DE1815445A1 - Lenksystem - Google Patents
LenksystemInfo
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Classifications
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- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
- E02F5/10—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables
- E02F5/102—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches with arrangements for reinforcing trenches or ditches; with arrangements for making or assembling conduits or for laying conduits or cables operatively associated with mole-ploughs, coulters
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F5/00—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes
- E02F5/02—Dredgers or soil-shifting machines for special purposes for digging trenches or ditches
- E02F5/14—Component parts for trench excavators, e.g. indicating devices travelling gear chassis, supports, skids
- E02F5/145—Component parts for trench excavators, e.g. indicating devices travelling gear chassis, supports, skids control and indicating devices
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
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- G05D1/0234—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using optical markers or beacons
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- G—PHYSICS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description
DA· Sl 38
Beschreibung
su des (tobreucbeauflttrexMWldune
der Firna
HUDSWELL YATES DEVELOPiIEHTS LIMITED
408 Oakwood Lane, Leeds 8
betreffend
Lenksystem
Lenksystem
Priorität vom 18. Dezember 1967, Kr. 57356/67
Großb ritannien
Die Erfindung betrifft ein Lenksystem, das ein Signal oder Signale
erzeugt, die die Abweichung eines bewegten Gegenstands von einer vorgegebenen geradlinigen BaIm angeben und die entweder automatisch,
oder durch Vermittlung einer Bedienungsperson den bewegten Gegenstand in die vorgeschriebene Bahn zurückführen können. Eine solche Lenkvorrichtung
ist wertvoll für ordnungsgemässe Lenkung oder Steuerung
von Maschinenanlagen, etwa Anlagen zur Herstellung von Strassenfahrbahnen
oder von Grabenbaggern bei Dränagoarbeiten. Die Einrichtung
ist auch für leitstrahlgesteuerte Flugzeuge und Geschosse verwendbar.
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In dtr Britischen Patentschrift 1.04Ö.02^ ist ein derartiges
Lenfcsysten beschrieben, das einen feststehend aufgestellten Sender
und einen Empfänger aufweist, der an einen bewegten Gegenstand befestigt ist, der längs einer geradlinigen Bahn zu führen 1st,
die von den Sonder bestirnt wird, welcher seinerseits eine Strahlungsquelle für sichtbare oder ultrarote Strahlung enthält, alt
der ein erstes Organ beaufschlagt wird, welches in den Sender <·■·-■'
™ angeordnet ist und die Form eines Rasters hat, das in Streifen
wechselnder Trübung unterteilt ist, wobei jeder Streifen in Längsrichtung in seiner Ausdehnung variiert, das forner ein zwoites
Organ in Gestalt eines optischen Bauteils aufweist, das auf der der Strahlungsquelle abgewandten Seite des Rasters angeordnet
ist und die Strahlung sammelt, die von der Strahlungsquelle ausgehend das Raster passiert hat, und das eine Einrichtung aufweist,
nit den eine effektive Drehung der Achse eines der Organe um die Achse des anderen Organs hervorzurufen ist, so daft während der
t effektiven Drehung unterschiedlich getrübte Streifen abwechselnd
durch die Bahn der gesammelten Strahlung geführt wird, die nach der Xonzentrierung von den Sender als Strahlenbündel ausgesandt
wird, während der Empfänger des Systems einen auf das Strahlenbündel ansprechenden Empfänger aufweist sowie eine elektrische
Schaltung für die Untersuchung von änderungen in der den Strahlenenpfänger erreichenden Strahlung und für die Erzeugung von Steuersignalen, die zur Lenkung des bewegten Gegenstands längs einer
geradlinigen Bahn verwendbar sind.
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Der Ausdruck "Achse" wird in diesem Zusammenhang in seiner Üblichen Bedeutung benutzt» wenn Achsen von Linsen und anderen kreisflüchenförmigon Teilen gemeint sind«, Zn Verbindung mit nichtkreisfömigen optischen Bauteilen, etwa mit-Prismen, soll "Achse"
diejenige räumliche Linie bezeichnen, die kollinear mit dem Kittelstraul eines Strahlenbündel ist, das bei Benutzung des Bauteils
aif dieses fällt.
