Устройство для измерения углов поворота объекта

(21) 6/ 85 8856.0 и юрихин ашиност Н.П.За 1974,етр ГСМ,ание УГЛОВ снос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский политехнический инстут им, 50-летия Великой Октябрьсциалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯПОВОРОТА ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к оптическому приборостроению, в част к фотоэлектрическим автоколлиматорам. Цель изобретения - повышение быстро,действия, упрощение конструкции и уменьшение габаритов. В измерительном автоколлимационном канале усто ройства установлены под углом. 45 к оси длиннофокусного объектива 1 и под углом 270 друг к другу плоские отражатели 2 и 3, выполненные в виде прямоугольных призм .6 и 7 полного внутреннего отражения, Со стороны отражающих граней через воздушный промежуток отражатели дополнены аналогичными призмами 8 и 9 до плоско- параллельных пластин в направлении оси объектива. В режиме поиска сра- Е батываемый от электрического сигнала анализатора 5 поля изображения механизм 10 поворачивает системы призм 6,8 и ,9 на равные по величине, но противоположные по знаку углы, на1282052 рушающие полное внутреннее отражение.Образуется грубый короткофокусныйканал, в котором изображение светящейся марки анализатора 5 передаетсяобъективами 1 и 11 зеркалу 12 пронеряемого объекта и обратно. В режимеизмерения пучок лучей призмами 6 и7 в исходном положении и уголковым 1Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности кфотоэлектрическим автоколлиматорам,)и может быть использовано в высокочастотных контрольно-измерительныхугломерных системах для выполненияразличных задач измерительной техники,Цель изобретения - повышение быстродействия, упрощение конструкции иуменьшение габаритов, а также автоматизация поиска и наведения.На фиг. 1 представлена оптикоэлектронная схема устройства в режи.ме измерения; на фиг. 2 - то же, вв режиме поиска,Устройство содержит точный измерительный автоколлимационный канал, образованный длиннофокусным объективом 1 двумя плоскими отражателямио 2 и 3, установленными под углом 45 к оси объектива 1 и под углом 270один к другому, уголковым зеркалом 4, плоскость главного сечения которого совпадает с плоскостью главного сечения отражателей 2 и 3, а биссекторная плоскость перпендикулярна оси объектива 1, установленным в целях фокусировки с воэможностью перемещения вдоль линии пересечения указанных плоскостей, и анализатором 5 поля изображения, установленным в задней фокальной плоскости объектива 1. При этом каждый из плоских отражателей 2 и 3 выполнен в виде прямоугольной призмы 6 или 7 полного внутреннего отражения, дополненной со стороны отражающей грани через воздушный промежуток аналогичной призмой 8 или 9 до плоскопараллельной пластины в направлении оси объектива 1. зеркалом 4 направляется через объектив 1 к зеркалу 12 и обратно, Благодаря совмещению фокальных плоскостей объективов 1 и 11 изображения светящейся марки в каждом режиме работы строятся в соответствующем масштабе в одной плоскости анализатора 5.з.п. ф-лы, 2 илДля поиска объектов каждый из отражателей 2 и 3 установлен с возможностью поворота вокруг оси, связанной с введенным механизмом поворота 10 5 и перпендикулярной плоскости главного сечения отражателей 2 и 3, на угол с, нарушающий полное внутреннее отражение. Углыповорота отражателей 2 и 3 равны по величине, но противо положны по знаку. Таким образом, грубый поисковый автоколлимационный канал образован длиннофокусным объективом 1, отражателями 2 и 3 при их развороте на указанный угол ы и короткофокусным объективом 11, установленным между отражателями 2 и 3, Дпя этого ось объектива 11 совмещена с осью объектива 1 с учетом разворота отражателей 2 и 3 на угол Ы , эквивалентная задняя фокальная плоскость объективов 1 и 11 в грубом поисковом автоколлимационном канале совмещена с задней фокальной плоскостью объектива 1 в точном измерительном автоколлимационном канале с учетом толщин развернутых на угол с) отражателей 2 и 3, а анализатор 5 поля изображения выполнен общим для обоих каналов. Анализатор 5 поля изображения может быть выполнен в виде фотоэлектрического преобразователя с пороговым устройством, выход которого электрически связан с механизмом 10 поворота отражателей 2 и 3, который 35 в свою очередь может быть выполненв виде электромагнитного привода. На поверяемом объекте установлено автоколлимационное зеркало 12. 