Устройство для измерения расстояния

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 11/26 50 4 ОПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ С(71) Харьковский авиационный институт им. Н.Е,Жуковского(56) Патент США У 4035084,кл. С 01 В 11/26, 1978.Авторское свидетельство СССР У 954816, кл. С 01 В 11/26, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к бесконтактному контролю положения объектов в пространстве, геодезии. Целью изобретения является повыщени точности измерения расстояний до объекта путем исключения внешней измерительной базы, что в свою очередь исключает погрешности, связанИзей ные с взаимной юстировкой объекта.и устройства контроля. Сканер, образованный совокупностью четырехкуб-призм 4-7, обеспечивает делениеизлучения на два параллельных пучказа счет объединения куб-призм 4-7попарно в блоки, разнесенные нарасстояние, равное базовому, Кубпризмы 4-7 жестко установлены наплатформе 3 и ориентированы так,что их светоделительные грани ортогональны одна относительно другой,а платформа 3 выполнена вращающейся, что обеспечивает сканированиеобоими пучками в пространстве. Иоменты, времени, в которые пучки попадают на фотоприемники 8, произвольно расположенные на объекте,фиксируются блоком 1 О сравнения временных интервалов, и по известнойскорости сканирования и расстояниюмежду блоками куб-призм определяютискомое расстояние до объекта. 2 ил,12952Изобретение относится к измерительной технике, к области бесконтактного контроля положения объектов в пространстве, геодезии,Цель изобретения - повышение точности измерений расстояния до объекта путем исключения внешней измерительной базы, что в свою очередьисключает погрешности взаимной юстировки объекта и иэмерительности уст 10ройства,На фиг, 1 изображено устройствои сканер; на Фиг. 2 - измерительнаясхема,Устройство содержит установленныена общем основании источник излучения, например лазер 1, коллиматор 2,платформу, 3, установленную с воэможностью вращения вокруг оси коллийатора, куб-призмы 4-7, Фотоприем 20ник 8, расположенный на объекте,расстояние К до которого измеряется, контрольный Фотоприемник 9, рас"стояние до которого Кк известно,25Выходы Фотоприемников соединены свходом блока 10 сравнения временныхинтервалов, выход которого соединенс входом блока 11 индикации.Сканер состоит из куб-призм 4-730с одинаковыми по величине ребрами.Призма 4 обеспечивает расщеплениелуча лазера, а призмы 5-7 - отражение луча, Призмы 4, 5 и 6, 7 объеди"иены в блоки, размещенные на базовомрасстоянии, один относительно другого14 2правленными в сторону Фотоприемника8, является базовым,Лучи разворачиваются в пространстве расщеплением с угловой скоро",стью ц, при этом один из лучей проходит через ось вращения сканера.При своем движении лучи принимаются Фотоприемниками 8 и 9, Сигналыс Фотоприемников поступают на входблока 1 О сравнения временных интервалов, после обработки результатпредставляется блоком 11 индикациив удобной для использования форме.Искомое расстояние Копределяется из ФормулыЬКэпайгде у " скорость вращения базы,рад/с;,С - интервал времени между импульсами с Фотоприемника 8,расположенного в точке ф,полученными в результате пересечения его чувствительной площадки сначала лучомОС, а затем лучом АВ.При сканировании контрольного фо"топриемника 9 лучом ОС и АВ на еговыходе возникают два импульса, интервал между которыми С несет информацию о скорости ы. В этом случае Формула определения скоростипри известных Кк и Ь имеет вид. Ьц = - агса 1.п, (2)Устройство работает следующим образом.Излучение лазера 1 прохоцит че" рез коллиматор 2, оптическая ось ко-: торого совпадает с осью вращения платформы 3, попадает на куб-призмы 4-7, Куб-призма 4 расщепляет луч на две части, направляя одну из них в сторону куб-призмы 5, а другую - в сторону куб-призмы 6. Куб-призма.5 отражает луч в сторону Фотоприемника 8, куб-призма 6 отражает луч на куб-призмы 7, а та, в свою очередь, в сторону Фотоприемника 8 таким образом, что луч, отраженный куб-призмой 7, идет параллельно лучу, отраженному куб-призмой 5. Оба луча, отраженные в сторону Фотоприемника 8, вращаются в одной плоскости, параллельной плоскости платформы 3,Расстояние между призмами 5 и 7 , и соответственно, между лучами,наа Формула для определения контролируемой величиныК - , т(3)Ьз 3 п, /с, агсзжЬВ Таким образом задача определения расстояниясводится к вычислению отношения временных интервалови Г и дальнейшим преобразованиям результата в соответствии с вы" ражением (3), В устройстве сигналы с выходов Фотоприемников поступают в блок сравнения временных интервалов 1 О, после чего в блоке 11 индикации производятся необходимые математические преобразования для представления информации о расстоянии Р. в удобной Форме.Использование сканера в качестве измерительной базы позволяет отказаться от предварительной взаимной юстировки измерительного устройства14 один относительно другого на расстояние, равное базовому, блок сравнения временных интервалов и блокиндикации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностиизмерения, оно снабжено платформой,установленной с возможностью вращениявокруг оптической оси коллиматора,а сканер выполнен в виде жестко установленных на платформе четырех кубпризм, попарно объединенных в светоделительные блоки, разнесенные одинотносительно другого на расстояние,равное базовому, и ориентированныхтаким образом, что их светоделительные грани ортогональны друг относительно друга. ставитель Н,Чичваринхред А.Кравчук Корректор О,Лугова едактор М.Блана аказ 608 46/ Тираж 678 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, РаушскаяПодпистета СССРытийаб., д. 4/5 н яти 3 12952 и объекта, которая в известном уст+ ройстве проводится с целью обеспечения взаимной перпендикулярности базы фотоприемников, устанавливаемых на объекте, и оптической оси коллиматора. Исключение неизбежных при юстировке погрешностей обеспечивает повышение точности измерения. формула иэобретения 10 Устройство для измерения расстояния, содержащее источник излучения, коллиматор и последовательно установленные по ходу излучения сканер, 15 фотоприемную систему, выполненную из двух фотоприемников, разнесенных Производственно-полиграфическое п город, ул. Проектная, 4