Юстировочный модуль

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sijs G 02 В 7/00, 7/198

Г,)О о с12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О

Ю (21) 4828294/10 (22) 23.05.90 (46) 15.04.92. Бюл. ¹ 14 . (71) Научно-исследовательский институт автоматики и приборостроения (72) В.К.Стручков (53) 681.4.072(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1200222,,кл. G 02 В 7/00, 1984. (54) ЮСТИРОВОЧНЫЙ МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано для прецизионного ориентирования объектов в пространстве относительно местной вертикали или базовой пространственной плоскости, требующих высокой точности наведения, надежности и удобства в эксплуатации, например, в контрольно-испытательной аппаратуре при метрологической аттестации и исследованиях измерителей параметров движения, гравиметров, датчиков углового положения

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано для прецизионного ориентирования объектов в пространстве относительно местной вертикали или базовой пространственной плоскости, требующих высокой точности наведения, надежности и удобства в эксплуатации, например, в контрольно-испытательной аппаратуре при метрологической аттестации и исследованИях измерителей параметров движения, гравиметров, датчиков углового положения и т.п.

Известно устройство, содержащее подвижное и неподвижное основания и про. Ы „„1727102 А1 и т.п, Оно позволяет упростить конструкцию и повысить удобство в эксплуатации. Это достигается за счет того, что в юстировочном модуле, содержащем держатель, образованный подвижным основанием. неподвижным основанием и промежуточной пластиной, которые последовательно соединены шарнирами внутреннего трения, ориентированными взаимно перпендикулярно, и регулировочный механизм, промежуточная пластина имеет П-образную форму, а шарниры расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Регулировочный механизм содержит две эксцентриковые цапфы, коаксиально установленные в неподвижном основании с возможностью взаимодействия с подвижным основанием своими сферическими головками и посредством упругих гнезд, выполненных в виде дисков с радиальными сквозными пазами, которые установлены в стакане, закрепленном на подвижном основании. 5 ил. межуточную пластину, которые последовательно соединены шарнирами внутреннего трения, ориентированными взаимно перпендикулярно, а также регулировочный механизм, содержащий регулировочные винты, коаксиально установленные B lloдвижном основании и промежуточной пластине, при этом полый винт образует резьбовое соединение с подвижным основанием и упирается в промежуточную пластину, а центральный винт образует резьбовое соединение с промежуточной пластиной и упирается в неподвижное основание. Шарниры внутреннего трения выполнены в виде металлических пружинных

1727102

55 полосок, обеспечивающих силовое замыкание в регулировочном механизме.

Несмотря на исключительную простоту и технологичность конструкции это устройство имеет недостатки, такие как неудобство в эксплуатации, обусловленное тем, что в качестве регулировочных элементов используются винты, требующие ограничителей хода в прямом и обратном направлении перемещения, что усложняет конструкцию при дистанционном управлении. Кроме того, устройство не надежно в работе при воздействии внешних факторов окружающей среды (тряски, вибрации, перепад температуры и т.д.) и не может обеспечить современные требования по точности и чувствительности юстировки, поскольку оно состоит из отдельных состыкованных конструктивных элементов, имеющих погрешности изготовления, и винтовых кинематических пар без надежной фиксации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство, содержащее держатель, образованный подвижным и неподвижным основаниями и промежуточной пластиной, которые последовательно соединены шарнирами внутреннего трения, ориентированными взаимно перпендикулярно, и регулировочный механизм, содержащий две эксцентриковые цапфы со сферическими головками, размещенными в упругих гнездах с возможностью взаимодействия с подвижным основанием, Шарниры внутреннего трения выполнены в виде упругих перемычек, каждая из которых образована двумя цилиндрическими поверхностями, обращенными выпуклостью одна к другой, при этом оси шарниров размещены в одной плоскости, эксцентриковые цапфы размещены в неподвижном основании и в промежуточной пластине, упругие гнезда выполнены в виде упругих планок с прорезью, установленных на подвижном основании по направлениям юстировки.

Основным достоинством устройства является размещение осей упругих шарниров в одной плоскости, что позволяет иметь практически общую точку поворота объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям (карданный подвес).

