DE2030215C3 - Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch einen Lichtstrahl - Google Patents

Description

65

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch einen Lichtstrahl, die um eine vertikale Achse für eine Azimut-Bewegung und um eine horizontale Achse für eine Elevationsdrehung mit Hilfe von Kreiselmotoren verstellbar ist, wobei ein Kreiselmotor einen Kreiselkörper, einen inneren Nutations-Rahmen mit einer Nutationsachse, einen äußeren Präzessionsrahmen mit einer Präzessionsachse und einen mit der Nutationsachse verbundenen Drehmomentmotor aufweist.

Die mechanische Leistung, die von einem als Motor verwendeten Kreisel entwickelt wird, ist nicht sehr groß. Die Verwendung von Servomechanismen mit Kreiselmotoren ist also beschränkt. Dennoch hat die Erfahrung gezeigt, daß solche Servomechanismen besonders vorteilhaft für die Lösung bestimmter Probleme sind, von denen folgende aufgezählt werden können:

die Bestimmung der Flugbahnen von Satelliten und anderen Flugkörpern;
die Nachrichtenübertragung im Weltraum;
die topographischen Aufzeichnungen der Mondoberfläche;

Messungen, ausgeführt im Rahmen der Entfernungsmessung und der Erdvermessung (Geodäsie).

Wie man weiß, erfordern diese Probleme zu ihrer Lösung wegen der zahlreichen Faktoren, denen Rechnung getragen werden muß, eine Einrichtung großer Präzision beispielsweise folgender Faktoren:

die Phänomene der zufälligen Brechung der Lichtstrahlen infolge des heterogenen, schwankenden Milieus, welches die Atmosphäre bildet, durch welche die Strahlen des einfallenden und reflektierendeii Lichtes gekrümmt werden;
die zufälligen atmosphärischen Veränderungen, beispielsweise die Druckänderungen, die Änderung der Richtung und der Geschwindigkeit der Winde, welche die Intensität der Lichtstrahlen beeinflussen;

die Geschwindigkeitsänderung des Zieles;
die sehr schmale Kurve gleicher Empfindlichkeit, die das Strahlendiagramm eines Lasers aufweist.

Iu den einschlägigen bekannten Vorrichtungen, welche Motoren unterschiedlicher Art (elektrische, hydraulische usw.) verwenden, kann die mechanische Energie auf bestimmte Organe mit Hilfe von Getrieben übertragen werden. Sie erlauben, die Geschwindigkeitsbereiche der Motoren umzuformen oder die mechanischen Impedanzen der angekoppelten Organe anzupassen.

Diese Getriebe haben die folgenden Nachteile:

daß sie veränderte Geschwindigkeiten wegen der unvermeidlichen Ungenauigkeiten in den Verzahnungen der miteinander in Eingriff stehenden Maschinenteile übertragen;
daß sie zusätzliche Abweichungen in Folge ihres mechanischen Spieles erzeugen;
daß sie die Geschwindigkeitsschwelle beibehalten und folglich Positionsfehler einbringen;
daß sie die Quelle von Schwingungsphänomen analog denjenigen sind, die in den vereinigten und angekoppelten Schaltkreisen auftreten, weil die unterschiedlichen Zahnräder dieser Gelriebe nicht immer eine ausreichend erhöhte Festigkeit haben.

Eine Einrichtung zur Verfolgung eines Satelliten Strahles parallel zur horizontalen Präzessionsachse

durch einen Lichtstrahl sollte sich von einigen zehntel und einen mit der horizontalen Präzessionsachse fest

Grad pro Stunde wenigstens bis auf eine Geschwindig- verbundenen Spiegel, der zu dieser Achse einen

keit von 2 bis 3 Grad pro Sekunde drehen können, Winkel von 45 Grad einnimmt, auf.
wenn man einen Positionsfehler vormeiden will. Die 5 Die Drehung des Spiegels um eine seiner Achsen

bekannten Motoren der Servomechanismen besitzen kann also unabhängig von seiner Stellung bezüglich

•keinen solchen Geschwindigkeits-Variationsbereich. der anderen Achse erfolgen, denn für jeden Kreisel ist

