Юстировочное устройство

 

О П И С А Н И Е ()930197 изов итиния

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 03.04.80 (21) 2932536/18-10 с присоединением заявки Ре (23) Приоритет (5! )М. Кл.

С 02 В 7/18 фкудеретпнны1 намнтет

СССР

lo делам нзаеретеннй н етнрытнй.

Опубликовано 23.05.82. бюллетень Лэ 19 (53) УД К681.4. .072(088.8) Дата опубликования описания 23.05.82 (72) Авторы изобретения

В.Д. Деревенский, И.Б. Файвинов, В.3. Иа" и Б.И. Кондратьев щ о

1 l В (71) Заявитель (543 ЮСТИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам юстировки оптических элементов, например зеркал, и может быть применено в оптико-механических приборах.

Известно юстировочное устройство, содержащее неподвижное основание, оптический элемент, опорный сферический шарнир, прижимной механизм и ре/ гулирующее устройство (1)..

Однако это устройство не позволяет проводить юстировку с необходимой точностью, имеет малую жесткость конструкции из-за наличия пружины и ограниченные функциональные возможности °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее оправу с юстируемым элементом, неподвижное основание,,приводы, взаимодействующие

I по взаимно перпендикулярным осям с опорным шарниром, одна часть которого жестко связана с оправой, а другая — с неподвижным основани, ем (2).

Недостатками известного устройства являются ограниченное число сте5 пенеи свободы, например отсутствие возможности поперечного перемещения юстируемого элемента, и недостаточная жесткость устройства из-за

10 применения прижимного элемента в виде пружины.

Цель изобретения - увеличение степеней свободы и жесткости устройства.

1$

Укаэанная цель достигается тем, что в юстировочное устройство, содержащее оправу с юстируемым элементом, неподвижное основание, приводы, взаимодействующие по взаимно перпендикулярным осям с опорным шарниром, одна часть которого жестко связана с оправой, а другаяс негодвижным основанием, дополнительно введены промежуточные шар20

3 93019 нирные элементы с соответствующими им приводами, последовательно расположенные между двумя частями опорного шарнира, а между поверхностями их соприкосновения, выполненными в виде эквидистантных плоскостей и сфер, введена смачивающая жидкость, при этом количество промежуточных шарнирных элементов при четном числе степеней свободы и равно 10 и-2 и-1 а при нечетном 2 °

На фиг. 1 представлено юстировочное устройство с четырьмя степенями свободы перемещения оптического элемента, разрез А-А; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг.l (устройство с одним промежуточным шарнирным элементом) .

Юстировочное устройство содержит неподвижное основание 1, опорный шарнир, состоящий из двух частей 2, оптический элемент, например зеркало в оправе 3, промежуточный шарнирный элемент 4, соприкасающийся с частями 2 опорного шарнира соотает- 25 ственно эквидистантными плоской и сферической поверхностями. Между поверхностями соприкосновения содержится смачивающая жидкость 5. Механические приводы 6, например пьезо- 50 электрические или шаговые электродвигатели с редукторами, закрепленные по взаимно перпендикулярным осям, кинематически связывают с помощью тяг 7, направляющих серьг 8

35 с прямоугольными пазами и направляющих стоек 9, имеющих возможность перемещения по этим пазам, неподвижное основание 1 и опорный шарнир 2 с промежуточным шарнирным элементом 4.

Поверхности соприкосновения промежуточного шарнирного элемента 4 имеют питатели 10 и сильфоны 11.

Благодаря смачивающей жидкости

5 в зазорах между поверхностями со45 прикосновения шарнирных элементов возникают силы молекулярного взаимо" действия, обеспечивающие жесткое и прочное соединение элементов между собой и одновременно не препятствующие перемещению их относительно друг

50 друга вдоль поверхности соприкосновения.

