Устройство для юстировки оптических элементов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее неподвижное основание с приливом со сферической направляющей, переходник с выступом с ответной направляющей и посадочным местом под юстируемый оптический элемент., подпружиненные опоры, каждая из которых установлена между приливом основания и переходником и включает юстировочный винт, головку со сферической поверхностью и размещенную между ними пружину , и элементы контровки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при уменьшении трудоемкости юстировки, в него введены четьфе регулировочных винта,каждый из которых шарнирно соединен с плоской опорой,опорная поверхность переходника выполнена на его выступе в виде скосов, расположенных в плоскостях , пересечение которых образует правильную четырехгранную пирамиду, при этом каждая плоская опора контактирует с соответствующим скосом выступа переходника, а каждая пара диаметрально,расположенных плоских опор образует вместе с направляющей основания круговую направляющую, тыльная поверхность выступа переходника выполнена эквидистантной его направляющей поверхности, а геометрические оси подпружиненных опор нормальны к направляющей переходника, причем сферическая поверхность головки каждой из подпружиненных опор выполнена ответной тыльной поверхнос-. ти выступа переходника и контактирует с ней.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1 2457

3{Я) С 02 В 7 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ д

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3534914/18-10 (22) 03.01.83 (46) 15.05.84. Бюл. 11 - 18 (72) А.К.Болдин, И.А.Сеславинский, И.Ф.Синельникова и Б.А.Суворов (53) 535.813(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

К- 901968, кл. G 02 В 7/18, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР

11 771598, кл.С 02 В 7/00, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ

ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее неподвижное основание с приливом со сферической направляющей, переходник с выступом с ответной направляющей и посадочным местом под юстируемый оптический элемент, подпружиненные опоры, каждая из которых установлена между приливом основания и переходником и включает кстировочный винт, головку со сферической поверхностью и размещенную между ними пружину, и элементы контровки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при уменьшении трудоемкости юстировки, в него введены четыре регулировочных винта,каждый из которых шарнирно соединен с плоской опорой, опорная поверхность переходника выполнена на его выступе в виде скосов, расположенных в плоскостях, пересечение которых образует правильную четырехгранную пирамиду, при этом каждая плоская опора контактирует с соответствующим скосом выступа переходника, а каждая пара диаметрально расположенных плоских опор образует вместе с направляющей основания круговую направляющую, тыльная поверхность выступа переходника выполнена эквидистантной его направляющей поверхности, а геометри ческие оси подпружиненных опор нормальны к направляющей переходника, причем сферическая поверхность голов ки каждой из подпружиненных опор выполнена ответной тыльнои поверхнос-. ти выступа переходника и контактирует с ней.

1092457

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано, в частности при креплении крупногабаритных тяжелых юстируемых зеркал в зеркальных и зеркально- 5 линзовых объ ективах оптико-мехакических телевизионных камер.

Известно устройство для юстировки оптических элементов, содержащее подвижное основание, по центру которо-. 10

ro на оси расположена сферическая опора, которая контактирует с коническим отверстием неподвижного корпуса и к которой жестко закреплена шаровая головка, контактирующая с регули- 15 ровочными винтами, установленными попарно в корпусе в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а подвижное основание подпружинено относительно корпуса, причем пружины соеди- 20 иены с корпусом через механизм вырав. нивания усилий пружин

Недостатками такого устройства являются перетяжка оптического элемента из-за наличия изгибной деформации жестко связанного с этим элемен-. том основания, возникающей от действия натяжения соединенной с ним пружины, и непроизвольный проворот преимущественно несбалансированного 30 основания с закрепленным на нем оптическим элементом, возникающий в процессе юстировки при произвольном положении устройства в пространстве, что снижает точность и повышает трудоемкость юстировки, а также пониженная стабильность положения отъюстированного элемента при воздействии механических перегрузок из-за снятия регулировочных винтов и шаровой голо- 40 вки от высоких контактных напряжений возникающих в точках контакта, и увеличенный осевой габарит устройства из-за наличия жестко связанной и соосно установленной со сферической опорой шаровой головкой.

Известно также регулировочное приспособление, содержащее неподвижное основание с приливом со сферической направляющей, переходник с выступом с ответной направляющей и посадочным местом под юстируемый оптический элемент, подпружиненные опоры, каждая из которых установлена между приливом основания и переходником и включает юстировочный винт, головку . со сферической поверхностью и размещенную между ними пружину, и элементы контровки (2 ).