Sie führen bei niedrigen Geschwindigkeiten auf die ihm zugeordnete Spiegelachse eine Präzessions-

Impulsart mit einer bestimmten Toieranz nuf die be- achse, um welche er mittels eines Drehmomentmotors

fohlene Stellung der Folgeeinrichtung. Mit den Servo- ίο gedreht werden kann, der auf der Nutationsachse des

mechanismen mit Kreiselmotoren ist es möglich, Ge- Kreisels angeordnet ist.

triebe zu vermeiden und damit auch deren Unzuläng- Wie nachstehend noch erläutert wird, erlaubt eine lichkeiten. Außerdem ist die Präzessionsgeschwindig- geschickte Anordnung des ersten Spiegels, den vom keit eines Kreisels sehr regelmäßig. Sie gibt in einem unbeweglichen Laser ausgesandten Lichtstrahl in das sehr breiten Variationsbereich keine Veranlassung zu 15 Zentrum des zweiten Spiegels zu leiten und einen Stoßen; sie macht die Peillage unempfindlich gegen reflektierten Strahl zu erhalten, dessen Richtung abäußere Störmomente, wie beispielsweise gegen Wind- hängig ist von den an die Anschlußklemmen der einflüsse; wie nachstehend noch erläutert wird, kann Drehmomentmotoren des Azimutkreisels und des die Natur dieser Momente eine Eigenbewegung der Elevationskreisels gelegten Steuersignalen.
Kreisel verursachen, die man ais »Nutation« bezeichnen 20 Der zweite Spiegel ist zweckmäßig auf der Präkann. Dieser Nachteil ist jedoch sehr gering, weil diese zessionsachse des Elevations-Kreiselmotors im Schnitt-Bewegung auf annehmbare Weise unterdrückt werden punkt mit der Präzessionsachse des Azimut-Kreiselkann; es kann eine sehr hohe Folgefrequenz erhalten motors befestigt, und die Präzessionsachse des EIewerden. vations-Kreiselmotors ist am äußeren Rahmen des

Der Servomechanismus gemäß der Erfindung ist im 25 Azimut-Kreiselmotors aufgehängt.
Hinblick auf die Verfolgung eines Zieles durch einen Die Vorrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch

Lichtstrahl entwickelt worden. Es muß also eine Kor- einen kohärenten Lichtstrahl, die nachfolgend als

rektur der Richtung dieses Lichtstrahles bewirken. nicht einschränkendes Ausführungsbeispiel beschrieben

Oder mit anderen Worten, die Servomechanismen wird, ist in einer Bodenstation angeordnet und dafür

müssen zwei Positionskorrekturen ausfünren, von 30 vorgesehen, einen Satelliten in allen Richtungen einer

denen die eine auf den Lichtstrahl azimutal und die Hemisphäre zu verfolgen,
andere auf seinen Elevationswinkel einwirkt. Die Durchführung einer solchen Verfolgung macht

Es sind bereits optische Zieleinrichtungen bekannt, eine Korrektun orrichtung mit einer Ausrüstung er-

bei denen ein Kreiselmotor und ein oder zwei Dreh- forderlich, deren Art von der Neigung der Flugbahn

momentmotoren zur Ausrichtung eines Spiegels in 35 zum Äquator und von der geographischen Breitenlagc

einer oder zwei Richtungen vorgesehen sind (deutsche der Bodenstation abhängt.

Offenlegungsschrift 1 428 729, französische Patent- Wie bekannt ist, können zwei grundlegende Ausschrift 1563 217). Bei diesen bekannten Zieleinrich- rüstungsf. pen verwendet werden, nämlich eine sotungen ist die Azimut-Drehachse die Präzessionsachse genannte »Azimut-Elevationswinkele-Ausrüstung, die eines Kreiselmotors, während die Elevations-Dreh- 40 für Satelliten gebräuchlich ist, die eine Flugbahnebene achse des Spiegels mit der Mutationsachse des Kreisels haben, die sehr wenig zur Äquatorebene geneigt ist, über ein Zahnradgetriebe verbunden ist. Auch bei einer während sich die Bodenstation auf einer geographischen weiteren bekannten Einrichtung (USA.-Patentschrift Breite befindet, die höher liegt als diese Neigung; die 2 707 400) zur Ausrichtung einer Verfolgungsantenne sogenannte »Äquatorielo-Ausrüstung, die bei Flugwird ein einziger Kreisel als Servomotor verwendet 45 bahnen gebräuchlich ist, die sehr wenig zum Äquator und ein Zahnradgetriebe benötigt, um die Verfolgungs- geneigt sind, und bei Bodenstationen, die auf einem antenne in der Elevationsrichtung auszurichten. niedrigen geographischen Breitengrad liegen.