Auf diese Tfeise bestimmt der Sender die vorgegebene geradlinige
Bahn, längs volchor der bewegte Gegenstand geleitet wird und die
durch die Achse des Strahlenbündels definiert ist; in der Patentschrift ist diese Achse als Abtastachse oder definierte Linie
bezeichnetο
In der britischen Patentschrift 1.046.021 ist erläutert, daß sum
Verstehen des Arbeitsprinzips angenommen werden kann,, daß während
der effektiven Drehung zwischen Raster und dem zweiten Organ des Senders das Rasterbild um die Abtastachse oder definierte Linie
des Senders eine Hut-ationsbewegung ausführt. Es findet also eine
Relativbewegung zwischen Strahlungsempfänger und Rasterbild statt,
wobei sich der Strahlungsempfänger relativ zu den Rasterbild auf einer Kreisbahn bewegt. Daher wird die Ausgangsgröße des Strahlungsempfängers s die dem elektrischen Kreis zufließt, gemäß
der relativen Breite und Trübung der P.asterstreifen auf der Kreis·*
bahn moduliert» ϊ.'βηη eine Relafciwerschiebung zwischen dem
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Strahlungsempfänger und der Abtastaclise des Senders stattfindet,
wird die Kreisbahn, die tatsächlich von dem Strahlungsempfänger abgetastet wird» relativ zu dem Rastorbild verschoben, und da die'
Streifenbilder unterschiedliche Ausdehnung in Streifenlängerich.«»
tune haben, wird das den Strahlungsempfänger verlassende Signal
anders moduliert, als wenn der Strahlungsempfänger auf der Ab·
testachse läge. Die unterschiedlichen Modulationen dieses Signals,
unterschiedlich nach Frequenz oder Amplitude oder nach, beiden, können in einem elektrischen Kreise analysiert werden, der ein
Signal liefert, das die Abweichung des Strahlungsempfängers von einer Bezugslage längs der definierten Linie zwischen dem bewegten Gegenstand und der festgelegten Position, die die Abtastachse
des Senders darstellt, angibt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen in der Beschreibung der britischen
Patentschrift 1.046.024? weist das Raster eine Scheibe mit grosser
Streifenzahl, etwa mit sechzehn Streifen, auf, die als abwechselnd
durchlässige und trübe Kreissektoren ausgeführt sind, deren Breite mit dem Abstand vom Rasternittelpunkt linear zunimmt= Bei einem
beschriebenen Ausftilirungsbeispiel weist der Empfänger zwei Strahlungsempfänger
(Detektoren) auf, deren Empfangsflächen dicht nebeneinander
aufgestellt sind, wobei jeder Detektor mit einem Fre° quenzdiskriminator verbunden ist, deren Ausgangsgrössen zu einen
ersten Signal addiert und zur Bildung eines zweiten Signals von=
einander subtrahiert sind; fexner sind nrtsi Xorrodinatencletektoren
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vorgesehen, die die beiden Signale aufnehmen und Steuersignale
erzeugen, die zum Lenken des bewegten Gegenstandes benutzt worden
können.
Die Erfindung zeigt eine abgewandelte Form des I.enksystems nach
der britischen Patentschrift 1.046.02^; dabei wird ein Empfänger mit vereinfachter und weniger kostspieliger Schaltung in Verbindung
mit einen vereinfachten Raster benutzt, das den Vorteil einer niedrigeren räumlichen Frequenz hat, d.h. einer leichteren optischen
Auflösung.