Величина силы, необходимой для удержания элементов относительно друг друга, зависит от зазора между

55 поверхностями, коэффициента поверхностного натяжения жидкости и площади соприкосновения поверхностей. Зазор в свою очередь зависит кроме шероховатости и точности формы изготовления поверхностей от вязкости и количества введенной жидкости.

Питатели 10 представляют собой, например, прокладки из пористого материала, пропитанные смгчивающей жидкостью. Сильфоны ll уменьшают испарение жидкости, а коаксиальное расположение их не препятствует перемещению подвижных элементов относительно друг друга. В качестве жидкости может быть использована, например, полисилоксановая марки

ЛМС-10Р.

Юстировочное устройство работает следующим образом.

При подаче электрического сигнала приводы 6 с помощью выходных звеньев, совершающих возвратно-поступательное движение, перемещают подвижные элементы. Перемещение подвижных элементов в перпендикулярном направлении осуществляется с помощью аналогичных приводов. При этом возможно как одновременное, так и раздельное включение этих приводов по командам, например автоматической системой управления, так как стойка 9 имеет возможность скользить по пазам серьги 8 в направлении, перпендикулярном направлению движения каждой из тяг 7.

Если сигналы поданы на приводы, закрепленные на оправе 3, то жестко связанная с ней часть опорного шарнира

2 перемещается по сферической поверхности относительно промежуточного шарнирного элемента 4 и оптический элемент в оправе 3 совершает угловые перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, например, вокруг вершины отражающей поверхности, если радиус сферы совпадает с вершиной отражающей поверхности оптического элемента. Если же сигналы поданы на приводы, закрепленные на неподвижном основании 1, то соответствующая стойка 9 перемещает промежуточный шарнирный элемент 4,а вместе с ним и оправу 3 с оптическим элементом по плоскости его соприкосновения с плоской частью опорного шарнира 2, жестко связанной с неподвижным основанием 1.

Функциональные воэможности юстировочного устройства, т.е. число возможных степеней свободы перемещения оптического элемента, зависят от количества промежуточных шарнирных

9,30197 элементов. Так, если необходимо иметь устройство с шестью степенями свободы, обеспечивающее, например, угловое вращение оптического элемента не только вокруг вершины 5 отражающей поверхности, но и вокруг нейтральной точки оптической системы, что используется, в частности в системе компенсации смаза изображения телескопа, то количество про- to межуточных шарнирных элементов бу. дет равно двум. При этом они будут соприкасаться между собой, например, по плоскости, а с частями опорного шарнира - по сферам, из которых центр первой совпадает с нейтральной точкой оптической системы, а центр второй - с вершиной отражающей поверхности оптического элемента.

Преимуществами предлагаемого уст" ройства являются высокая жесткость, так как исключено пружинное силовое замыкание элементов, высокая точность юстировки и возможность обес- печения большого числа степеней сво- 2з .боды поперечного и углового перемещения юстируемого зеркала, а также. удобство использования для дистанционной или автоматической юстировки.

Формула изобретения

Юстировочное устройство, содержащее оправу с юстируемым элементом, неподвижное основание, приводы, взвимодействующие по взаимно перпендикулярным осям с опорным шарниром, одна часть которого жестко связана с оправой, а другая - с неподвижным основанием, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения степеней свободы и жесткости устройства, s него дополнительно введены промежуточные шарнирные элементы с соответствующими им приводами, последовательно расположенные между двумя частями опорного шарнира, а между поверхностями их соприкосновения, выполненными в виде эквидйстантных плоскостей и сфер, введена смачивающая жидкость, при этом количество промежуточных шарнирных элементов при четком числе степеней п-2 свободы и равно 2, а при нечети-1 ном - —.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

И 61И66, кя. G 02 8 7118, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

И 723475, кл. G 02 В 7/18, 1978 (прототип) .

930197

0-b

Составитель О. Петров

Редактор В. Лазаренко ТехредТ. фанта КорректорУ. Пономаренко

Заказ 3462/59 Тираж 516 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб.,д. 4/5 филиал Allll "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4