Diese bekannten Einrichtungen weisen also die Die Verfolgungseinrichtung gemäß der Erfindung,

bereits vorstehend genannten Nachteile auf, welche die nachfolgend an Hand der Zeichnung näher be-

die Verwendung eines Zahnradgetriebes mit sich bringt. 50 schrieben wird, weist eine »Azimut-Elevationswinkel«-

Der Erfindung liegt die Aufgabt zugrunde, eine Ausrüstung auf.
Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, Im einzelnen zeigt

bei welcher Zahnradgetriebe und damit die genannten F i g. 1 eine Vorrichtung in vereinfachter Form mit

Nachteile vermieden werden und die Ausrichtung einem einzigen Kreiselmotor, der eine einzige Positions-

eines Spiegels nach zwei Richtungen allein mittels 55 korrektur durchführen kann und bei welcher die

Kreiselmotoren erfolgen kann. Rotationsachse des Außenrahmens nicht durch den

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch Schwerpunkt des Kreiselmotors verläuft,
vermieden, daß ein Azimut-Kreiselmotor mit einer F i g. 2 eine Vorrichtung mit zwei Kreiselmotoren vertikalen Präzessionsachse und ein Elevations-Kreisel- in vereinfachter und üblicher Darstellung, mit welcher motor mit einer horizontalen Präzessionsachse voi' 60 zwei Positionskonekturen bewirkt werden können,
gesehen ist und daß der Elevations-Kreiselmotor mit F i g. 3 eine Station zur Verfolgung von Satelliten, seiner Präzessionsachse am Präzessionsrahmen des die eine Einrichtung gemäß der Erfindung aufweist, Azimut-Kreiselmotors aufgehängt ist. Die Einrichtung F i g. 4 und 5 ein Ausführungsbeispiel einer Einweist außerdem eine feste Lichtquelle, die einen Licht- richtung gemäß der Erfindung, in Vorder- und in strahl durch ein Rohr leitet, dessen Achse mit der 65 Seitenansicht teilweise im Schnitt,
vertikalen Präzessionsachse zusammenfällt, sowie einen Fig. 6a und 6b den Azimutkreisel der in Fig. 2 darmit dem Präzessionsrahmen des Azinnit-Kreiselmotors gestellten Vorrichtung, versehen mit einem Kreisel fest verbundenen Spiegel zum Zurückwerfen des Licht- zur Unterdrückung von Schwankungsbewegungen.

F i g. 1 zeigt einen Kreisel mit zwei Freiheitsgraden. kann. Dieser dreht sich um seine Achse 10', bis das

Er weist einen ersten um die beiden Achszapfen 11 Fehlersignal ε Null wird.

und 12 drehbaren Rahmen 1 auf. Die beiden Achs- F i g. 2 zeigt in vereinfachter und schematisierter

zapfen 11 und 12 drehen sich in zwei festen Lagern 13 Weise eine Einrichtung mit zwei Kreiselmotoren, die

und 14, die parallel zu einer Achse Ox ausgerichtet 5 zwei Positionskorrekturen durchführen kann,

sind. Ein zweiter Rahmen 2 dreht sich mit zwei Achs- Auf dieser Figur sind die Kreisel 3 und 103, die man

zapfen 21 und 22 in zwei Lagern 23 und 24, die auf in der Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch

dem Rahmen 1 befestigt sind und eine senkrecht zur einen Lichtstrahl, die nachfolgend noch als Ausfüh-

Achse Ox verlaufende Achse Oy definieren. Außerdem rungsbeispiel des Erfindungsgege-.istandes beschrieben

ist ein scheibenförmiger Kreiselkörper 3 mit einer 10 wird, wiederfinden wird, werden »Azimutkreisel« und