Gemäß der Erfindung besteht das Lenksystem aus einem in fester
Lage angebrachten Sender und einem Empfänger, der an einem bewegten
Gegenstand fest angebracht ist, welcher längs einer geradlinigen BaIm zu leiten ist, die von dem Sender bestimmt wird, welch
letzterer eine Strahlungsquelle für sichtbare oder ultrarote Strahlung
aufweist, die ein erstes Organ beleuchtet, das in dem Sender angeordnet ist und die Gestalt eines in vier optische Quadranten
von unterschiedlicher Trübung unterteilten Rasters hat, wobei die Trübung in dem ersten und dem dritten Quadranten sich von derjenigen
in dem zweiten und dem vierten Quadranten unterscheidet, sowie
ein zweites Organ, das als optisches Bauteil ausgebildet und
an der von der Strahlungsquelle ab gewandten Seite des Rasters ange- ■
bracht ist, um Strahlung zu sammeln, die, von der Strahlungsqualle ausgehend, das Raster durchsetzt hat, und das Lenksystem weist
ferner eine Hinrichtung zum Hervorrufen einer effektiven Drehung
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der Achse eines der Organe um die Achse des anderen Organs auf»
so daß während der effektiven Drehung Quadranten mit unterschied·
lichor Trübung abwechselnd durch die Bahn der Strahlung laufen, d ie nach dem Vereinigungsvorgang von dem Sender als Strahlenbündel
ausgeht, und der Empfänger enthält mindestens zwei Strahlungsdetektoren, die mit einem geringen gegenseitigen Zwischenraum
nebeneinander angeordnet sind, wobei die AusgangsgrSssen der bei"
»den Strahlungsdetektoren addiert werden, um ein erstes Signal zu bilden, und voneinander subtrahiert werden, un ein zweites
Signal zu bilden, und zwar jeweils ohne Zwischenschaltung eines Froquenzdiskriminators, und wobei das erste und das zweite Signal
zur Urzeugung von Steuersignalen benutzt werden, mit deren Hilfe
der bewegte Gegenstand längs der geradlinigen Bahn steuerbar ist·
Das erste und das zweite Signal können einem ersten Koordinantendetektor zugeführt werden, in dem das erste Signal mit dem zweiten
Signal multipliziert wird und eines der beiden Signale um 90° phasenverschoben wird, und das eine und das phasen-verschobene
andere Signal werden einem zweiten Koordinatendetektor zugeleitet, in dem das Produkt beider Signale erzeugt wird, wodurch die Ausgangsgrössen der beiden Koordinatendetektoren proportional zu
der Abweichung des Punkts in der Mitte zwischen den beiden Strahlungsdetektoren von der Abtastachse werden und die Steuersignale ';
für die Lenkung des bewegten Gegenstandes bilden.
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Amplltudenbegrenzcrschaltungen oder bistabile Schaltelemente in RechteckweIlen umgeformt, bevor Summen und Differenzen gebildet werden«
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Raster in vier Quadranten unterteilt, und die Trübungen im ersten
und dritten Quadranten sind einander gleich; auch die Trübungen im zweiten und vierten Quadranten sind einander gleich, weichen
aber ab von denen des ersten und dritten Quadranten*
Die Erfindung läßt sich in verschiedener T/eise verwirklichen; eine
bestimmte Alisführungsfons wird nachstehend beschrieben und an
Hand von Zeichnungen erläutert; diese Zeichnungen stellen dar;
Pig· 1 ein Lenksystem nach der Erfindung, mit einem Sender und einem Smpfänger, schematisch dargestellt in Verbindung
mit einem unter der Erdoberfläche arbeitenden Pflug ("Maulwurf spflug" ; Untergrundpflug);
• 4 die Kreisbahnspur einer Detektor-Photozelle im Empfänger
relativ zum Rasterbild bei gegebener Riehtungsabwdellung;
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Fig. 5 ein Diagramm einer idealisierten Ausgangs-Uellenfonn der
Photozelle während einer Periode;
Fig. 1 stellt eine typische Anvendungsweise des Lenksystems dar; der Sender ist insgesamt mit 1 bezeichnet; er hat eine feste