Однако устройство сложно конструктивно и требует специальной технологии изготовления, особенно в части разделения оснований и промежуточной пластины после выполнения упругих перемычек, а также не совсем удобно в эксплуатации в результате расположения регулировочных элементов по двум направлениям, что вызывает

45 определенные трудности при групповой установке испытуемых объектов в приспособлениях контрольно-испытательной аппаратуры.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение удобства в эксплуатации путем изменения взаимного расположения оснований с промежуточной пластиной в держателе и применения коаксиальной установки эксцентриковых цапф.

Поставленная цель достигается тем, что в юстировочном модуле, содержащем держатель, образованный подвижным и неподвижным основаниями и промежуточной пластиной, которые последовательно соединены шарнирами внутреннего трения, ориентированными взаимно перпендикулярно, и регулировочный механизм, содержащий две эксцентриковые цапфы со сферическими головками, размещенными в упругих гнездах с возможностью взаимодействия с подвижным основанием, промежуточная пластина имеет П-образную форму, а шарниры внутреннего трения расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Эксцентриковые цапфы установлены коаксиально в неподвижном основании по оси симметрии подвижного основания и в плоскости его шарнира, а упругие гнезда выполнены в виде дисков с радиальными сквозными пазами и параллельными им замкнутыми прорезями и установлены друг за другом в стакане, закрепленном на подвижном основании, причем диски один относительно другого развернуты пазами по направлениям шарниров.

На фиг. 1 представлена конструкция юстировочного модуля с установленным на нем зеркалом, например, автоколлиматора; на фиг. 2 — то же, вид сверху без юстируемого объекта; на фиг, 3 — регулировочный механизм (увеличено) в исходном положении; на фиг. 4 — разрез А — А на фиг. 3; на фиг. 5— разрез Б — Б на фиг, 3.

К)стировочный модульсодержитдержатель 1 и регулировочный механизм 2, Держатель 1 образован подвижным основанием 3, неподвижным основанием 4 и промежуточной пластиной 5, выполненной П-образной формы. Пластина 5 одним концом соединена с подвижным основанием 3 при помощи шарнира 6 внутреннего трения, а другим концом соединена с неподвижным основанием 4 при помощи шарнира

7 внутреннего трения, при этом шарниры расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый шарнир выполнен в виде упругой перемычки 8, образованной, 1727102

25

35

55 например, двумя внутренними цилиндрическими поверхностями 9.

Основания 3 и 4 разделены продольной прорезью 10. Подвижное основание 3 снабжено посадочным местом 11, в котором установлен юстируемый объект 12, например зеркало автоколлиматора.

Регулировочный механизм 2 содержит две эксцентриковые цапфы 13 и 14 со сферическими головками 15 и 16 соответственно. Цапфы установлены коаксиально в неподвижном основании 4 по оси симметрии подвижного основания 3 и в плоскости его шарнира 6, при этом цапфа 13 предназначена для поворота подвижного основания

3 вокруг шарнира 6, а цапфа 14 — для поворота вокруг шарнира 7.

Сферические головки 15 и 16 образуют кинематическую связь с подвижным основанием 3 при помощи упругих гнезд 17, выполненных в виде дисков с радиальными сквозными пазами 18 и параллельными им замкнутыми прорезями 19, установленных друг за другом в стакане 20, закрепленном на неподвижном основании 3, причем диски один относительного другого развернуты пазами 18 по направлениям шарниров 6 и 7.

Замкнутые прорези 19 предназначены для ослабления стенок пазов 18 при упругом безлюфтовом сочленении со сферическими головками 15 и 16. Для повышения надежности этого сочленения, особенно при воздействии вибрации, тряски и ударов, достаточно выполнить только одну замкнутую прорезь 19.

Цапфы 13 и 14 снабжены ручками 21 и

22 соответственно. Ручки 21 и 22 имеют зубчатые венцы 23 для привода цапф вручную или с помощью съемного регулировочного элемента (не показан) и разделены тормозной планкой 24, выполненной, например, из титанового сплава ВТ1 — О, и шайбой 25.

Силовое замыкание в осевом направлении в регулировочном механизме 2 обеспечивается пружинной шайбой 26, установленной в ручке 22, а фиксация цапф

13 и 14 обеспечивается при помощи, например, клеммового зажима 27, выполненного в неподвижном основании 4.