Achse 30 vorgesehen, die in zwei Lagern 33 und 34 »Elevationskreisel« genannt. Der Azimutkreisel 3 und

gelagert ist und eine Achse Oz definiert, die senkrecht der Elevationskreisel 103 sind jeweils vom Typ des in

zur Achse Oy verläuft. F i g. 1 beschriebenen Kreisels. Der Rahmen 1 des

Die Drehachse 10' des Rahmens 1 verläuft nicht Azimutkreisels 3 ist exzentrisch zur Achse 10' an-

durch den Schwerpunkt des Kreiselmotors, sondern 15 geordnet, und diese Achse 10' verläuft nicht durch

ist exzentrisch. Durch ausreichend starre Träger 15 das Zentrum der Kreiselscheibe 3. Im Gegensatz dazu

und 16, die senkrecht zur Ebene des Rahmens 1 ver- verläuft die Achse 110 des Kreisels 103 durch das

laufen und an die Achse 10' angeschweißt sind, die Zentrum seiner Kreiselscheibe 103. Die Elemente des

parallel zur Achse 10 verläuft, kann sich der Rahmen 1 Kreisels 103, die genau gleich sind, wie die Elemente

um die Achse 10' drehen. Da die Drehachse 10' ao des Kreisels 3, sind mit Bezugsziffern versehen, die

parallel zur Symmetrieachse Ox verläuft und in der gegenüber den Bezugsziffern für die Elemente des

Symmetrieebene xOz liegt, weist ein Drehmoment, Kreisels 3 jeweils um 100 erhöht sind,

das auf den Rahmen 1 ausgeübt wird, den gleichen Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist der Kreisel 103

Wert in bezug auf die Achse 10' auf. durch einen Rahmen 100 getragen, der um die Prä-

Die Drehachse 20 des Rahmens 2 ist mit einem 25 zessionsachse 10' des Kreisels 3 drehbar ist. Sein Drehmomentmotor 25 versehen, der ein mechanisches äußerer Rahmen 101 wird von der Achse 10' durch Drehmoment proportional einem von ihm empfan- die Träger 115 und 116 in Verlängerung der Träger 15 genen Steuerstrom ausüben kann. Wenn die innere und 16 und des Rahmens 100 getragen. Dieser Rahmen Reibung des Kreisels vernachlässigbar ist, bewirkt das 100 trägt die Lager 113 und 114 des Rahmens 101, von dem Drehmomentmotor 25 ausgeübte Dreh- 30 welche die Präzessionsachse 110 des Kreisels 103 bemoment ein Drehen des Kreisels um die Achszapfen 11 stimmen. Die Verlängerung der Achse 110 verläuft bis 112, welche die Präzessionsachse 10' definieren, durch die Mitte der Kreiselscheibe 3.
während der Rahmen 2 in seiner Stellung verbleibt. Wie noch beschrieben wird, wird der Mittelpunkt Ungünstigerweise existieren in einem Kreisel immer eines Spiegels in dem Schnittpunkt M der Achsen 10' Restreibungen, weiche sich über parasitäre Dreh- 35 und 110 angeordnet. Dieser Spiegel, der fest zur Achse momente übertragen und eine Drehung des Rahmens 2 110 angeordnet ist, dreht sich mit ihr, wenn der Drehverursachen, momentmotor 125 einen Elevationswinkel-Korrektur-

Lm diesen Nachteil zu beseitigen, ist die Achse 10' befehl erhält. Dieser Elevationswinkel ist derjenige,

des Rahmens 1 mit der Achse eines Drehmoment- den ein durch den Spiegel reflektierter Lichtstrahl

motors 17 verbunden, dessen Aufgabe darin besteht, 40 haben muß, um das verfolgte Ziel zu treffen,

die Wirkung dieser parasitären Momente zu kompen- Nachfolgend wird eine Einrichtung zur Verfolgung

sicren. Dieser Motor 13 läuft also nur, wenn Reibungs- eines Zieles durch einen Lichtstrahl beschrieben,

kräfte den Rahmen 2 aus seiner horizontalen Lage ver- F i g. 3 zeigt eine Station für die Verfolgung von

stellen. Diese Verstellungen werden durch einen Ver- Satelliten, in weicher die ernndungsgemäß ausgebildete

