor stator mounted in an open cavity.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков и достигаемым результатом заключается в том, что конструкция подвижного компонента, представляющая собой жесткий узел из двух деталей разного материала с образованием незамкнутой полости, в которой установлены ротор и статор двигателя, удовлетворяет одновременно следующим условиям:A causal relationship between the set of essential features and the achieved result is that the design of the movable component, which is a rigid assembly of two parts of different material with the formation of an open cavity in which the rotor and stator of the engine are installed, simultaneously satisfies the following conditions:

- условию твердости материала в части формирования поверхности качения;- the condition of the hardness of the material in terms of the formation of the rolling surface;

- условию немагнитности либо малой магнитности для крепления ротора;- the condition of non-magnetic or low magnetic for mounting the rotor;

- условию малогабаритности за счет размещения двигателя в полом объеме;- the condition of small size due to the placement of the engine in a hollow volume;

- условию высокой точности вращения зеркала и повышенной плавности хода опоры благодаря отсутствию промежуточных деталей (колец).- the condition of high accuracy of rotation of the mirror and increased smoothness of the support due to the absence of intermediate parts (rings).

Для пояснения сущности полезной модели предлагается поперечный разрез опоры для вращающегося зеркала, изображенный на представленной фигуре, где использованы следующие обозначения:To clarify the essence of the utility model, a cross section of the support for a rotating mirror is shown, shown in the figure, where the following notation is used:

1one подвижный компонент опоры, представляющий собой жесткий узел, состоящий из двух деталейmovable component of the support, which is a rigid unit consisting of two parts

1' - выполненной из износостойкого материла и1 '- made of wear-resistant material and

1” - выполненный из немагнитного материла;1 ”- made of non-magnetic material;

22 ротор двигателя, жестко установленный на подвижной детали 1;an engine rotor rigidly mounted on a movable part 1; 33 рама вращающегося зеркала 3', закрепленная на подвижном компоненте опоры 1 (на втулке);the frame of the rotating mirror 3 ', mounted on the movable component of the support 1 (on the sleeve); 4four тело качения, выполненное в виде шариков, размещенных в дорожках качения, которыми снабжена деталь 1' подвижного компонента 1;the rolling body, made in the form of balls placed in the raceways, which are provided with part 1 'of the movable component 1; 55 статор;stator; 66 неподвижная деталь (втулка), на которой закреплен статор 5;a fixed part (sleeve) on which the stator 5 is fixed; 77 корпус, жестко взаимосвязанный с неподвижной деталью 6;a housing rigidly interconnected with the fixed part 6; 88 упор для установки ротора;emphasis for installation of a rotor; 99 крепежный элемент упора 8 к детали 1”.fixing element of the stop 8 to the 1 ”part.

Опора работает следующим образом.The support works as follows.

При подаче напряжения питания на двигатель (2, 5) постоянного тока ротор двигателя 2 вращается без ограничения угла поворота корпуса ротора 2 относительно неподвижного корпуса 7. В связи с тем, что ротор 2 жестко связан через подвижный компонент 1 с рамой вращающегося зеркала 3, происходит пространственное перемещение зеркала, за счет скольжения компонента 1 по поверхности шариков 4, перекатывающихся по дорожкам качения детали 1', в результате чего осуществляется круговой просмотр зоны пространства.When applying a supply voltage to the DC motor (2, 5), the rotor of the motor 2 rotates without limiting the angle of rotation of the rotor housing 2 relative to the fixed housing 7. Due to the fact that the rotor 2 is rigidly connected through the movable component 1 to the frame of the rotating mirror 3, spatial movement of the mirror, due to the sliding of the component 1 on the surface of the balls 4, rolling along the raceways of the part 1 ', resulting in a circular view of the space zone.

При реализации устройства в качестве двигателя может быть использовании моментный двигатель марки МД 160-1. Одна из деталей 1' компонента 1 может быть установлена из материала - сталь 95×18-Ш, а другая - из немагнитной стали 07×17Н16.When implementing the device as a motor, an MD 160-1 torque motor can be used. One of the parts 1 'of component 1 can be installed from a material - steel 95 × 18-Ш, and the other from non-magnetic steel 07 × 17Н16.

Таким образом, заявляемая опора для вращения (сканирования) зеркала, выполненная в виде совмещенной опоры, - компактна, отвечает требованиям осевой и радиальной жесткости, имеет повышенную плавность хода, прецизионна и долговечна, что способствует повышению точности работы прибора.Thus, the claimed support for rotation (scanning) of the mirror, made in the form of a combined support, is compact, meets the requirements of axial and radial stiffness, has increased smoothness, precision and durable, which improves the accuracy of the device.

Claims (1)

Опора для вращающегося зеркала, содержащая подвижный компонент, на котором закреплен ротор двигателя и рама вращающегося зеркала, неподвижную деталь, жестко связанную со статором и корпусом, а также тело качения, расположенное между подвижным компонентом и неподвижной деталью, отличающаяся тем, что подвижный компонент представляет собой жесткий узел, состоящий из двух деталей, образующих незамкнутую полость, при этом одна из деталей узла, выполненная из износостойкого материала, снабжена дорожками для размещения тел качения, а вторая деталь, соединенная с ротором, выполнена из немагнитного материала, при этом ротор и статор двигателя установлены в незамкнутой полости.

A support for a rotating mirror, comprising a movable component on which a motor rotor and a rotating mirror frame are fixed, a fixed part rigidly connected to the stator and the housing, and a rolling body located between the moving component and the fixed part, characterized in that the movable component is a rigid assembly consisting of two parts forming an open cavity, while one of the assembly parts, made of wear-resistant material, is provided with tracks to accommodate rolling elements, and the second hoist connected to the rotor is made of nonmagnetic material, the rotor and motor stator mounted in an open cavity.