CS217044B1

CS217044B1 - Dvousouřadnicová stabilizovaná plošina

Info

Publication number: CS217044B1
Application number: CS815080A
Authority: CS
Inventors: Jiri Recek; Jiri Ruzicka
Original assignee: Jiri Recek; Jiri Ruzicka
Priority date: 1980-11-25
Filing date: 1980-11-25
Publication date: 1982-12-31

Description

Vynález se týká dvousouřadnicové stabilizované plošiny pro přesné zaměřování astronomických přístrojů, umístěných na umělé družici Země, u níž je nově vyřešeno kinematické uspořádání stavěčích servemechánismů a umístění jednosouřadnicových slunečních čidel.

Dosud známé dvousouřadnicevé stabilizované plošiny pro zaměřování astronomických přístrojů, jsou konstruovány z několika rámů, které jsou spolu spojeny formou křížových kloubových tzv.

kardanových závěsů, přičemž jeden z rámů nese dvousouřadnicové směrové čidlo. Nevýhodou tohote systému je, že větší počet rámů brání minimalizaci hmotnosti zařízení a rovněž značný počet kloubů vícestupňového křížového závěsu snižuje celkovou mechanickou tuhost a přesnost stavění polohy jednotlivých rámů. Na rotační servomechanismy, upevněné přírubově v osách kyvných kloubů, jsou kladeny velké nároky na mechanickou přesnost stavění úhlové polohy, jelikož výstupní kyvný člen servomechanismu má relativně malý poloměr. Tepelnou nebo mechanickou deformací rámů se do dvausouřadnicového směrového čidla vnáší úhlová chyba zaměření.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny dvousouřadnicovou stabilizovanou plošinou podle vynálezu, jehož podstatou je to, že k rámu družice jsou ve vedlejších vrcholech rovnoramenného trojúhelníka připevněny stavěči servomechanismy a v hlavním vrcholu trojúhelníka pevná noha plošiny, k jejichž horním částem jsou připevněny kulové klouby, přičemž kulový kloub v hlavním vrcholu rámu měřicích přístrojů je prostorově fixní a kulové klouby na koncích ramen rámu měřicích přístrojů jsou-výškově posuvné stavěcími servomechanismy. Zároveň jsou kulové klenby připevněné na spodní části rámu měřicích přístrojů, zetímco na vrchní části rámu měřicích přístrojů ve tvaru rovnoramenného trojúhelníka jsou ve vrcholech trojúhelníka upevněny kulové klouby, z nichž kulový kloub umístěný v-hlavním vrcholu rovnoramehného trojúhelí nika je prostorově fixní a kulové klouby umístěné ve vedlejších vrcholech trojúhelníka jsou výškově posuvné pomocí stavěčích servem- chanismů, které jsou spodním koncem spojeny s kulovými klouby a horním koncem připojeny na koncích rovnoramenného rámu směrových čidel, v jehož středních částech ramen jsou připevněny jednosouřadnicová směrová čidla. Kolmo na plochu trojúhelníkového rámu měřicích přístrojů jsou připevněny optické měřicí přístroje.

Pevným spojením spodních stavěčích servomechanismů s rámem družice a horních servemechanismů s rámem směrových čidel se zmenší celkový počet kloubů soustavy a zvětší sa tím tuhost systému, což zaručuje větší přesnost stabilizace. Klouby s podélnou a křížovou dilatací umožňují volnou tepelnou dilatací rámu měřicích přístrojů a rámu směrových čidel, Čímž se zabrání prostorové deformaci rámů, která by rovněž zhoršovala přesnost směrové stabilizace. Umístěním dvou jednosouřačnicových směrových čidel doprostřed délky ramene rámu směrových čidel se zaručí jejich necitlivost k směrové chybě způsobené případným mechanickým průhybem ramene, neboť tečna k průhybové křivce nezmění svůj směr. Novým kinematickým uspořádáním se rovněž zmenší na polovinu počet rámů ve srovnání se systémy s kardenovými závěsy, čímž je možné zmenšit celkovou hmotnost systému.

Na výkresu je schematicky znázorněn příklad kinematického konstrukčního uspořádání dvousouřadnicové stabilizované plošiny v axonometrickém pohledu.

