SE520144C2 - Anordning för inställning av en riktning - Google Patents

Description

25 30 35 | A . . . . 520 144 2 @w;fl»~ Ändamålet med uppfinningen är därför att modifiera en anordning av den angivna arten, så att den erbjuder en inställning till en vald riktning med mycket hög precision inom en kort tids- period. Ändamålet uppnås genom uppfinningen.

Uppfinningen definieras i det bilagda kravet 1.

Utföringsformer av uppfinningen definieras i de bilagda osjälvständiga patentkraven.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen utnyttjas en ändlös rem som sträcker sig runt en liten remskiva, till vilken en stegmotor är kopplad och runt en större remskiva, som är rotationslagrad och vars vridningsläge definierar den riktning som skall inställas. att remskivorna Det föredras att remmen är väsentligen otöjbar, är styva, att remmen har hög styvhet i tjockleksriktning, och att remskivorna ligger på ett fast inbördes avstånd. I en sådan situation krävs naturligtvis att det finns ett separat fjäd- rande avlänkningsorgan för den första remparten.

Remmen lägges då runt remskivorna med ett i förväg valt slack.

Detta slack upphäves genom att den ena remparten mellan rem- skivorna avlänkas medelst fjädrande spännorgan, så att remmen hålles spänd, dvs så att slacket upphäves. Den andra remparten avlänkas mellan remskivorna medelst en förskjutningskropp med tillhörande drivorgan. Stegmotorn ligger fast i ett valt steg, så att den lilla remskivan ligger fast och så att remmen ligger fast relativt den lilla remskivan. Då den andra rempartens längd ökas genom att dess avlänkning ökas, måste den större remskivan vridas i motsvarande omfattning. Men då måste en kompensation erbjudas vid den första remparten genom att den första rempartens längd minskas. Detta uppnås då genom att fjädern deformeras så att den första rempartens avlänkning 10 15 20 25 30 35 520 144 3 minskas. Såsom nämnt blir resultatet att den andra, större remskivan vrids en motsvarande liten vinkel från ett grov- inställningsläge, som inställts av stegmotorn.

Den maximala avlänkningen för den andra remparten väljes lämpligen så, att denna avlänkning motsvarar ett vridnings- vinkelsteg för den stora remskivan, såsom etablerat av ett stegmotorsteg. Såsom ett exempel kan avlänkningen av den andra remparten frambringas med hjälp av en excenter, som är vridbar runt ett halvt varv, exempelvis med hjälp av en rotations- stegmotor, vilken såsom ett exempel kan ha samma utförande som stegmotorn som är kopplad till den lilla remskivan. Excentern kan bära en periferiring i formen av ett kullager, så att excenterns vridning inte framkallar någon längsförskjutning av remparten.

I praktiska utföringsformer av uppfinningen kan man, såsom ett exempel, med en primär stegmotor, som erbjuder en steglängd av l°, via transmissionen uppnå en steglängd av 0,l° för den större remskivan, varvid excenteravlänkningen av den ena rem- parten frambringar en riktningsprecision av exempelvis 0,00l° för den stora remskivan. Det inses att den finriktning, som frambringas av excentern i exemplet medför 10% förlängning av tidsåtgången för riktningsinställning via remmen och rem- skivorna (omkring 1:10).

Det är dock tänkbart att utnyttja en rem med en elastisk töj- barhet i längdled, eller en elastisk komprimerbarhet i tjock- leksriktning gentemot remskivorna, eller att låta anordningens ram vara elastiskt eftergivlig, så att avståndet mellan rem- skivornas axlar kan varieras i beroende av remspänningen, eller att remskivorna är elastiskt deformerbara i radiell riktning.

Sådana möjligheter till elastisk deformation skulle kunna erbjuda en funktion motsvarande den som erbjuds av den nämnda fjädrande avlänkningsanordningen för den första remparten. Inom ramen för uppfinningen kan därför dessa möjligheter anses vara ekvivalenta med en separat fjäderbelastad avlänkningsanordning lO 15 20 25 30 35 .. 5 . ~ ~ « » § . .æ 520 144 4 »M1 av den första remparten, då remmen är otöjbar respektive anordningen i övrigt är stum.

Ekvivalenta medel såsom kedjor och kedjehjul, linor respektive linhjul o dyl kan naturligtvis användas istället för remmar och remskivor, men inom ramen för uppfinningen skall trycket på rem och remskivor anses omfatta sådana alternativ.