Stellungsmesser 26 klassischer Art gemessen, der am 45 Einrichtung installiert ist.

einen Ende der Achse 20 des Rahmens i befestigt ist. Wie die Figur zeigt, ist diese Station so ausgebildet,

Die von diesem Verstellungsmesser 26 gelieferten daß der Einfluß von vom Erdboden ausgehender

Signale werden nach einer Verstärkung durch den Ver- Erschütterung so gut wie möglich ausgeschaltet wird,

stärker 19 auf die Klemmen des Drehmomentmotors 17 Deshalb ist die Verfolgungseinrichtung 1000 auf gegeben. Alle parasitären Drehmomente, die auf die 50 Betonstützen 1001, 1002 angeordnet, die fest mit

Achse 10' gegeben werden, werden so aufgehoben, einem Betonfundament 1003 verbunden sind, das in

und die »Geschwindigkeitsschwelle« ist so eliminiert. Sand 1004 gebettet ist. Auf diesem Fundament 1003

Um eine Positionskorrektur zu erreichen, trägt die ist ein sehr schwerer Tisch angebracht, dessen Füße Achse 10' des Rahmens 1 an einem ihrer Enden ein aus zwei Betonblöcken 1005, 1006 bestehen und Winkelkodiergerät 18 klassischer Art, das ein Signal 55 dessen Platte 1007 beispielsweise ein polierter Granitliefert, dessen augenblicklicher Wert eine Funktion block ist.

der augenblicklichen Winkelstellung *e der Achse 10' Auf dieser Platte 1007 sind ein Laser 1008 sowie

ist. Dieses Signal wird auf eines der Klemmpaare einer eine diesem Laser zugeordnete optische Einrichtung

Vergleichsstufe 40 klassischer Bauart gegeben. Auf 1009 angeordnet.

das andere Klemmenpaar dieser Vergleichsstufe 40 60 Die von dem Laser 1008 ausgesandten Strahlen

wird ein Signal gelegt, das die Winkelstellung &_c defi- werden in die Verfolgungseinrichtung 1000 über den

niert, die von dem Rahmen 1 eingenommen werden ebenen Spiegel 1010 geleitet, der auf einem mit dem

soll, und die Vergleichsstufe 14 liefert an ihrem Aus· Fundament 1003 verbundenen Betonträger 1011 ruht

gang ein Fehlersignal r, das proportional der Diffe- Die Verfolgungseinrichtung 1000 ist gegenüber dei rcn/ (tr t,) "^st- Dieses Fchlersignal wird durch 65 Umgebung mittels einer Wetterschutzhaube 1012 ab-

cincn Digital-Analng-lJmformcr 41 in eine Analog- geschirmt, die mit einem durch eine Kugelkalotte au;

spannung umgewandelt, dann im Verstärker 42 ver- durchsichtigem Material verschließbaren Fenster 101:

stärkt, so daß es den Drehmomentmotor 25 betreiben versehen ist. Die Drehung der Wetterschutzhaube 1012

ist über nicht dargestellte Mittel servogesteuert, die Strahles Spiegel 45, 46 und 47 auf, die so geneigt sind, synchron mit der Verfolgungseinrichtung 1000 an- daß der Lichtstrahl schließlich bis auf den Spiegel M gelrieben sind. reflektiert wird.

Die F i g. 4 und 5 zeigen die Verfolgungseinrichtung In F i g. 4 sieht man die Rückseite des Spiegels und

von vorn und von der Seite, teilweise im Schnitt. Auf 5 nicht seine reflektierende Vorderseite. Um F i g. 4 diesen Figuren sind mit den Bezugsziffern 3, 103 die in jedoch leichter verständlich zu machen, ist der Spiegel F i g. 2 dargestellten beiden Kreisel, der Azimut- 47 um 90° gegenüber seiner richtigen Stellung gedreht kreisel und der Elevationskreisel, bezeichnet. Ihre eingezeichnet worden.

