Устройство для юстировки оптических элементов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее корпус с регулировочными элементами и подвижное основание с желобками полукруглого сечения, посредством трех шаров, размещенных в желобках, и регулировочных элементов механически связанное с корпусом , отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повыщения точности и чувствительности регулировки, оно снабжено втулками, каждая из которых выполнена с зубчатым червячным колесом и эксцентричным отверстием, снабжена упорным винтом, размещенным в эксцентричном отверстии, и установлена в корпусе, регулировочные элементы выполнены в виде червяков и кинематически соединены с зубчатыми червячными колесами, желобки выполнены цилиндрической формы на подвижном основании с осями симметрии, лежащими в одной плоскости , при этом щары, один из которых подпружинен , установлены в эксцентричных отверстиях втулок и взаимодействуют с упорными винтами.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1167564 А

4ц11 G 02 В 7/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

Фиг./

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3701404/24-10 (22) 17.02.84 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) Е. И. Новиков и В. К. Стручков (53) 681.4 (088.8) (56) 1. Ефремов А. А. и др. «Сборка оптических приборов». М., «Высшая школа», 1978, с. 151, рис. 124.

2. Авторское свидетельство СССР № 855590, кл. G 02 В 7/18, 1981 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее корпус с регулировочными элементами и подвижное основание с желобками полукруглого сечения, посредством трех шаров, размещенных в желобках, и регулировочных

А элементов механически связанное с корпусом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и чувствительности регулировки, оно снабжено втулками, каждая из которых выполнена с зубчатым червячным колесом и эксцентричным отверстием, снабжена упорным винтом, размещенным в эксцентричном отверстии, и установлена в корпусе, регулировочные элементы выполнены в виде червяков и кинематически соединены с зубчатыми червячными колесами, желобки выполнены цилиндрической формы на подвижном основании с осями симметрии, лежащими в одной плоскости, при этом шары, один из которых подпружинен, установлены в эксцентричных отверстиях втулок и взаимодействуют с упорЩ ными винтами.

1167564

2. Устромство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности крепления шаров в эксцентричных отверстиях втулок, упорными винтами и шарами, дополнительно введены разрезные упругие кольца с конической внутренней поверхностью.

Изобретение относится к оптико-механическому приборостроению и может быть использовано для прецизионной юстировки зеркал автоколлиматоров в труднодоступных местах.

Известно устройство для юстировки зеркала объектива коллиматора, содержащее подвижное основание, образующее кинематическую связь с корпусом-стойкой посредством втулки с шаровым шарниром и трех юстировочных винтов со сферическими шайбами (1).

Недостатками указанного устройства являются сложность конструкции, недостаточно высокая точность и чувствительность регулировки, особенно при воздействии внешних факторов (температуры, тряски, вибрации и ударов), влияющих на разъюстировку, и неудобство эксплуатации в труднодоступных местах. обусловленные большим числом кинематических связей, консольным креплением подвижного основания-оправы с оптическим элементом, задним расположе- 20 нием регулировочных элементов и их взаимовлиянием при юстировке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является юстировочное устройство, содержащее подвижное основание, образующее кинематическую связь с корпусом посредством трех шаров, контактирующих с желобками полукруглого сечения, и регулировочные элементы, установленные в корпусе и кинематически связанные с шарами (2).

Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, недостаточно высокие точность и чувствительность регулировки, Особенно при воздействии внешних факторств (температуры, тряски, вибрации и ударов) влияющих на разъюстировку, и неудобство эксплуатации в труднодоступных местах, обусловленные недостаточной жесткостью конструкции из-за пружинного сило вого замыкания составных элементов, невозможностью обеспечения углового совпадения желобков полукруглого сечения, рас- 40 положенных на подвижном основании (на. сфере) и корпусе, консольным креплением подвижного основания с оптическим элементом, а также задним расположением регулировочных элементов, имеющих ограниченный угол поворота.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвижное основание снабжено прокла-. дочными кольцами из эластичного материала, установленными на оптическом элементе на его торцовых сторонах по периметру.

Цель изобретения — упрощение конструкции, повышение точности и чувствитель ности регулировки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для юстировки оптических элементов, содержащее корпус с регулировочными элементами и подвижное основание с желобками полукруглого сечения, посредством трех шаров, размещенных в желобках, и регулировочных элементов механически связанное с корпусом, снабжено втулками, каждая из которых выполнена с зубчатым червячным колесом и эксцентричным отверстием, снабжена упорным винтом, размещенным в эксцентричном отверстии, и установлена в корпусе, регулировочные элементы выполнены в виде червяков и кинематически соединены с зубчатыми червячными колесами, желобки выполнены цилиндрической формы на подвижном основании с осями симметрии, лежащими в одной плоскости, при этом Шары, один из которых подпружинен, установлены в эксцентричных отверстиях втулок и взаимодействуют с упорными винтами.

Целесообразно с целью повышения надежности крепления шаров в эксцентричных отверстиях втулок, между упорными винтами и шарами дополнительно введены разрезные упругие кольца с конической внутренней поверхностью. Целесообразно подвижное основание снабдить прокладочными кольцами из эластичного материала, установленными íà оптическом элементе на его торцовых сторонах по периметру.

На фиг. 1 показано устройство, вид спереди; на фиг. .2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 1.

Устройство для юстировки оптических элементов содержит подвижное основание 1 с оптическим элементом 2, установленное в корпусе 3 на трех шарах 4, контактирующих с желобками 5, выполненными в подвижном основании 1, причем желобки 5 имеют полукруглое сечение с радиусом, равным радиусу шара 4, цилиндрическую форму и расположены радиально в одной плоскости.Шары 4 размещены в эксцентричных отверстиях втулок 6, снабженных зубчатыми чер1167564

Например по риске, нанесенной на видимый торец эксцентриковой втулки 6 в процессе изготовления, движение происходит при одновременном повороте в одну сторону всех трех регулировочных элементов 13.