Istället för stegmotorer kan man givetvis använda andra typer av motorer, exempelvis DC-rotationsmotorer, med eller utan växel. Därvid kan man såsom ett exempel upprätta en karak- teristik för den aktuella motorn, för att etablera ett samband mellan en drivningsparameter, exempelvis aktiveringstid, och rotationsvinkel, så att man via drivningstiden kan uppnå en grovinställning respektive fininställning av riktningen, i enlighet med uppfinningens principer. Normalt anslutes emeller- tid en vinkelgivare till anordningens riktningsvisareaxel.

Sådana vinkelgivare finns kommersiellt tillgängliga till relativt låg kostnad och har en hög upplösning, varvid vinkel- givaren kan användas för att visa att grovinställningen har genomförts till inom i förväg valda gränsvärden. En utsignal skulle kunna hämtas från vinkelgivaren för att tillsammans med den önskade riktningen som skall inställas, användas för att erbjuda en så noggrann grovinriktning av anordningen som möjligt, med hänsyn till motorn, respektive för att sedan så noggrant som möjligt fininrikta anordningen, med hänsyn till den aktuella motorns egenskaper. En styrdator för inställning av anordningen till en vald riktning kan då emotta en referens- signal från vinkelgivaren. Styrdatorn kan naturligtvis även innehålla konventionella beräkningsorgan för att, utgående från en inmatad önskad riktning för anordningen, avge lämpliga styr- signaler till motorerna.

Vid användning av stegmotorer kan man möjligen avstå från vinkelgivaren, eftersom det förhoppningsvis finns ett strikt samband mellan å ena sidan antalet drivningspulser (och driv- ningsriktningen) för respektive motor och den inställda rikt- 10 15 20 25 30 35 » , . . . . . , , , x | 52Û 144 5 ningen å andra sidan. Givetvis kan det riktningsgivande elementet bära en sensor som detekterar ett mål i en bestämd absolut riktning eller position relativt anordningens position, så att anordningen och dess vinkelgivare enkelt kan kalibreras.

Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas i exempelform, med hänvisning till den bilagda ritningen.

Fig. 1 visar en planvy över en uppfinningsenlig anordning.

Fig. 2 visar schematiskt en sektion tagen utmed linje II-II i fig. 1.

Anordningen innefattar en ramplatta 1, som bär en rotations- stegmotor 71, vars axel bär en första remskiva 12. Plattan 1 bär ett lagerhus 3 med två åtskilda lager 9 för en axel 2, som i sin tur bär en andra stor remskiva 13, vars diameter kan vara 10 gånger remskivans 12 diameter. En rem 14 sträcker sig runt remskivorna 12, 13. Remmens 14 längd är något större än kortaste rembanan runt de båda remskivorna 12, 13. Den ena remparten 141 avlänkas i remmens 14 plan av en spännrulle 6, som är buren på en svängarm 5, vilken är lagrad i en axel 16 på avstånd från rullen 6 längs remparten 141. En dragfjäder 18 spänner armen 5 och sålunda spännrullen 6 mot remparten 141, och håller härigenom den ändlösa remmen 14 spänd. Den andra remparten 142 löper i kontakt med ett kullager 41 som är monterat på en excenter 4, vilken är buren av en rotations- stegmotor 72. Excenteranordningen är formad för att erbjuda en varierande avlänkning av remparten 142. Remmen 14 är en kuggrem och remskivorna 12, 13 är lämpligen kuggremskivor. Avståndet mellan remskivorna 12, 13 är väsentligen konstant. Remskivans 13 axel 2 visas bära ett fäste 15 för ett laseraggregat, vars riktning skall inställas. Axeln 2 visas kopplad till en dvs vinkelgivare 8, som avläser axelns 2 vridningsvinkel, fästets 15 riktning. 10 15 20 25 30 35 « 1 . . . . -= n. . , _, _ . ,, ,, i '_-_ ., mf.

G f: »v x. . , ' I n . » . 4,. .. , , - . _ _ å 6 fi : . .. i I _' 'j :) :f v »_ I H. ,, . i.. .

Fästet 15 kan vridas en vald vinkel genom att stegmotorn 71 drives med ett bestämt antal drivningspulser, så att remskivan 12 bibringas en motsvarande vridningsvinkel, vilken av trans- missionen 12, 13, 14 översättes till en vridningsvinkel för remskivan 13 och sålunda för axeln 2 och fästet 15. När steg- motorn 71 har en stegländ av 1° och transmissionen har en utväxling 1:10, kan remskivan 13 ges en vridningsvinkel med den noggrannhet av 0,1°. Excentern 4 är anordnad att mellan sina ändlägen framkalla en avlänkning för remparten 142, vilken motsvarar en vridning av remskivan 13 0,1°, dvs en vinkel motsvarande steglängden för skivan 13 såsom driven av steg- motorn 71. Om excentern 4 är rotationsdriven av en stegmotor 72, som också har steglängden 1°, inses att ett halvt rota- tionsvarv för excentern 4 motsvarar 180 steg Detta innebär att varje steg för motorn 72 väsentligen motsvarar en vridning av remskivan 13 en vinkel av 0,1°:180, dvs att remskivan 13 och därmed fästet 15 i genomsnitt får en inställningsnoggrannhet som är bättre än 0,001°.