Kreiselscheiben sind nicht sichtbar, weil sie in ge- Aus den F i g. 4 und 5 sind außerdem zwei Gyro-

eigneten Gehäusen untergebracht sind, die gleichzeitig io meter 50 und 150 ersichtlich, die auf dem inneren die inneren Rahmen 2 und 102 der Kreisel 3 und 103 Rahmen 2 und 102 der Kreisel 3 und 103 befestigt sind, · bilden. Der Außenrahmen des Azimutkreisels 3 ist um Nutationsbewegungen zu unterdrücken, die auf ein gabelförmiges Metallteil 1, das in F i g. 5 im Grund äußerer Störmomente auftreten können.
Profil und in F i g. 4 im Schnitt ersichtlich ist. Dieses Es ist bekannt, daß es die Trägheit der Aufhängun-

Teil ist ein Abschnitt des Trägers 151 des Rahmens 100 15 gen des Rahmens eines Kreisels ist, welche die An-(F i g. 2) der den Kreisel 103 trägt. Sprechzeit dieses Kreisels herabsetzt. Daraus folgt,

Die Achse 20 des inneren Rahmens stützt sich auf daß, wenn ein Störmoment auftritt, das Ansprechen den beiden Schenkeln der Gabeln 1 ab, von denen die des Kreisels sich nicht in einer Veränderung der eine den Drehmomentmotor 25 und die andere den Präzessionsgeschwindigkeit auswirkt, sondern durch Winkel Verstellungsmesser 26 trägt. Diese beiden Teile 20 eine merkliche Neigung, die sich in der Folge mit der sind in F i g. 5 mit gestrichelten Linien eingezeichnet. Präzessionsbewegung des Kreisels koppelt, der gleich-In F i g. 4 ist die horizontale Achse 10' eingezeich- zeitig um die Rotationsachsen seines inneren und net, welche die beiden Kreisel 3 und 103 mit Hilfe des seines äußeren Rahmens ins Schwingen kommt. Diese kombinierten Teiles 1 bis 100 trägt, das gleichzeitig beiden oszillierenden Bewegungen sind nicht unabder äußere Rahmen des Kreisels 3 und die Stütze für 25 hängig voneinander, sondern miteinander gekoppelt, den äußeren Rahmen 101 des Kreisels 103 ist. Diese Die Gyrometer 50 und 150 erzeugen mit dem AufAchse 10', die auf Grund der Lager 13' und 14' treten von Nutationsbewegungen Signale, deren vertikal gehalten ist, schneidet das Gebäudeteil 1014 Amplituden in Beziehung zu diesen Nutationsbewe-(F i g. 3 u.nd 4). Auf der gleichen Achse 10' ist wie in gungen stehen. Diese Signale, die in geeigneter Weise F i g. 2 der Drehmomentmotor 17 und das Winkel- 30 in Rückkopplungsketten der Kreisel 3 und 103 ein-Vodiergerät 18 angeordnet. gegeben werden, können in großem Maße diese

Der äußere Rahmen des Elevationskreiscls 103 Nutationsbcwegung unterdrücken,
wird durch einen Ivietalltorus 101 gebildet, in welchen Gyrometer sind bekannte Vorrichtungen, die nichts

ein Metallzylinder als Auffangrohr43 (Fig. 5) ein- anderes sind als Kreisel mit einem einzigen Freiheilsgesetzt ist, der dazu verwendet wird, um das vom Ziel 35 grad, also mit einem einzigen Rahmen, der durch eine reflektierte Licht zu sammeln, wenn das Ziel durch den von einer Feder ausgeübte Rückstellkraft und durch vorher vom Laser 1008 (Fig. 3) ausgesandten Licht- ein Dämpfungsmoment belastet ist.
strahl getroffen ist. Die aus den Teilen 101 und 43 Die Winkelverstellung/? des Rahmens des Kreisels

gebildete Einheit ist auf einer Drehachse 110 gelagert, um seine Rotationsachse (Ausgangsachse) ist propordic nichts anderes als die Drehachse des äußeren 40 tional der Winkelgeschwindigkeit Ω. welcher die Rahmens 101 des Kreisels 103 ist. Diese Achse 110 Stütze der beiden Lager des Rahmens um seine Achse stützt sich auf den Trägern 151 und 152 des Rahmens (Eingangsachse) ausgesetzt ist. Das Pendelsystem, das 100 ab (es ist bereits erwähnt worden, daß der Träger einen Gyrometer bildet, besitzt eine große Dämpfung. 151 gabelförmig ist, um den äußeren Rahmen 1 zu Das Gleichgewicht wird rasch erreicht, und man kann bilden). 45 schreiben:

