Устройство для юстировки оптических элементов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК цр (з 02 В 7/18 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ иг./ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(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 ЯО, 1167564 элементов механически связанное с корпусом, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и чу вствительности 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 бытьиспользовано для прецизионной юстировкизеркал автоколлиматоров в труднодоступных местах.Известно устройство для юстировки зеркала объектива коллиматора, содержащееподвижное основание, образующее кинематическую связь с корпусом-стойкой посредством втулки с шаровым шарниром и трехюстировочных 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, консольнымкреплением подвижного основания-оправыс оптическим элементом, задним расположением регулировочных элементов и их взаимовлиянием при юстировке.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является юстировочное устройство, содержащее подвижноеоснование, образующее кинематическуюсвязь с корпусом посредством трех шаров,контактирующих с желобками полукруглого сечения, и регулировочные элементы, установленные в корпусе и кинематически связанные с шарами 2,30Недостатками этого устройства являются сложность конструкции, недостаточно высокие точность и чувствительность регулировки, Особенно при воздействии внешнихфакторев (температуры, тряски, вибрации иударов) влияющих на разъюстировку, и неудобство эксплуатации в труднодоступныхместах, обусловленные недостаточной жесткостью конструкции из-за пружинного сило вого замыкания составных элементов, невозможностью обеспечения углового совпадения желобков полукруглого сечения, расположенных на подвижном основании (на.сфере) и корпусе, консольным креплениемподвижного основания с оптическим элементом, а также задним расположением регулировочных элементов, имеющих ограниченныйугол 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 на оптическом элементе на его торцовых сторонах по периметру.На фиг. 1 показано устройство, вид спереди; на фиг2 - 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 черНапример 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 жест 50 55 вячными колесами 7 и установленных в корпусе 3 при помощи подпятников 8. В эксценгриковых втулках 6 в осевом направлениишары 4 удерживаются упорными винтами 9посредством разрезных упругих колец 10с конической внутренней поверхностью через распорные втулки 11, причем один из шаров 4 через пружину 12. Регулировочные эле.менты 13 выполнены в виде червяков 14,входящих в зубчатое зацепление с червячными колесами 7 втулок 6, и установлены вкорпусе 3 при помощи штифта 15, шайбы 16с 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 2.Работа устройства основана на положении стереометрии о том, что три точки пространства, не лежащие на одной прямой, 20определяют пространственное положениеплоскости, 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 упорноговинта 9 путем его вывинчивания с поворотом, например на 180, при этом на шарик 4 ЗОчерез разрезное упругое цилиндроконическоекольцо 10 воздействует усилие пружины 12,и подвижное основание 1 получает пружинное силовое замыкание через шарики 4 скорпусом 3,Юстировку по двум взаимно перпендику- З 5лярным направлениям производят путемпопеременного вращения регулировочныхэлементов 13, добиваясь заданного направления оси оптического элемента 2, напримерзеркала автоколлиматора, при этом поворот 4 Оподвижного основания 1 происходит вокругоси, проходящей через центры двух неподвижных противоположных шаров 4,Для получения плоскопараллельного перемещения оптического элемента 2 в пределах +е необходимо выставить эксцентриковые 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 преимушествами: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 самотормозяшейся 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 в , изготавливаемое заводом ВНИИ Метрологии, имеющее следующие основные параметры:диаметр юстируемогозеркала, мм 100диапазон юстировки подвум плоским углам +3точность юстировки подвум плоским угламдиапазон дополнительнойрегулировки в плоскостиизмерения Отсутствует время юстировки (среднее), мин.А - 4 аг. аг Составитель В. ДрТехред И. ВересТираж 526ПИ Государственного комитделам изобретений и откМосква, Ж - 35, РаушскаяП Патент, г. Ужгород, ул Корректор А. ТяскПодписноеета СССРрытийна 6., д. 4/5 Редактор А. Долин Заказ 4433/45 ВНИИ п 13035,Филиал ППоектная, 4 Устройство для юстировки оптических элементов имеет следующие основные параметры:диаметр юстируемогозеркала, мм 70диапазон юстировки подвум плоским угламточность юстировки подвум плоским углам 0,1диапазон дополнительнойрегулировки в плоскости измерения +15время юстировки вручную (среднее), с Таким образом, у устройства для юстировки оптических элементов по сравнению с базовым объектом большая 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.