Lage, während der Detektor 2 am Werkzeug des bewegten Gegenstands, etwa eines insgesamt mit 3 bezeichneten Untergrundpflugs,
angeordnet ist. Der Sender steht auf einem normalen Stativ 4, an
dsm sich eine Montageplatte S. mit. drei Hivellierschrauben zün Grob·*
nivellieren und eine Grundplatte 6 für den Sender mit einen Haupt· gehäuseteil 7 befinden. Schalter, Feinnivelliereinrichtungen und
Sendersteuerung befinden sich in der Grundplatte 6 und im Haupt*
gehäuseteil 7, in dem auch der optische Teil des Senders untergebracht ist. Der Sender ist nach Azimut- und nach Uöhenwinkel
steuerbar und ist mit einen Fernrohr als Richthilfe versehen.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau des optischen Systems in den Hauptgehäuseteil 7. Der Aufbau umfaßt eine
Glühlampe 9, die zur Erhöhung ihrer Lebensdauer und wegen des geringeren Stromverbrauchs mit Unterspannung betrieben wird,
nahe der Brennebene eine« Kondensors 10. Die durch den Kondensor 10 tretende Strahlung fällt auf das Raster 11 und beleuchtet
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dieses ο Das in der Nähe des Kondensors 10 angeordnete Raster
wird durch Lichtätzung aus einer dünnen Metallplatte hergestellt und besteht aus einer Scheibe mit vier abwechselnd strahlungsdurchlässig und strahlungsschwächend gehaltenen Quadranten (vgl·
Fig. 3). Die durchlässigen Sektoren besitzen gleichen Durchlässigkeitsgrad, und die strahlungsschwächenden Sektoren verhindern jtglichen Strahlungsdurchtritt.
Die Nutation des Rasterbilds wird durch virtuelle Drehung mit Hilfe.einer Negativlinse 12 hervorgerufen, die exzentrisch umlaufend mit gegen die optische Achse 14, d.h. die Abtastachse des
Senders, versetzter eigener optischer Achse 13 angeordnet ist· Die Negativlinse 12, die ein virtuelles Bild des Rasters erzeugt,
ist innerhalb eines Zahnkranzes 15 drehbar angeordnet und kann über ein Antriebszahnrad 16 mittels eines Elektromotors angetrieben werden. Ein feststehendes Objektiv 18 befindet sich vor der
Negativlinse 12 koaxial zur Abtastachse 14 liegend; so daß das virtuelle Bild des Rasters nahe dem Objektivbrennpunkt liegt.
Zur Optimierung des optischen Systems wird die Negativlinse 12 vorzugsweise in der Mitte zwischen dem Raster und dem Objektiv
angeordnet.
Aus Fig. 1 erkennt man, daß der ausgesandte Strahl auf den Detektor 2 im Empfänger fällt, der am Werkzeug des Untergrundpflugs angebracht ist. Der Detektor 2 umfaßt zwei in Sollage vertikal überelnanderstehendo Photocellen 31 und 32, deren Bapflnger-
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flächen in geringen Vertikalabstand übereinanderliegen (vgl.
Fig. 1 und 6).
Man erkennt, daß, wenn das projiziert* Bild des Rasters in der
Detektorebene um einen feststehenden Mittelpunkt gedreht wird, die Achse einer der Photozellen 31 oder 32 einen Kreis gegenüber
dem Rasterbild beschreibt» wobei dieser Kreis seinen Mittelpunkt ψ im Mittelpunkt des Rasterbilds hat, sofern die Photozelle einwandfrei gegenüber der Abtastachse (definierten Linie) des Senders
ausgerichtet ist. Venn nun die Photozelle in eine Richtung mit den
Polarkoordinaten r,dl gegenüber der Senderabtastachse versetzt
ist, ist der Mittelpunkt des Kreises, der von der Photozellenachse gegenüber dem Rasterbild durchfahren wird, in gleicher
Weise versetzt·
Fig. 4 gibt die Abtastgeometrie bei einer fehlerhaft ausgerich-. teten Detektorphotozelle 31 oder 32 wieder, gesehen von einem
mit dem Rasterbild fest verbundenen Beobachter·
R ■ Spurkreisradius (proportional der Entfernung bei einem divergierenden Strahlenbündel)
, θ ■ Abtastwinkel in einem gegebenen Zeitpunkt
T9ck" Polarkoordinaten der Abweichung des Mittel-
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Punkts A des Spurkreises vom Mittelpunkt 0
des Rasterbilds
x,y * kartesische Koordinaten der Abweichung des Mittelpunkts Λ des Spurkreises
w β Abtastfrequenz ( * dö/dt)