Der durch das am äußeren Ende des Trägers 152

befestigte Lager 114 getragene Teil der Achse 110 ist ο _ Μ">) #» _ HLl

mil einem Spiegel M versehen, dessen Ebene immer χ ~ % '

parallel zur Ebene des äußeren Rahmens 101 des EIe-

vationskreisels 103 (F ig. 4) verläuft. Derjenige Teil 50 // ist der dem Gyrometer eigene Drall (siehe vor der Achse 110, der durch das am oberen Ende des stehende Gleichung) und K die Steifigkeit der Rück Trägers 151 befestigte Lager 113 gehalten ist, ist mit stellfedcr. Das Maß des Winkels/? wird in ein elek dem Drehmomentmotor 117 und dem Winkelkodier- trischcs Signal mit Hilfe eines Winkelmeßgebers (bei gerät 118 (F i g. 4) fest verbunden. spielswcise eines Spannungsteilers) übertragen, desset

Aus der» in F i g. 5 geschnittenen Teil des äußeren 55 Drehachse mit derjenigen des Kreiselrahmens zu Rahmens 101 des Elevationskreiseis 103 ist ersichtlich, sammcfällt.

daß die Rotationsachse 120 des inneren Rahmens 102 F i g. 6d zeigt den Azimutkreisel 3 (schon in F i g. '.

des Kreisels 103 in ihrem oberen Teil mit dem Winkel- dargestellt), dessen innnerer Rahmen 2 mit einen kodiergerät 126 und in ihrem unteren Teil mit dem Gyrometer 50 versehen ist.

Drehmomentmotor 125 versehen ist. 60 F i g. 6b zeigt im einzelnen die Ausrichtung der da

Aus dem in F i g. 4 geschnittenen Teil der Einrich- Gyrometer 50 bildenden Organe in bezug auf dii tung ist ein Kanal 44 ersichtlich, der durch die Achse Richtungen des Azimutkreisels 3.
10'. die Basis des Rahmens 100 und den Träger 152 Wie die F i g. 6a und 6b zeigen, verlaufen di

hindurch verlauf». Dieser Kanal dient zur Führung F.bcncn der beiden Krciselscheihcn 3 und 53 und ihr des Lichtstrahles, der von dem !.ascr 1008 aus- 65 Rotationsachsen 30 und 530 parallel zueinander. Ir jn strahlt und mn «lern Spiepcl 1010 reflektiert wird, Gegensatz da/u sind die Rotationsachsen 20 und 52 ;iiil ilen Spii-jH.·! Af l);i/ii weist der Kanal 44 an der der beiden Rühmen 2 und 52 senkrecht stehend. Dc Sielk leder -Kii.liiiiiij.'oätuk-iiiiij! des einfallenden Trägci 51, der die I agcr der Achse 520 des Rahmens 5

trägt, ist fest mit dem inneren Rahmen 2 des Azimutkreisels 3 verbunden.

Das vom Gyrometer 50 gelieferte Signal wird in die Rückkoppjungskette des Drehmomentmotors 25 des Azimutkreisels 3 durch einen Verstärker 48 und eine Vergleichsstufe 49 eingegeben, die in der Kette zwischen dem Digital-Analog-Umformer 41 und dem Verstärker 42 angeordnet ist.
■ Abschließend wird noch die Auffangeinriclitung für das vom Ziel reflektierte Licht beschrieben.