Однако из-за того, что в процессе юстировки переходник опирается на четыре подпружиненные точечные опоры

1 которые в произвольном положении переходника давят на него с различ-. ной силой (каждая пружина сжата неодинаково по отношению к другим), происходит неуправляемая самоустановка переходника и тем самым нарушается основное правило юстировки независимость перемещений тела в каждом из направлений,что снижает точность и повышает трудоемкость юс- тировки, чему в значительной степени способствует и несбалансированность системы переходник — оптический элемент.

Цель изобретения — повышение точности при уменьшении трудоемкости юстировки.

Цель достигается тем, что в устройство для юстировки оптических элементов, содержащее неподвижное основание с приливом со сферической направляющей, переходник с выступом с ответной направляющей и посадочным местом под юстируемый оптический элемент,, подпружиненные опоры, каждая из которых установлена между приливом основания и переходником и включает юстировочный винт, головку со сферической поверхностью и размещенную между ними пружину, и элементы контровки, введены четыре регулировочных винта, каждый из которых шарнирно соединен с плоской опорой, опорная поверхность переходника выполнена, на его выступе в виде скосов расположенных в плоскостях, пересечение которых образует правильную четырехгранную пирамиду, при этом каждая плоская опора контактирует с соответствующим скосом выступа переходника, а каждая пара диаметрально расположенных плоских опор образует вместе с направляющей основания круговую «аправляющую, тыльная поверхность выступа переходника выполнена эквидистантной его направляющей поверхности, а геометрические оси подпружиненных опор нормальны к направляющей переходника, причем сферическая поверхность головки каждой из подпружиненных опор выполнена ответной тыльной поверхности выступа переходника и контактирует с ней.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство для юстировки оптических элементов(сечение А — А на фиг.23; «а

3 !09 4 фиг.2 — разрез Б-Б на фиг.), на котором детали позиций 9, 20, 22, 24, 26, 36 и 37 условно сняты.

Устройство состоит иэ неподвижного основания 1 с вогнутой сферической направляющей поверхностью 2, переходника 3 с выпуклой сферической поверхностью 4, ответной направляющей поверхности 2, и посадочным местом 5 под юстируемый оптиче- 1р ский элемент 6, например сферическое зеркало, снабженное упругими в радиальном направлении опорами 7, соединенными с посадочным местом !

5 переходника 3 винтами 8. 15

Основание 1 выполнено с приливом

9, снабженным фланцем )0, а переходник 3 — с выступом 11, снабженным че. тырьмя скосами 12, причем конструктивно прилив с основанием и выступ с 20 переходником могут быть выполнены как сборными, так и за одно целое.

Тыльная поверхность 13 вытсупа ll и наружная поверхность 14 основания

1 выполнены эквидистантными поверхности сферического шарнира, образованного вогнутой сферической направляющей 2 основания 1 и выпуклой направляющей поверхностью 4 переходника 3. В приливе 9 выполнены резь- З0 бовые отверстия 15, в которые ввернуты регулировочные винты 16.

Каждый регулировочный винт 16 снабжен плоской опорой 17, которая соединена с этим винтом с помощью шарнира 18, обеспечивающего возмож-. ность качания опоры 17 вокруг оси, перпендикулярной оси устройства.

Во фланце 10 прилива 9 выполнены равномерно расположенные резьбовые 40 отверстия 19, в которые ввернуты юстировочные винты 20, между которыми и сферической поверхностью 2! головки 22, ответной тыльной поверхности 13, установлены пружины 23. 4s

Каждая головка 22 соединена, например, жестко с осью 24, которая пропущена через пружину 23 в гладкое отверстие 25 юстировочного винта 20 и предохранена от выпадения из этого б винта заглушкой 26. Элементы 20, 22, 23, 24 и 26 образуют подпружиненную опору, причем геометрическая ось гладкого отверстия 25 и оси 24, а следовательно, и пружины 23 проходит по нормали к направляющим поверхностям 2 и 4 сферического шарнира (по его радиусу l с допуском в пределах

57 4 угла трения. Б выступе ! выполнены резьбовые отверстия 27, а в приливегладкие отверстия 28, коакснальные отверстиям 27. В отверстиях 27 жестко закреплены шпильки 29, пропущен- ные с зазором 30 в отверстия 28. На свободном конце 31 шпилек 29 раэмещены сферические шайбы 32, перекрывающие гладкие отверстия 28 с наружной стороны 14 основания 1. Шайбы 32 поджаты гайкой 33 и контргайкой 34. Элементы 29, 32, 33 и 34 образуют механизм контровки переходника 3 относительно основания 1, причем оси коаксиальных отверстий 27 и 28, а следовательно, и шпилек 29 проходят по нормалям к направляющим поверхностям

2 и 4 сферического шарнира (по его радиусам) с допуском в пределах угла трения.

