Юстировочный прибор

Юстировочный прибор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Сою» Советских

Социалистических

Республик (ia>792200 (61) Дополнительное к аат. саид-ау— (22) Заявлеио0204.79 (21) 2744873/18-10 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано30 1 280. Бюллетень ИЯ 48

Дата опубликования описания 31.1280 (51)М. Кл.

G 02 В 7/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.44 (088.8) (72) Автор изобретения

С. С. Семенов (71) Заявитель (54) ЮСТИРОВОЧНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к области приборостроения для использования в тех приборах или системах, где требуются плавные угловые перемещения относительно двух взаимно перпендикулярных осей.

Известно устройство, обеспечивающее плавное изменение положения зеркала в двух взаимно перпендикулярных направлениях, состоящее из основания, оправы, упругого элемента, заключенного между основанием и оправой, двух нитей и соответствующих механизмов, обеспечивающих плавное изменение натяжения нитей (1) . 15

Недостатком этого устройства является неустойчивость к вибрациям.

Наиболее близко к изобретению устройство, содержащее корпус и регулиро-. вочный механизм 121 . 20

Корпус устройства разделенный на три секции, винты и контрвинты, секции соединены между собой взаимно перпендикулярными пере ычками (2) .

Это устройство обладает устойчивос-2 тью к вибрации, однако оно не обеспе;чивает высокой точности приведения зеркала в заданное положение, так как контрвинты при их затяжке сбивают положение зеркала, н которое оно было 30 приведено с помощью регулировочных винтов. Кроме того, это устройство не может быть использовано в качестве жесткого двухкоординатного стенда для юстирования объектов большого веса, Цель изобретения — повышение точности юстировки.

Указанная цель достигается тем, что регулировочный механизм снабжен полой осью, последовательно расположенными на ней пру>хиной, замыкающей пластиной, первой парой клиновых пластин, разделительной пластиной, второй парой клиновых пластин и приводами одновременного поворота каждой иэ клиновых пластин пары во взаимно противоположных направлениях, при этом клиновые пластины каждой пары выполнены с одинаковыми двугранными углами и установлены так, что в исходном положении двугранные углы пластин одной пары направлены навстречу друг другу, а главные сечения каждой из пар развернуты относительно друг друга на угол 90 о

На фиг.1 и 2 представлены пары клиновых пластин П„ и П в двух положениях одна относительно другой (на фиг.1 клиновые пластины находятся я

792200 исходном (нулевом) положении, что соответствует < =О, где Ч вЂ” угол поворота клиновых пластин; на фиг.2 нижняя клиновая пластина развернута против часовой стрелки на угол Ч

-90о, а верхняя клиновая пластина по часовой стрелке на угол М =+90 )

Клиновая пластина П„ установлена на базовую, например, горизонтальную плоскость Х, У, Z — - система осей, не подвижная относительно базы: оси X и У горизонтальны, ось 1 — вертикальна; Угол cLoêëèíoâoé пластины П„ — ли нейный угол, которым измеряется дву.гранный угол между верхней и нижней плоскостью клиновой пластины. В исходном положении клиновой пластины 15 угол <<. находится в плоскости XZ.

При повороте клиновой пластины на угол << относительно оси Z линейный угол в плоскости XZ (угол BCD) изменяется по закону cL„ = ><.осоз <, а в плос-2О кости YZ — по закону с „ =

+.

Если на верхнюю плоскость клиновой пластины П установить клиновую пластину П так, что двугранные углы обеих клиновых пластин будут направлены навстречу друг другу, что соответствует W =0 (фиг.1), то очевидно, что линии АВ и EF клиновой пластины, Н будут горизонтальны. Если обе клиновые пластины поворачивать одновременно на углы < в противоположные стороны (пластину П. поворачивать относительно оси, перпендикулярной ее нижней рабочей плоскости), то прямая АВ будет оставаться горизочтальной (фиг.2) так как 35

d„+a>=LSCD+l А&С=< соз<Р Д, 00с;(<80 <Р)

=*0 o» <-* созЧ=о.

Угол ме>хду прямой EF и горизонтальной плоскостью будет изменяться по закону

c(.„ Ôä- =С-GFH+Ñ EFG=dоз1ИЮд. ВААП(<ваО Ч)

О

= 2.d-о з1п P.

Приведенные выражения справедливы только при малых углах с(.о .

Таким образом, при вращении клиновых пластин одной пары в противоположные стороны на одинаковые углы щ происходит изменение углового положения площадки замыкающей пластины относительно одной оси; при вращении пластин другой пары происходит изменение углового положения площадки замыкающей пластины относительно другой оси, перпендикулярной к первой.

В результате замыкающая площадка совершает перемещение относительно двух взаимно перпендикулярных осей.

