Устройство для осуществления двух независимых вращательных движений оптических деталей

 

Г с ооюзечл ТР т 1:е

С н И пп 533992

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополпптельпое к авт. свпд-ву (22) Заявлено 19.06.74 (21) 2040257 25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень No 40 (51) М. Кл."- G 12В 3/00

Государственный комитет

Совета MI.HI :ñòðîâ СССР по делам ивобретевиЯ и открытий (53) УДК 535.853.31 (088.8) Дата опубликования описания 23.11.76 (72) Автор изобретения

Г. М. Рутковский (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ДВУХ

НЕЗАВИСИМЫХ ВРАЩАТЕЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ

ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к точному приборостроению и предназначено, в основном, для управления дифракционными решетками в спектральных приборах.

В современных спектральных приоорах, как правило, используется несколько дифракционных решеток, которые поочередно устанавливаются в рабочее положение и затем приводятся во вращение для осуществления сканирования спектра. В большинстве спектральных 10 приборов смена решеток производится вращением держателя решеток, так что механизм управления дифракционными решетками должен обеспечивать осуществление двух независимых вращательных движений, одно из кото- 15 рых (вращение в процессе сканирования) должно быть очень точным.

Одно из известных устройств для осуществления двух вращательных движений оптических деталей содержит основание, привод поворота основания, держатель оптических деталей, привод поворота держателя и устройство фиксации держателя. В этом устройстве вращение держателя и основания происходит вокруг общей оси, что снижает точность измерения (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для осуществления двух вращательных движений оптических деталей, например дифракционных реше- зО ток содержащее основание, привод поворота основания, держатель оптических деталей, привод поворота держателя и устройство фиксации держателя (2).

Недостатком известного устройства является то, что вращение держателя и основания происходит вокруг параллельных осей, что приводит к возникновению ошибок угла поворота оптических деталей относительно оси, вокруг которой осуществляется их вращение в процессе сканирования спектра.

Цель|о изобретения является повышение точности установки оптических деталей в заданные угловь|е положения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для осуществления двуx независимых вращательных движений оптических деталей имеются опоры для установки держателя, закрепленные на основании и имеющие отверстия, через которые проходит ось держателя, причем привод поворота держателя связан с осью держателя посредством кинематической системы, а на оси держателя установлен диск устройства фиксации.

При этом привод поворота держателя содержит гильзу с упорами, взаимно смещенными вдоль оси гильзы, шток с буртиками, установленный соосно с гильзой, и кинематнческую систему для преобразования поступательного

533992

3 движения гильзы во вращательное движение держателя.

Кроме того, устройство фиксации держателя содержит диск с прорезями на его цилиндрической поверхности, установленный на оси держателя, и ролик, закрепленный на рычаге, установленном на основании устройства, и взаимодейсгвующий с цилиндрической поверхностью диска.

На фиг. 1 изображен продольный разрез предлагаемого устройства; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 1.

Устройство содержит оптические детали, например дифракционные решетки 1, закрепленные в держателе 2, установленном в подшипниках 3 опор 4, закрепленных на основании 5, которое установлено в подшипниках 6 корпуса 7, рычаг 8, взаимодействующий с кулачком

9, гильзу 10 с упорами 11, взаимодействующими с буртиками 12 штока 13, установленного соосно с гильзой 10, винт 14, гайку 15, рукоятку 16, зубчатую рейку 17, закрепленную на гильзе 10 и взаимодействующую с зубчатым колесом 18, установленным на одной оси со шкивом 19, связанным гибкой связью 20 со шкивом 21, закрепленным на держателе 2.

Устройство фиксации держателя в заданных угловых положениях содержит установленный на основании 5 рычаг 22, поворотный вокруг горизонтальной оси, и пружину 23 для осуществления силового замыкания. На рычаге 22 закреплен ролик 24. При этом на держателе закреплен диск 25, на боковой поверхности которого выполнены прорези 26, в которые при вращении диска 25 вместе с держателем 2 может заходить ролик 24. Количество прорезей 26 равно числу заданных угловых положений держателя 2 относительно горизонтальной оси, которое совпадает с числом используемых решеток 1.

Привод поворота основания 5 содержит рычаг 8, взаимодействующий с кулачком 9.

Привод поворота держателя 2 содержит гильзу 10, подвижную вдоль вертикальной оси, с упорами 11, взаимно смещенными вдоль вертикальной оси, шток 13, установленный соосно с гильзой 10, с буртиками 12, взаимодействующими с упорами 11 гильзы 10. Для осуществления поступательного движения штока 13 вдоль вертикальной оси используется, например, пара винт 14 — гайка 15, причем вращение винта 14 может осуществляться как вручную, с помощью рукоятки 16, так и с помощью любого известного привода.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении в ход лучей введена одна из решеток 1, причем ее положение относительно оси ее вращения зафиксировано роликом 24, вошедшим в соответствующую прорезь 26 диска 25. При этом между буртиками

12 штока 13 и упорами 11 гильзы 10 имеются зазоры.