Dvousouřadnicové stabilizovaná plošina je konstruovaná tak, že a. rámem družice 1 jsou pevně spojeny tělesa dvou spodních stavěčích servomechanismů £ a pevná noha plošiny 2. Výsuvná část jednoho stavěcího servomechanismů 4 je zakončena spodním kulovým kloubem s radiální dilatací 2 a výsuvná část druhého servomechanismů £ je zakončena spodním kulovým kloubem s křížovou dilatací 6. Křížová dilatace je umocněna křížovou kloubovou vložkou 11. Horní část pevné nohy plošiny £ j® zekončena spodním kulovým kloubem 2· Na výše uvedené kulové klouby 2,2 a 6 je svou spodní částí usezen rám měřicích přístrojů 2· Spodní kulový kloub 2 je umístěn v počátku trojosé pravoúhlé souřadnicové soustavy x,x,JL· Spodní kulový kloub s radiální dilatací 2 j^e umístěn na ose % a spodní kulový kloub s křížovou dilatací 6 je umístěn ne ose z. Horní část. rámu měřicích přístrojů 2 j® opatřena herním kulovým kloubem 8, horním kulovým kloubem s radiální dilatací £ a horním kulovým kloubem s křížovou dilatací 10. Spojnice kulových kloubů 2 a £ je rovnoběžná s ©sou χ a spojnice kulových kloubů 8 a 10 .ie rovnoběžná s osou z. Zároveň spojnice kulových kloubů 2>2 s 6. 10 jseu rovnaběžně s osou x a jsou od této osy x stejně vzdáleny. S horním kulovým kloubem s radiální dilatací £ je spojena výsuvná část prvního horního stavěcího servomechanismů 12 a e heřním kulovým kloubem s křížovou dilatací 10 je'spojena výsuvná část druhého horního stavěcího servemechanismů 12» Tělesa herních stavěčích servomechanismů 12 jaoU pevně spojena s rámem směrových čidel 12· Vnější těleso horního kulového kloubu 8 je rovněž pevně spojeno s rámem směrových čidel 13. Každé čidlo z dvojice jedntsouřadnicových směrových čidel 14 je pevně připojeno uprostřed délky ramene rámu.směrových čidel 13. Astronomický měřicí přístroj 15 (případně více přístrojů) je pevně připojen na rám měřicích přístrojů 2» přičemž eptická esa přístroje je kolmá na rovinu χ-£.

21704-4

Dvousouřadnicová stebilizevaná plešina plni funkci automatické kompensace chyby orientace rámu družice 1 vůči středu zaměřovaného zářícího objektu 16. funkci zaměřování optické osy astronomického přístroje 15 de zadaného bědu zaměřovaného světelného objektu 16 a funkci řádkového rozkladu (skenování) vybrapé>oblasti obrazu mechanickým pohybem. Předpokladem pre plnění těchto funkcí je tříosá hrubá prostorová stabilizaceřrámu družice 1. Počátkem dveusouřadnicevé vztažné soustavy je střed zaměřovaného světelného objektu 16. ^xen je vyhodnocován pomoci dvou jednoseuřadnicevých směrových čidel 14. Jedno směrové čidle 14 vyhodnocuje úhlovou chybu zaměření do počátku souřadnicové soustavy v rovině x-z. a druhé v rovině χ-χ· Spodní servomechanismus 4 umístěný v rovině χ-χ je elektricky spřažen se směrovým čidlem 14 umístěným rovněž v této rovině a analogicky je elektricky spřažena druhá dvojice umístěná v rovině x-z. Směrová chyba zaznamenaná směrovými čidly 14 je elektromechanicky kompenzována zdvihem pohyblivé části spodních servemechánismů 4· Tato vazba zejišluje nepřetržitou stabilizační funkci plošiny. Přechod optické osy estronomického měřicího přístroje 15 do zadaného bodu obrazu zaměřovaného zářícího objektu 16 se realizuje současným zadáním žádané výchylky do dvojice proti sobě ležícímh spodních a horních stevěcích servemechánismů 4 a 12, přičemž u horního servomechánisrnu je vždy směr výchylky opačného znaménka než u spodního. Touto vazbou se po realizsci úhlové výchylky rámu měřidích přístrojů 2. neporuší směr optické osy směrových čidel 14 a nedojde tak k ovlivnění výše uvedené stabilizační funkce plošiny. Skenování je analogií přechodu optické osy do zadaného bodu, jelikož jde o proces programově řízené posloupnosti souřadnicových přechodů.