Работа юстировочного модуля основана на преобразовании угла поворота эксцентриковой цапфы 13 или 14 в угловое отклонение подвижного основания 3 с установленным на нем юстируемым объектом 12 относительно исходного положения по принципу рычага второго рода (одноплечего. рычага), Перед началом регулирования положения объекта 12 в пространстве относительно местной вертикали или базовой плоскости подвижное основание 3 должно быть выставлено в исходное положение, при котором направление эксцентриситета эксцентриковых цэпф 13 и 14 должно совпадать с направлением сопрягаемых со сферическими головками 15 и 16 радиальных сквозных пазов 18 упругих гнезд 17, т.е. опорная поверхность посадочного места 11 в подвижном основании 3 должна быть параллельна опорной установочной поверхно-. сти неподвижного основания 4, Юстировку по двум взаимно перпендикулярным направлениям. производят путем попеременного вращения эксцентриковых цапф 13 и 14, добиваясь при этом заданного направления оси юстируемого объекта 12, например зеркала автоколлиматора или его зрительной трубы, при котором проектируется изображение окулярной сетки с помощью зеркала обратно в плоскость самой сетки. Относительное положение штрихов (креста или шкалы) окулярной сетки и ее изображения характеризует с высокой точностью угловое положение зеркала по отношению к оптической оси автоколлиматорэ.

При юстировке поворот подвижного основания 3 происходит вокруг осей, проходящих через центры упругих шарниров 6 и 7 внутреннего трения.

Юстировочный модуль является прецизионным и обеспечивает ориентировку по двум взаимно перпендикулярным направлениям юстируемого объекта в небольшом диапазоне задаваемых углов (порядкэ 20 угл. мин) и его точность и разрешающая способность (чувствительность) зависят от принятых диапазонов задаваемых углов, геометрических размеров и их соотношений сопрягаемых конструктивных элементов, образующих кинематические связи в регулировочном механизме 2 и устройстве в целом.

Зависимость угла наклона подвижного основания 3 от,угла поворота эксцентриковых цапф 13 и 14 изменяется по синусоидальному закону и определяется по известным формулам. Если снабдить ручки

21 и 22 управления шкалами, рассчитанными по этим формулам, то устройство можно использовать в качестве экзаменатора для пузырьковых и электронных уровней и других силочувствительных приборов.

Предлагаемое устройство в результате введения новых конструктивных признаков и кинемэтических связей по сравнению с прототипом обеспечивает следующие преимущества: упрощается конструкция устройства за счет выполнения промежуточной пластины 5 П-образной формы, соединяю1727102

55 щей основания 3 и 4 по смежным торцам, которые разделены при этом одной продольной прорезью, значительно упрощающей технологию изготовления держателя 1; повышается удобство в эксплуатации в ре- 5 зультате коаксиального расположения эксцентриковых цапф 13 и 14, позволяющего выполнить юстировочный модуль компактным и удобным, особенно при групповой установке испытуемых приборов в приспо- 10 соблениях контрольно-испытательной аппаратуры.

Формула изобретения

Юстировочный модуль, содержащий де- 15 ржатель, образованный подвижным и неподвижным основаниями и промежуточной пластиной, которые соединены между собой шарнирами внутреннего трения, ориентированными взаимно перпендикулярно, и 20 регулировочный механизм, содержащий две эксцентриковые цапфы со сферическими головками, размещенными в упругих гнездах с возможностью взаимодействия с подвижным основанием, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения удобства эксплуатации, промежуточная пластина выполнена П-образной формы, концы которой через шарниры внутреннего трения связаны с подвижным и неподвижным основаниями, при этом шарниры внутреннего трения расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, а эксцентриковые цапфы установлены коаксиально в неподвижном основании по оси симметрии подвижного основания и в плоскости его шарнира, а упругие гнезда выполнены в виде дисков с радиальными сквозными пазами и параллельными.им замкнутыми прорезями и установлены друг за другом в стакане, закрепленном ía подвижном основании, причем диски относительно друг друга развернуты пазами по направлениям шарниров.

1727102

1727102

30

45

Составитель В,Стручков

Техред М. Моргентал Корректор С,Лыжова

Редактор С.Лисина

Заказ 1278 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101