Сканирование спектра осуществляется поворотом основания 5 вокруг вертикальной оси

4 вместе с гильзой 10 и всеми элементами, расположенными на основании 5. Этот поворот осуществляется с помощью кулачкового механизма, содержащего рычаг 8 и кулачок 9. Поскольку шток 13 расцеплен с гильзой 10, то при повороте основания шток 13 вместе с винтом 16 и корпусом 7 остается неподвижным.

Для осуществления смены решеток 1 винт

14 вручную или с помощью соответствующего привода приводится во вращение и, следовательно, вместе со штоком 13 начинает перемещаться поступательно (например, вверх) вдоль вертикальной оси. При этом буртик 12 подходит к упору 11 гильзы 10. При дальнейшем движении штока 13 гильза 10 также начинает перемещаться вдоль вертикальной оси; от поворота вокруг вертикальной оси гильза

10 зафиксирована рейкой 17, установленной в пазу основания 5, т. е. одновременно выполняющей функцию направляющей шпонки. При подъеме гильзы 10 с рейкой 17 поворачиваются зубчатое колесо 18 со шкивом 19 и, следовательно, шкив 21. При этом держатель 2 с решетками 1 и диском 25, преодолевая усилие пружины 23, начинает поворачиваться вокруг горизонтальной оси, ролик 24 выходит из прорези 26, поворачивая рычаг 22 по часовой стрелке.

При вращении держателя 2 с диском 25 к ролику 24 подходит следующая прорезь 26, соответствующая установке следующей решетки

1, и ролик 24 начинает входить в эту прорезь (положение диска 25, соответствующее этому моменту, показано на фиг. 3 пунктиром).

Дальнейшее вхождение ролика 24 в прорезь

26 происходит почти мгновенно, не под действием движения штока 13, а вследствие усилия, развиваемого пружиной 23. При быстром вхождении ролика 24 в прорезь 26 происходит также быстрый поворот диска 25 с держателем 2 на небольшой угол (3 — 5 ) и решетка 1 устанавливается в заданное положение. Одновременно происходит быстрый поворот шкивов

21, 19 и зубчатой рейки 17, так что гильза 10 быстро поднимется вверх (на 0,3 — 0,5 мм) и расцепится со штоком 13, т. е. механизм вновь придет в исходное положение. Повторная смена решеток производится аналогичным образом, но при вращении винта 14 в противоположную сторону.

Преимуществом предлагаемого устройства является то, что в нем погрешности поворота держателя вокруг горизонтальной оси при смене решеток не сказываются на его положении относительно вертикальной оси, т. е. не снижают точности сканирования спектра. Погрешности поворота вокруг горизонтальной оси сказываются только на расфокусировке спектр альных линий. Поскольку качество изображения линий мало зависит от расфокусировки при наклонах решетки до нескольких угловых минут, требование к точности изготовления привода поворота держателя вокруг горизонтальной оси могут быть значительно снижены.

533992

Кроме того, в предлагаемом устройстве осуществляется автоматическое расцепление привода смены решегок (винта 14 со шкивом 13) с элементами, установленными на основании

5. Это расцепление, достигнутое за счет соответствующего взаимодействия элементов механизма (ролика 24, пружины 23, диска 25, шкивов 21, 19, реечной передачи 18, 17 и гильзы 10), позволяет осуществить поворот основания 5 на любой угол, в том числе превышающий 360 .

В устройстве может быть увеличено число решеток, изменена конструкция элементов для осуществления поступательного перемещения штока и для преобразования поступательного движения гильзы во вращение держателя и т. д. Устройство может быть использовано не только в спектральных, но и в других оптических приборах, где необходимо обеспечить более точное вращение оптического элемента, например, зеркала или призмы, вокруг одной оси и менее точное — вокруг второй оси.

Формула изобретения

1. Устройство для осуществления двух независимых вращательных движений оптических деталей, содержащее основание, привод поворота основания, держатель оптических деталей, привод поворота держателя оптических деталей и устройство фиксации держателя, отл ич а ющееся тем, что, с целью повышения точности установки оптических деталей в заданные угловые положения, в нем имеются опоры для установки держателя, закрепленные на основании и имеющие отверстия, через

5 которые проходит ось держателя, причем привод поворота держателя связан с осью держателя посредством кинематической системы, а на оси держателя установлен диск устройства фиксации.

I0 2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что привод поворота держателя содержит гильзу с упорами, взаимно смещенными вдоль оси гильзы, шток с буртиками, установленный соосно с гильзой, и кинематическую систему

15 для преобразования поступательного движения гильзы во вращательное движение держателя.

3. Устройство по п. 1, отл ич а ющее ся тем, что устройство фиксации держателя со2О держит диск с прорезями на его цилиндрической поверхности, установленной на оси держателя, и ролик, закрепленный на рычаге, установленном на основании устройства, и взаимодействующий с цилиндрической поверхно25 стью диска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США М 3659945, кл. 356 — 100, 30 1969.

2. Авт. св. Хо 422046, кл. G 12В 3/00, 1971 (прототип).

533992 o. 7б7Д (Я Ь

Г

Составитель Н. Гусева

Техред 3. Тараненко

Корректор Л. Денискнна

Редактор Н, Коляда

Типография, пр Сапунова, 2

Заказ 2476>4 Изд. ¹ 1761 Тира>к 723 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совста Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская нас., д. 4/5