Om stegmotorn 71 kan drivas i båda rotationsriktningarna, så kräver en riktningsgrov inställning maximalt 5 hela rotations- varv för motorn 71. Fininställningen med excentern 4 kräver sedan ett halvt rotationsvarv för stegmotorn 72. Tidsåtgången för att förbättra stegmotorns riktningsprecision med faktorn 10 via transmissionen 12, 13, 14, behöver enbart utökas med 10 procent för att frambringa en riktningsprecisionsstegring med en faktor bättre än 100, än 0,001°. dvs till en riktningsprecision bättre Rempartens 142 avlänkning medelst excentern 4 medför att rem- partens 142 längd ökas, vilket kompenseras av att rempartens 141 längd minskas genom att spännrullen 6 förskjuter sig under deformation av fjädern 18, varvid remskivan 13 kan vrida sig.

Denna vridningsmöjlighet för remskivan 13 medan remskivan 12 står stilla och håller fast det närliggande rempartiet, uppgår lämpligen till en vridningsvinkel motsvarade den som fram- bringas av ett vridningssteg för stegmotorn 71.

Claims (12)

10 15 20 25 30 35 ~ » , - v. 520 144 v Patentkrav

1. Anordning for inställning av en riktning, inne- fattande en ram (1), vilken bär ett roterbart lagrat axelskaft (2), (13), definierar en riktning som skall inställas, varvid en av ramen (71) (12), som bär en forsta remskiva vars vridningsläge buren vridningsmotor bär en andra remskiva varvid en ändlös rem (14) sträcker sig runt den första och den andra remskivan, kännetecknad av att en avlänkningsanordning (4, 41, (142), står stilla vid ett inställt rotationsläge, (142) en fjädrande spännanordning (5, 6, 16, 18) är tillhandahållen 72) är anordnad att avlänka den ena remparten medan motorn (71) för att förändra den första rempartens effektiva längd, och att för att erbjuda en längdförändring av den andra remparten (141), som kompenserar för den forsta rempartens längdför- ändring, varigenom den första remskivan (13) kan vridas en vridningsvinkel som är beroende av avlänkningsanordningens avlänkning av den första remparten (142).

2. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att remmen (14) är väsentligen otöjbar och att spännanordningen innefattar en av en fjäder (18) påverkad spännkropp (6), som är anordnad att verka mot den andra remparten (141) väsentligen tvärs dess riktning.

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att spänn- anordningen inbegriper en elastisk eftergivlighet for remmen (14) i tjockleksriktning, en elastisk eftergivlighet för remmen (14) i dess längdriktning, en elastisk eftergivlighet för någon av remskivorna (12, 13) i dess radialriktning, en elastisk eftergivlighet med avseende på avståndet mellan remskivornas (12, 13) rotationsaxlar.

4. Anordning enligt något av kraven 1-3, kännetecknad av att remmen är en kuggrem och att någon av remskivorna (12, 13) är kuggremskiva. l0 l5 20 25 30 35 520 144 8

5. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att avlänkningsanordningen innefattar en excenter (4, 41), som är rotationsdriven.

6. Anordning enligt krav 5, kännetecknad av att excenterns rotationsdrivning innefattar en vridningsstegmotor.

7. Anordning enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att excenterns periferiyta är bildad av en rotationslagrad ring, som är roterbart buren av excentern.

8. Anordning enligt något av kraven l-7, kännetecknad av att avlänkningsanordningen är anordnad att erbjuda en vridning av den första remskivan motsvarande vridningsstegvinkeln for den andra remskivans (12) drivningsstegmotor (71).

9. Anordning enligt krav 8, kännetecknad av att åtminstone en av motorerna är en rotationsstegmotor.

10. Anordning enligt något av kraven l-9, kännetecknad av att en vinkelgivare (8) axel (2). är kopplad till den första remskivans

11. ll. Anordning enligt krav lO, kännetecknad av att en styrdator är anordnad att styra grovinriktningsmotorn till inom en vald provriktningstolerans respektive styra fininriktnings- motorn till inom en vald fininriktningstolerans.

12. Anordning enligt krav ll, kännetecknad av att vinkelgivaren (8) är anordnad att erbjuda en styrsignal till styrdatorn, och att styrdatorn har medel för inmating av önskad riktning för anordningen.