Плавность угловых перемещений опре- 60 деляется углом клина пластин, кото-. рый может быть выполнен достаточно малым, например не более 1-3 дуг.мин.

На фиг.3 представлен юстировочный прибор, предназначенный для юстиров- 45 ки двухкоординатного фотооптического устройства, продольный разрез: на фиг.4 — юстировочный прибор, вид сверху с частичным разрезом.

Корпус 1 (фиг. 3,4) имеет два взаимно перпендикулярные базовые плоскости 2 и 3, предназначенные для установки и крепления прибора на основании или фундаменте (на чертеже не показан), полую ocb 4, фланец 5 и две базы 6 и 7. На полой оси 4 установлены клиновые пластины 8,9,10 и 11, имеющие отверстия 12. Диаметр отверстий 12 пластин 9,10,11 превышает наружный диаметр полой оси 4. Ках<дая клиновая пластина 8,9,10 и 11 имеет три радиальных выступа 13, расположенных друг относительно друга под углом 120О, один из которых может быть подпружинен. Выступы 13 касаются наружной поверхности оси 4.

Клиновые пластины 8 и 9 образуют одну пару, а клиновые пластины 10 и

11 — другую пару. Клиновые пластины

8,9 в исходном (нулевом) пол ожении юстировочного прибора расположены дург относительно друга так, что их главные сечения совпадают и находятся в вертикальной плоскости, а двугранные углы, образуемые их рабочими плоскостями, обращены навстречу друг другу.

Главные сечения пластин 10 и 11 находятся в горизонтальной плоскости.

Между двумя парами клиновых пластин на полой оси 4 установлена без свободы вращения относильно нее разделительная пластина 14, имеющая как и клиновые пластины, плоские рабочие поверхности, отверстия 12 и выступы

13, касающиеся полой оси 4. Кроме того, разделительная пластина 14 имеет штифт 15, который входит в паэ 16 полой оси 4, причем диаметр штифта

15 равен поперечному размеру паза 16

Снаружи клиновой пластины 11 на полой оси 4 установлена замыкающая пластина 17, имеющая одну рабочую плоскость и отверстие 12, а также три выступа 13 и штифт 15, который входит в паэ 16 полой оси 4. Кроме того, замыкающая пластина имеет опраВУ 18 с зеркалом 19. Весь пакет пластин (8,9,10,11,14 и 17) сжат в осевом направлении пружиной 20, удер-. живаемой на полой оси 4 с помощью гайки 21. Усилие пружины подобрано таким, чтобы клиновые пластины 8,9, 10 и 11, разделительная пластина 14 и замыкающая пластина 17 находились в механическом контакте между собой, касаясь друг друга рабочими плоскостями, и могли поворачиваться вокруг полой оси 4.

На базах 6 и 7 закреплены приводы

22 и 23 одновременного поворота каждой из клиновых пластин пары в противоположных направлениях. Привод

22 содержит два зубчатых колеса 24

792200 и 25, закрепленных на клиновых пластинах 8 и 9, шестерни,26 и 27,. состоящие соответственно в зацеплении с зубчатыми колесами 24 и 25. Llecтерни 26 и 27 установлены на валиках 28 и 29 со свободой вращения относительно кронштейна 30 и состоят в зацеплении между собой. Кронштейны 30 винтами 31 закреплены на базе

6 корпуса 1. На валике 29 закреплена ручка 32, предназначенная для приведения в движение шестерни 27 от руки оператора. Привод 23 устроен аналогично приводу 22.

Каждое зубчатое колесо 24,25,24 и 25 имеет риску 33. На каждой ручке 32 и на соответствующих-.кронштей- 15 нах 30 и 30 нанесены риски 33 . Одновременное совпадение рисок 33 зубчатых колес 24,25 и 24, 25 между собой, а также рисок 33 на ручках 32 и кронштейнах 30 и 30 соответствует исходному (нулевому) положению пар клиновых пластин 8,9 и 10,11.

На одном основании (фундаменте) с юстировочным прибором установлены эталонное оптическое устройство— автоколлиматор 34 — и двухкоординатное фотооптическое устройство 35 (юстируемый объект). Объектив автоколлиматора 35 направлен на плоскость

36 зеркала 19. (Остируемый объект направлен своим объективом на плоскость 37 зеркала 19.