Регулировочные винты 16 размещены на приливе 9 основания l через 90 и контактируют своими опорами 17 с плоскими скосами 12 выступа 11 переходника 3, которые при пересечении плоскостей, совмещенных с плоскостями этих скосов, образуют опорную по-.. верхность в виде правильной, например, усеченной пирамиды с вершиной, совпадающей с центром С сферического шарнира, при этом каждая пара диаметрально расположенных опор 17 в случае, когда две другие опоры не нахо;. дятся в контакте с соответствующими скосами выступа ll образует вместе со сферическим шарниром замкнутую круговую направляющую типа ласточ-. кин хвост, которая предохраняет переходник от самопроизвольного выпада. ния из незамкнутого сферического шар. нира. На свободном конце 35 каждого регулировочного винта 16 размещены устройства выборки люфтов и фиксатор, например гайка 36 и контргайка 37.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении сферические головки 22 подпружиненных опор находятся в состоянии контакта с тыльной поверхностью 13 выступа ll переходника 3, обеспечивая силовое замыкание (прижатие !переходника 3 к основанию l причем суммарная сила прижатия этих опор в общем случае выбрана из условия, что момент трения в сферическом шарнире уравновс— шивает момент От силы веса переходника с закрепленным на нем оптическиM

1О92457 элементом или больше этого момента, при этом усилия прижатия переходника

3 к основанию 1 подпружиненными опорами устанавливаются и выравниваются друг относительно друга с помощью юстировочных винтов 20.

Элементы юстировки обеспечивают натяг между направляющими поверхнос: тями 2 и 4 основания 1 переходника

3 с целью создания на них (под напра. вляющими 2 и 4) базовых опорных центров, изменяемых в процессе юстировки.

Встировка оптического элемента 6, закрепленного в переходнике 3, осуществляется по двум ортогональным осям, например при последовательном ввинчивании-вывинчивании каждого из одной пары диаметрально расположенных регулировочных винтов 16 при неподвижных и установленных по отношению к соответствующим скосам переходника с минимальным зазором посадка скольжения 1 другой пары регулировочных винтов, при этом плоские опоры 17 второй пары регулировочных винтов 16 вместе со сферической направляющей 2 основания 1 образуют замкнутую круговую направляющую типа "ласточкин хвост". Аналогичным образом осуществляется подвижка вокруг другой оси, перпендику. лярной первой. По достижению требуемого положения оптического элемента в пространстве подвижка регулировочными винтами 16 прекращается.

При .этом затягиваются регулировочные винты !6 и гайки 36 и 33, обеспечивая предельный натяг между направляющими поверхностями 2 и 4 основания 1 и

40 переходника 3, и контрятся соответственно контргайками 37 и 34.

Размещение шпилек 29 и подпружинен» ных опор по радиусу сферического шарнира обеспечивает отсутствие перемещения переходника 3 при контровке, так как нагрузка прикладывается в пределах угла трения этого шарнира.

Использование предложенного устройства позволяет повысить точность и уменьшить трудоемкость юстировки, так как в нем сведены до минимума при юстировке качания (разворот ) и неуправляемая самоустановка переходника за счет выполнения опорной поверхности в виде правильной четырехгранной пирамиды, исключающей возможность кругового поворота переходника при контакте с ним регулировочных вин— тов,обеспечения автономности и независимости друг от друга в процессе юстировки функций упругого замыкания переходника с основанием с помощью подпружиненных опор и функции юстировки с помощью регулировочных винтов и жесткого плоскостного контакта опор регулировочных винтов с гранями (скосами) пирамиды, обеспечивающего в процессе юстировки меньшее влияние зазора между неподвижной парой диаметрально расположенных опор и соответствующими скосами переходника по сравнению с точным контактом в известном стройстве, а также минимальную величину взаимной упругой деформации регулировочных винтов и скосов переходника, которой опредеl ляется зона неуправляемости нечувствительности) переходника к силовому воздействию регулировочных винтов,, 1092457

1092457

Составитель В. Карягин

Редактор М. Келемеш Техред Т.Фанта Корректор В. Бутяга

Заказ 3251/30 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4