Da die Achse der Photozelle 31 oder 32 dem Spurkreis relativ zu dem Rasterbild folgt, wird das von der Photozelle aufgenoamene Licht von den abwechselnd hellen und 'dunklen Quadranten des
Rasterbilds moduliert, und die Photozelle erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, dessen idealisierte Wellenform über eine
Periode in Fig. S gezeichnet ist* Der Mittelwert dieses Ausgangssignals ist konstant bei 0,5 des Maximalwerts, aber die Wellenform ist rechteckig, und die Grundwelle besteht aus zwei Komponenten, nämlich j-& sin θ und=|r cos Θ, die kombiniert ergeben:
1 r sin (OtOv) raitpV,* tg"1 \
Die Grundwelle des Ausgangssignals jeder Photozelle 31 oder 32
bei dieser Anordnung ist somit genau analog den Ausgangssignal des entsprechenden Frequenzdiskriminators in der Anordnung nach
den Britischen Patent 1.046.021, nach welchem ein Raster mit einer grossen Zahl abwechselnder Sektoren benutzt wird und die
Ausgangssignale der Photodetektoren vor Ausführung der Additions-IiEd Sub traktions operationen Frequenzdiskriminatoren zugeleitet
werden.
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Al
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Demnach können bei der Erfindung die gleichen Grundschaltungen
zum Ableiten eines Bezugssignals und eines Nutzsignals aus den Ausgangssignalen der Photozellen 31 und 32 durch Addieren und
Subtrahieren dieser Signale verwendet werden, ohne daß dabei Frequenzdiskriminatoren benutzt werden, um Amplitudenvariationen
nach Maßgabe von durch das modulierte Strahlenbündel erzeugten Frequenzvariationen der Photozellensignale abzuleiten.
Fig. 6 zeigt das Schaltschema eines für.den vorliegenden Zweck
brauchbaren Analog-Empfängers. Die Ausgangssignale der beiden
mit gegenseitigem Vertikalabstand angebrachten Photozellen 31 bzw· 32 werden auf angepaßte Verstärker 33 bzw. 34 und angepaßte
Amplitudenbegrenzerschaltungen 35 und 36 geleitet, um die Ifellenf orm zu korrigieren und eine genaue Rechteckwellenform gemffR
Fig. 5 zu erzeugen. Anstelle der Verstärker-Begrenzer-Kombinationen können auch angepaßte bistabile Schaltelemente mit Festkörperelementen zur Verarbeitung verstärkter Photozellenausgangs·
signale benutzt werden.
Die genauen Ausgangssignale der Begrenzer 35 und 36 in genauer Rechteckwellenform werden im Summierkreis 37 addiert und bilden
ein Nutzsignal bzw. werden im Subtraktionskreis 38 voneinander subtrahiert und bilden ein Bezugssignal»Das Bezugssignal aus
dem Subtraktionskreis 38 durchläuft einen Tiefpaß 39, um oberhalb der Abtastfrequenz liegende Komponenten zu entfernen, und
das gefilterte Bezugssignal wird in einem Bezugesignalverstärker40
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• · -9
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mit regelbarer Verstärkung verstärkt. Der Verstärker 40 besitzt
eine Rückkopplungsschleife durch einen automatischen Verstärkungsregler 41, dessen Rückkopplungssignal dem Bezugssignalverstärker
40 zur Regelung von dessen Verstärkung zugeführt wird, und auf diese Weise wird die Höhe des Ausgangssignals des Bezugssignalverstärkers
40 konstant gehalten und bleibt unabhängig von der Divergenz des Senderstrahlenbündels und damit von der Entfernung
zwischen dem Sender und dem Empfänger des Führungsgeräts· Nach t
dem Verlassen des automatischen Verstärkungsreglers 41 wird das Bezugssignal noch einmal in einem Verstärker 42 verstärkt und
durch einen weiteren Amplitudenbegrenzer 43 geleitet, um ein Schaltsignal für die Koordinatendetektoren hervorzubringen·
Das Nutzsignal aus dem Summierkreis 37 wird ebenfalls in einem Tiefpaß 45 gefiltert, um Komponenten mit oberhalb der Abtastfrequenz
liegenden Frequenzen zu entfernen, gelangt dann in einen Signalverstärker 46, um auf konstanter Höhe für eine gegebene
Linearabweichung gehalten zu werden, wäre das nicht der Fall, würde es mit der Entfernung sehr stark abfallen.