40 Работа устройства предусматриваетрежимы поиска и измерения. При включении устройства на выходе анализатора поля изображения 5 появляетсяэлектрический сигнал (ток), который приводит к срабатыванию механизма 10 поворота. При этом исполнительные/ органы механизма 10 поворота поворачивают совокупности призм 6,8 и 7,9 в 5 противоположные стороны до такого положения, при котором углы между нормалью к отражающей поверхности и осью объектива 1 становятся меньше угла полного внутреннего отражения, 10 В этом случае работает грубый короткофокусный канал режима поиска. Изображение светящейся марки (не показано) автоколлимационного анализатора 5 поля изображения передается пучком 15 лучей в направлении зеркала 12 и обратно посредством объективов 1 и 11.При этом световые лучи проходят через две совокупности призм 6,8 и 7,9 как через наклоненные в противо положных направлениях плоскопараллельные пластины.В режиме измерения совокупности призм 6,8 и 7,9 занимают нормальное положение,т.е.их отражающиеповерхности устанавливаются к оси объектива 1опод углом 45, который больше угла полного внутреннего отражения. Переключение с режима поиска на режим измерения осуществляется автоматичес- З 0 ки по соответствующему сигналу фотоэлектрического преобразователя анализатора 5 поля изображения.При этом срабатывает пороговое устройство анализатора 5, приводя механизм 10 поворота в исходное состояние. В результате пучок лучей посредством призм полного внутреннего отражения 6 и 7 и уголкового зер кала 4 направляется через объектив 1 в сторону зеркала 12 поверяемого объекта и обратно. Так как задние фокальные плоскости объективов смещены, автоколлимационные изображения 45 светящейся марки в каждом режиме работы строятся с соответствуннцим масштабом угловых перемещений в одной и той же плоскости анализатора 5 изображений,. 50формула изобретения1, Устройство для измерения углов поворота объекта, содержащее точный измерительный автоколлимационный канал, который включает длиннофокусный объектив, два плоских отражателя, установленных под углом 45 к оси длиннофокусного объектива и под углом 270 друг к другу, уголковоезеркало, плоскость главного сечениякоторого совпадает с плоскостью главного сечения плоских отражателей, абиссекторная плоскость перпендикулярна оси длиннофокусного объектива,установленное с возможностью перемещения вдоль линии пересечения указанных плоскостей, и анализатор поляизображения, установленный в заднейфокальной плоскости длиннофокусногообъектива, а также грубый поисковыйавтоколлимационный канал, которыйвключает короткофокусный объектив ианализатор поля изображения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, упрощения конструкции и уменьшения габаритов, каждый из плоских отражателейвыполнен в виде прямоугольной призмыполного внутреннего отражения, дополненной со стороны отражающей грани через воздушный промежуток аналогичной призмой до плоско-параллельной пластины в направлении оси длиннофокусного объектива, и установленс возможностью поворота вокруг оси,связанной с введенным механизмом поворота и перпендикулярной плоскостиглавного сечения плоских отражателей,на угол, нарушающий полное внутреннее отражение, причем углы поворотаотражателей равны по величине нопротивоположны по знаку, короткофокусный объектив установлен междуплоскиж отражателями и образуетвместе с ними при их развороте науказанный угол и вместе с длиннофокусным объективом грубый поисковыйавтоколлимационный канал, для чегоось короткофокусного объектива совмещена с осью длиннофокусного объектива с учетом разворота плоских отражателей на указанный угол, эквивалентная задняя фокальная плоскостьдлиннофокусного и короткофокусногообъективов в грубом поисковом автоколлимационном канале, совмещена сзадней фокальной плоскостью длиннофокусного объектива в точном измерительном автоколлимационном канале сучетом толщин развернутых на указанный угол плоских отражателей, а анализатор поля изображения выполнен общим для обоих каналов,12. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью авто,Пилипен рре ПодписноеСР 5 Производственно-полигра 4 ическое предприятие, г.ужгород роектная,4 -матизации поиска и наведения, анализатор поля изображения выполнен в виде фотоэлектрического преобраэоватеЗаказ 7263/44ВНИИШ. по дел113035 Тираж 522осударственногом изобретений иосква, Ж, Ра ля с пороговым устройством, выходкоторого электрически связан с механизмом поворота плоских отражателей. омитета ССткрытийская наб., д