Wie bereits erwähnt, ist das Auffangrohr 43 auf dem äußeren Rahmen 101 (F i g. 5) befestigt, der auf seiner Drehachse 110 den Spiegel M trägt. Das Rohr 43 dreht sich also mit dem Spiegel M. Es ist damit automatisch auf das Ziel ausgerichtet, wenn dieser durch den Lichtstrahl getroffen wird, der durch den Spiegel M auf das Ziel ausgesandt wird. Das hintere Ende des Rohres 43, das von dem Rahmen 101 umfaßt wird,

10

ist mittels eines Hohlspiegels 54 verschlossen, der das empfangene Licht auf einen Spiegel 55 reflektiert, der um 45° geneigt ist und auf der Achse des Rohres 43 in dem Zentrum seiner öffnung sitzt.
Der Spiegel 55 leitet dieses Licht auf einen zweiten um 45° geneigten und in einem Rohr 57 sitzenden Spiegel, der auf dem Rohr 43 entlang einer Mantellinie dieses Rohres befestigt ist. Das Rohr 57 enthält einen Teil 58 der optischen und elektronischen Einrichtung, die eine Verarbeitung der durch das vom Ziel reflektierte I icht gelieferten Information erlaubt.

In den F i g. 4 und 5 ist aus Gründen der besseren

Übersichtlichkeit eine Einrichtung dargestellt worden, die mit Kreiseln versehen ist, deren Lager als Kugellager ausgebildet sind. Man kann natürlich diese Kreisel durch Kreisel ersetzen, die Druckluftlagerungen aufweisen, wodurch die Empfindlichkeit der Einrichtung wesentlich erhöht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verfolgung eines Zieles durch einen Lichtstrahl, die um eine vertikale Achse für S eine Azimut-Bewegung und um eine horizontale Achse für eine Elevationsdrehung mit Hilfe von Kreiselmotoren verstellbar ist, wobei ein Kreiselmotor einen Kreiselkörper, einen inneren Nutations-Rahmen mit einer Nutationsachse, einen xo äußeren Präzessionsrahmen mit einer Präzessionsachse und einen mit der Nutationsachse verbundenen Drehmomentmotor aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Azimut-Kreiselmotor (3) mit einer vertikalen Präzessionsachse (10') und einen Elevaticns-Kreiselmotor (103) mit einer horizontalen Präzessionsachse (110) aufweist und daß der Elevations-Kreiselmotor (103) mit seiner Präzessionsachse (110) am Präzessionsrahmen (1) des Azimut-Kreiselmotors aufgehängt ist, und gekennzeichnet durch eine feste Lichtquelle (1008), die einen Lichtstrahl durch ein Rohr leitet, dessen Achse mit der vertikalen Präzessionsachse (10') zusammenfällt, durch einen mit dem Präzessionsrahmen(l)desAzimut-Kreiselmotors(3) fest verbundenen Spiegel (47) zum Zurückwerfen des Lichtstrahles parallel zur horizontalen Präzessionsachse (110), und durch einen mit der horizontalen Prä/essionsachse (110) fest verbundenen Spiegel (M), der zu dieser Achse einen Winkel von 45° einnimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kreiselmotor zusätzlich mit einer mit der Nutationsachse fest verbundenen Winkelstellungsmeßvorrichtung (26; 126) zur Erzeugung eines Nutationssignales und mit einem mitder Präzessionsachse gekoppelten Drehmomentmotor (17, 117) versehen ist, auf den das Nutationssignal gegeben wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kreiselmotor zusätzlich mit einer Winkellagemeßvorrichtung (18,118) versehen ist, die fest mit der Präzessions-achse verbunden ist und ein echtes Präzessionssignal erzeugt, und daß eine Subtraktionsstufe (40 oder 140) vorgesehen ist, in welcher das (Azimut oder Elevations-)Steuersignal von dem echten Präzessionssignal abgezogen wird, wobei das erhaltene Differenzsignal auf einen Drehmoment-Motor (25, 125) gegeben wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehmomentmotor mit einem Gyrometer (50) mit einer Kreiselscheibe (53) versehen ist, deren Rotationsachse (530) parallel zur Achse des Kreisels des Kreiselmotors verläuft, und daß das Gyrometer (50) bei einer Abweichung ein Korrektursignal erzeugt, das von dem auf den Drehmomentmotor gegebenen Differenzsignal abzuziehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle ein Laser (1008) dienl.