Das Nutzsignal aus dem Signalverstärker 46 wird einem y-Koordinaten-Detektor
47 zugeführt, wo es mit dem Bezugssignal multipliziert wird, das dem y-Koordinaten-Detektor 46 aus der Begrenzerschaltung
43 zugeführt wird. Das Nutzsignal wird ebenfalls einem 9Q°-phasenschieber 48 und von dort einem x-Koordinaten-Detektor
49 zugeführt, wodurch das phasenverschobene Nutzsignal
.J3. 909835/0950
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mit dem von der Begrenzerschaltung 43 herkommenden Bezugssignal
multipliziert wird.
Die Koordinaten-Detektoren oder Multiplikatoren 47, 49 können
Filter aufweisen, die Komponenten mit Abtast- und höherer Frequent aussieben. Dalier erscheint am Ausgang des Multiplikators 47
nur die Gleichstromkomponente des Produkts der beiden Signale, d.h. eine Analoganzeige der Detektorauslenkung längs der die beiden
Photozellen 31 und 32 verbindenden Linie. Eine derartige Filterung ist nicht erforderlich, wenn die Bandbreite der zu steuernden
Servoeinrichtung genügend klein ist. Darüber hinaus können ander· Arten von Multiplikatoren benutst werden, z.B. eine mit Hall-Wirkung arbeitende Einrichtung, bei der die Begrenzung des Bezugs»
s ignals und damit die Begrenzerschaltung 43 entfallen könnten.
Die Ausgangssignale der Multiplikatoren 47 und 49 können durch
Meßgeräte 50 und 51 gemessen werden, auf denen sichtbare Anzeigen der Abweichungen der Detektoren gegenüber der Abtastachse in
kartesischen Koordinaten angegeben werden, um den Ausgleich derartiger Abweichungen zu erleichtern. Die Ausgangssignale der
Multiplikatoren 47 und 49 werden ferner über spannungsverzögerte
Verstärker 52 bzw. 53 Leistungsstufen 54 bzw. 55 zugeführt, um
Steuersignale zu erzeugen, die eine Aufwärts/Abwärts- bzw. Links/ Rechts-Bewegung herbeiführen, um die Niveausteuerung und die
auf dem der Detektor 2 angeordnet ist, einzustellen und damit die
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zutreffende Ausrichtung des Detektors wiederherzustellen»
Bs ist darauf hinzuweisen, daß der Aufbau des einfachen Viersektoren-Rasters 11 der beschriebenen Anordnung eine niedrige räumliche Frequenz für die Modulation des Strahlenbündels ereöglicht,
K>durch bei der optischen Projektion geringere aberrationsbedingte
Fehler auftreten«
Es kann auch eine abgewandelte Sonderform benutzt werden, wie sie
ebenfalls in der britischen Patentschrift 1.046.024» beschrieben worden ist, wobei anstelle der ulilaufenden Linse 12 eine exzentrisch umlaufende Gruppe von zwei Prismen nit einander parallelen
Reflexionsflächen benutzt wird· Diese Anordnung wird vor dem beleuchteten Raster in Drehung versetzt, so daß der Linse 30 ein
in Nutation befindliches Bild des Randteils des Rasters dargeboten wird, damit das erforderliche modulierte Lichtbündel mit Hilfe
der Linse 30 in Richtung auf den Empfänger projiziert werden kann·
-IS- 909835/0950
Claims (6)
- DA-5138ttohu1· Lenksvsten ait einem fest aufgestellten Sender (1) und eines Bapfinger (2), der an einen bewegten Gegenstand befestigt ist, der llnf· einer geradlinigen Bahn zu fahren ist» die von eines Sender bestint wird, welcher seinerseits eine Strahlungsquelle (9) für sichtbare oder ultrarote Strahlung enthält, mit der ein scheibenförmige· Raster (11) bestrahlt wird, ferner ait einen optischen Bauteil (12), das auf der der Strahlungsquelle abgewandtea Seite des Rafters angeordnet ist und das die Strahlung samelt, die das Raster passiert hat, und alt einer Einrichtung zu» Drehen der Achse des Rasters oder des optischen Bauteils relativ tu den jeweils anderen Organ um dessen Achse, wodurch die von den Sender ausgehende gesammelte