После выставленного положения оптического элемента 2 необходимо повернуть упорный винт 9 до замыкания с подпружиненным шаром 4, тем самым обеспечив жест50

55 вячными колесами 7 и установленных в корпусе 3 при помощи подпятников 8. В эксценгриковых втулках 6 в осевом направлении шары 4 удерживаются упорными винтами 9 посредством разрезных упругих колец 10 с конической внутренней поверхностью через распорные втулки 11, причем один из шаров 4 через пружину 12. Регулировочные элементы 13 выполнены в виде червяков 14, входящих в зубчатое зацепление с червячными колесами 7 втулок 6, и установлены в корпусе 3 при помощи штифта 15, шайбы 16 с пазом 17, пружинной шайбы 18 и гайки 19.

Оптический элемент 2 закреплен в подвижном основании при помощи прокладочных колец 20 из эластичного материала, например, фторопласта, установленных с обеих сторон по периметру, и при помощи прижимного кольца 21.

Работа устройства основана на положении стереометрии о том, что три точки пространства, не лежащие на одной прямой, определяют пространственное положение плоскости, а также на преобразовании вращательного движения эксцентриковых втулок 6 с эксцентриситетом и шарами 4 в угловое или поступательное перемещение подвижного основания 1 относительно корпуса 3.

Перед началом регулирования подпружиненный шар 4 освобождают от упорного винта 9 путем его вывинчивания с поворотом, например на 180, при этом на шарик 4 30 через разрезное упругое цилиндроконическое кольцо 10 воздействует усилие пружины 12, и подвижное основание 1 получает пружинное силовое замыкание через шарики 4 с корпусом 3.

Юстировку по двум взаимно перпендику- З5 лярным направлениям производят путем попеременного вращения регулировочных элементов 13, добиваясь заданного направления оси оптического элемента 2, например зеркала автоколлиматора, при этом поворот 4О подвижного основания 1 происходит вокруг оси, проходящей через центры двух неподвижных противоположных шаров 4.

Для получения плоскопараллельного перемещения оптического элемента 2 в пределах + е необходимо выставить эксцентрико- 45 вые втулки 6 в исходное положение, при котором максимальные значения эксцентриситетов -е должны быть расположены в одном направлении в одной плоскости. кое силовое замыкание подвижного основания 1 с корпусом 3.

Устройство для юстировки оптических элементов является прецизионным и обеспечивает ориентировку в двух взаимно перпендикулярных направлениях юстируемого элемента в небольшом диапазоне углов в зависимости от величины принятого эксцентриситета -е эксцентриковых втулок 6 и от выбранного расстояния между центрами шаров 4.

0,5

По сравнению с прототипом данное устройство обладает следующими преимуществами: более простой конструкцией и технологией изготовления за счет применения в подвижном основании желобков полукруглого сечения цилиндрической формы и их радиального расположения в одной плоскости; более удобной эксплуатацией за счет применения в кинематической связи регулировочных элементов с шарами самотормозящейся червячной передачи и эксцентриковых втулок, позволяющих производить более плавную регулировку путем вращения без ограничения и в любую сторону; обеспечивает устойчивость в отъюстированном положении и стабильность при динамических нагрузках за счет силового замыкания подвижного основания с корпусом посредством упорного винта, фиксирующего положение подпружиненного шара, и за счет применения разрезных упругих цилиндроконических колец, которые, разжимаясь, заклиниваются в эксцентричных отверстиях эксцентриковых втулок и устраняют возможные люфты шаров; обеспечивает возможность регулировки в труднодоступных местах за счет переднего расположения регулировочных элементов; обеспечивает сравнительно небольшие габариты (компактность) и вес за счет внешнего расположения регулировочных механизмов; позволяет сравнительно просто установить электроприводы к регулировочным элементам для дистанционного управления.

В качестве базового объекта можно принять устройство для юстировки зеркала типа М 9702 — 01, изготавливаемое заводом

ВНИИ Метрологии, имеющее следующие основные параметры: диаметр юстируемого зеркала, мм 100 диапазон юстировки по двум плоским углам +3 точность юстировки по двум плоским углам диапазон дополнительной регулировки в плоскости измерения Отсутствует время юстировки (среднее), мин.

1167564

6-5 побернуто

А — A

Фиг.2

Фиг. У! б

Фиг.4

Составитель В. Дринь

Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 4433 45 Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для юстировки оптических элементов имеет следующие основные параметры: дна метр юсти руемо го зеркала, мм 70 диапазон юстировки по двум плоским углам точность юстировки по двум плоским углам 0,1 диапазон дополнительной регулировки в плоскости измерения +-15 время юстировки вручную (среднее), с

Таким образом, у устройства для юстировки оптических элементов по сравнению с базовым объектом бол ьш ая точность юстировки по обоим плоским углам, оно более удобно в эксплуатации, меньшее время юстировки за счет автономности регулировки каж. дого регулировочного элемента т.е. при юстировке с помощью одного регулировочного элемента не требуется расконтривания другого, и обладает большими возможностями применения, особенно в трудонодоступных местах, где нет возможности подхода с тыльной стороны зеркала, за счет внешнего расположения регулировочных элементов и переднего к ним подхода.

Кроме того, за счет компактности в боковой проекции, устройство по сравнению с: аналогичными и базовым объектом имеет меньшее аэродинамическое сопротивление, что позволяет использовать его для контроля,углового и линейного положения вращающегося объекта, например, в прецизионных испытательных центрифугах.