Stavebnicová konstrukce plošiny umožňuje snadné přizpůsobení se zadaným požadavkům. Když je např, požadován pouze stabilizační režim plošiny do středu zaměřovaného světelného objektu, je možno jednoduše sejmout rám směrových čidel 13 a směrová čidla 14 namontovat do poloviny délky ramen rámu měřicích přístrojů V principu je možné i kinematické uspořádání s kloubovým upevněním rámu směrových čidel 13 na spodních servomechanismech a rámu měřicích přístrojů 2 na horních servomechanismech 12. Stabilizační funkci plošiny opět zajištují jen spodní servemechánisrny 4.· Přechod do souřadnic se v tomto případě realizuje pouze zdvihem horních servomechaniftoů 12. U této alternativy se však sníží mechanická tuhost uležení výstupního mechanického členu, tj. rámu měřicích přístrojů 2 ^s astronomickým měřicím přístrojem 15 (zvětšení stavební výšky od základny rámu družice 1,).

Popsané řešení dvousouřadnicové stabilizované plošiny je uvažováno pro použití přesného zaměřování astronomických přístrojů pro výzkum Slunce z umělých družic s přesností stabilizace řádově několika úhlových vteřin. Uvedený systém lze obecně použít pro přesné zaměřování jakýchkoliv typů optických měřicích přístrojů na zkoumaný zářící objekt.

Claims

1. Dvousouřadnicová stabilizovaná plošina pra přesné zaměřování měřicích přístrojů na zářící objekt, sestávající z rámu měřících přístrojů a rámu směrových čidel, vzájemně propojených pomocí servemechánismů a kulových kloubů, vyznačující se tím, že k<rámu družice (1) jsou ve vedlejších vrcholech rovnoramenného trojúhelníka připevněny stavěči servemechanismy (4) a v hlavním vrcholu trojúhelníka pevná noha plošiny (2), k jejichž horním částem jsou připevněny kulové klouby (3,5,6), přičemž kulový kloub (3) v hlavním vrcholu rámu měřicích přístrojů (7) je prostorově fixní a kulové klouby (5,6) na koncích ramen rámu měřicích přístrojů (7) jsou výškově posuvné stevěcími servemechánisrny (4) s zároveň jsou kulové klouby (3,5,6) připevněné na spodní části rámu měřicích přístrojů (7), zatímco na vrchní části rámu měřicích přístrojů (7) ve tvaru rovnoramenného trojúhelníka jsou ve vrcholech trojúhelníka upevněny kulové klouby (8,9,10), z nichž kulový kloub (8), umístěný v hlavním vrcholu rovnoramenného trojúhelníka, je prostorově fixní a kulové klouby (9,10) umístěné ve vedlejších vrcholech trojúhelníka jsou výškově posuvné pomocí stavěčích servemechaniamů (12), které jsou spodním kohcem spojeny s kulovými klouby (9,10) a horním koncem připojeny na koncích rovnoramenného rámu směrových čidel (13), v jehož středních částech ramen jsou připevněny jednesouřadnicevé směrová Čidla (14), přičemž kolmo na plechu trojúhelníkového rámu měřicích přístrojů (7) jsou připebněny optické měřicí přístroje (15).

2. Dvousouřadnicová stabilizovaná plošina podle bodu 1, vyznačující se tím, že spojnice kulových kloubů (3,5) a (8,9) leží v jedné souřednicové rovině (x-y) a jsou rovnoběžné, a spojnice kulových kloubů (3,6) a (8,10) leží v druhé rovině (x-z) jsou rovnoběžné, jtfičemž spojnice krajních kulových kloubů (5,9) a (6,10) jsou navzájem rovnoběžné a ve stejné vzdálenosti' od spojnice fixních kulových kloubů (3,8).