Strahlung in Form eines modulierten Strahlenbündel» ausgesandt wird, das auf einen Bnpf anger fallt, in dem sich zwei Strahlungsdetektoren (31, 32) befinden, die mit geringem gegenseitigen Abstand nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß das Raster (11) in vier Quadranten unterschiedlicher Lichtdurchlissigkeit unterteilt ist, daß die Quadranten un einen genelnsanen, an ihren Spitzen gelegenen Mittelpunkt verteilt sind, und daß die Licht-909835/0950 •16-DA-31S8daaiehllsiigkeiten des ersten und dritten Quadranten sich von äenen des iweiten und vierten Quadranten unterscheiden» so daft während der Drehung der Rasterachse oder der Achse des optischen Bauteils (12) Quadranten »it unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit sich abwechselnd durch die Strahlungsbahn bewegen und daft schließlich die Ausgangesignale der beiden Detektoren (31, 32) durch Addition zu einem ersten Signal und durch Differenzbildung " su eines zweiten Signal susamengesetzt werden, ohne zuvor durch einen Frequenzdiskrininator zu laufen, wobei das erste und das zweite Signal zu Steuersignalen zusamengefaßt werden, durch die der bewegte Gegenstand lings der geradlinigen Bahn fuhrbar ist.
- 2. Lenksystem nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet daft die Lichtdurchlässigkeiten des ersten und des dritten Quadranten des Rasters (11) untereinander gleich sind und sich von den Lichtdurehlässigkeiten* des zweiten und vierten Quadranten unterscheiden, die untereinander ebenfalls gleich sind.
- 3. Lenksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenni·! ehnet , dafi der erste und dritte Quadrant des Rasters (11) lichtundurchlässig und der zweite und vierte Quadrant des 1·· sters lichtdurchlässig sind·mVfm 909835/09*0DA-3138
- 4. Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gi -kennzeichnet, dafi das erste und das «weite Signal eine» ersten Koordinatendetektor (47) zugeleitet werden, in da· das erste nit dem »weiten Signal multipliziert wird und in de« entweder das erste oder das »weite Signal einer Phasenverschiebung um 90° unterworfen wird, und dad das eine und das phasen* verschobene andere Signal einem zweiten Koordinatendetektor (49) zugeleitet werden, in dem sie miteinandev multipliziert werden, wodurch die Ausgangssignale der beiden Koordinatendetektoren pro· portional der Abweichung des in der Mitte zwischen den beiden Strahlungsdetektoren (31, 32) liegenden Punkts von der Mittellinie de* Strahlungsbündels werden und die Steuersignale bilden, die zum Lenken des bewegten Gegenstandes benutzt werden*
- 5· Lenksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g β -kennzeichnet, daft die Ausgangssignale der Strahlungsdetektoren (31, 32) vor der Summation und Differenzbildung in , Amplitudenbegrenierschaltungen rerstlrkt und in genaue Rechteck* wellenform umgeformt werden·
- 6. Lenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daft die optische Achse (13) des optischen Bauteils (12) gegenüber der Achs· (14) der von dem Sender atisgehenden Strahlung versetzt ist und dal das optische . lauteil (12) um die Senderachst (14) gedreht wird.-M- 909835/0950
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4503382A (en) * | 1982-10-18 | 1985-03-05 | Litton Systems, Inc. | Method and device for centroid detection of a beam of electromagnetic energy |
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US6435283B1 (en) * | 1998-06-17 | 2002-08-20 | Kabushiki Kaisha Topcon | Rotary laser irradiating apparatus and construction machine control system |
Also Published As
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