Юстировочный прибор работает следующим образом. 35

Согласовывают оптическую ось автоколлиматора 34 с нормалью к плоскости

36 зеркала 19. Предварительное согласование производят угловыми перемещениями автоколлиматора 34. Окончательное .(TQHKoe) согласование производят с помощью юстировочного прибора, для чего при наличии рассогласования относительно горизонтальной оси вращают ручку 32 привода 22. При этом шестерня 27 приводит во вращение зубчатое колесо 25 и через шестерню

26 — зубчатое колесо 24, вместе с ними клиновые пластины 9 и 8 в противоположных направлениях. Кпиновые пластины 8 и 9 перемещаются с трением их рабочих плоскостей между собой, а также между фланцем 5 и разделительной пластиной 14. Трение обусловлено усилием, создаваемым пружиной 20. При этом разделительная пластина 14, удерживаемая от вращения относительно полой оси 4 с помощью штифта 15, клиновые пластины 10 и 11 и замыкающая пластина 17, прижатые к клиновой пластине 9, повторяют угловые перемещения относительно 40 горизонтальной оси, совершаемые плоскостью клиновой пластины 9„ прилегающей к разделительной пластине 14.

Штифты 15 разделительной пластины

14 и замыкающей пластины 17 соверша- 65 ют при этом поступательные перемещения в пазах 16.

В момент устранения рассогласования между оптической осью автоколлиматора 34 и плоскостью 36 зеркала

19 относительно горизонтальной оси вращение ручки 32 прекращают.

Аналогично согласовывают оптическую ось автоколлиматора 34 с положением плоскости 37 зеркала 19 относительно вертикальной оси, пользуясь ручкой 32 привода 23. При вращении ручки 32 привода 23 клиновые пластины 10 и 11 поворачиваются на равные углы в противоположные стороны. Клиновые пластины 10 и 11 при этом перемещаются с трением между неподвижной разделительной пластиной 14 и замыкающей пластиной 17, удерживаемой от вращения относительно полой оси 4 с помощью штифта 15 и паза 16.

Замыкающая пластина 17, прижатая к клиновой пластине 11 повторяет угло вые перемещения относительно вертикальной оси, совершаемые плоскостью клиновой пластины 11, прилегающей к замыкающей пластине 17. Штифт 15 замыкающей пластины 17 совершает при этом в пазу поступательные перемещения. Вращение ручки 32 привода 23 прекращают в тот момент, когда будет достигнуто согласование оптической оси автоколлиматора 34 с нормалью к плоскости 37 зеркала 19.

Таким образом, зеркало 19 совершает плавные угловые перемещения относительно двух взаимно перпендикулярных осей — вертикальной и горизонтальной. Если двугранные углы клиновых пластин, составляющих одну пару, выполнены равными, то эти угловые перемещения будут независимыми.

Далее согласовывают юстируемый объект 35 в соответствии с положением нормали к плоскости 37 зеркала

19 средствами юстируемого объекта 35.

Задавая с помощью автоколлиматора 34 определенные фиксированные значения углов относительно горизонтальной оси, каждый раз отслеживают значения этих углов вращением ручки 32 привода 22. B каждом положении зеркала 19, соответствующем угловому положению оптической оси автоколлиматора 34, отсчитанном от начального согласованного положения, согласовывают положение юстируемого объекта с положением нормали к плоскости 37 зеркала 19 и определяют погрешность юстируемого объекта 35,принимая за эталон положение зеркала 19 юстировочного прибора. Аналогично определяют погрешности юстируемого объекта 35 при юстировке его относительно вертикальной оси.

Юстировочный прибор может быть также использован для горизонтирования объектов, или для юстировки уст792200 ройств чувствительныхх к изменению положения относительно горизонта.

В этих случах юстировочный прибор устанавливают базовой плоскостью 3 на горизонтальное основание (фундамент), объект располагают на замыкающую пластину 17, для чего на ней предусматривают опоры. При этом вес объекта и средств для установки и крепления объекта на замыкающей пластине 17 будет дополнительно сжимать пластины 8,9,10,11,14,17 аналогично пружине 20. Благодаря действию фрикционных сил между фланцем 5 и пластиной 8, а также между пластинами

8,9,10,11,14 и 17 исключается самопроизвольное изменение угловых поло- 15 жений замыкающей пластины 17, а следовательно и объекта относительно горизонта.

Формула изобретения

Юстировочный прибор, содержащий корпус и регулировочный механизм, о т л и ч,а ю шийся .тем, что, с целью повышения точности, регулировочный механизм снабжен полой осью, последовательно расположенными на ней пружиной, замыкающей пластиной, первой парой клиновых пластин, разделительной пластиной, второй парой клиновых пластин и приводами одновременного поворота каждой из клиновых пластин пары во взаимно противоположных направлениях, при этом клиновые пластины каждой пары выполнены с одинаковыми двугранными углами и установлены так, что в исходном положении двугранные углы пластин одной пары направлены навстречу друг другу, а главные сечения каждой из пар развернуты одно относительно другого на угол 90

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 1243485, кл. 47i — 2, опублик. 29.06.67.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 509852, кл. G 02 В 7/00, 04.12.74 (прототип).

4 г

25 2

Фиг. 5

z гз

ВИИИПИ Заказ 10133/46 Тираж 569 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,