Устройство для юстировки оптических элементов

(51)4 Ь 0 Н ЕЛЬСТВ АВТОРСИ тируемые элем очлененных по ты местами 5 под выполненный из ческим поверхн цапфы 1 О и шар соединенной с Не азъемность ри ко ми 3о ТИ 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИЧЕСКМХ ЭЛЕМЕНТОВ(57) Изобретение относится к областиоптического приборостроения. Цельюизобретения является повышение точности юстировки и расширение функциональных возможностей путем увеличения степеней свободы узла крепленияоптических элементов. На основании 1установлен с предварительным натягомузел 4 крепления (УК) с посадочными 801210113 А остям опоры (0) 6, овой пяты 14, жестпружинящими лапка р УК 4 обеспечивается стяжками 17 в виде винтов, размещенных в отверстиях цапфы и пяты с зазором и ввернутых в опору. Юстировка положения УК 4 производится установочными винтами, а подпружиненный упор 29, постоянно прижимая через скосы 8 О 6 к наконечнику установочного винта, выбирает люфт между ними, Наконечник с двумя сферическими упорами Фиксируется от поворота относительно основания цилиндрическими направляющими. Угловое перемещение цапфы 1 О относительно О 6 в двух ортогональных плоскостях производится диаметрально расположенными регулировочными винтами 33. 3 ил.1210Изобретение относится к оптичес" кому приборостроению и может быть ,использована для юстирования, в част ности оптических элементов переналаживаемых оптических трактов измерительных схем.Целью изобретения является повышение точности юстиравки и расширение Функциональных воэможностей путем увеличения степеней свободы узла крепления оптических элементов.На фиг.1 схематично приведс нопредлагаемое устройство, продольное сечение; на Фиг,2 - то же, вид сверху; на фиг.З - схема изменения угла наклона узла крепления оптических элементов в процессе юстировки по одной из ортогональных осей, лежащих в плоскости наклона узла, при отсутствии силового замыкания и линейного контакта с одним из установочныхвинтов опоры.Устройство состоит из основания 1с плоской опорной площадкой 2, на которой установлен с предварительным 2:натягом через, например, пружинныйэлемент в виде лапок 3 узел 4 крепле-ния с посадочными местами 5 под юстируемые элементы.Узел 4 состоит из опоры 6 с нагнутой сферической направляющей 7, скосами 8 и резьбовыми отверстиями 9 ицапфы 10 с выпуклой сферическои направляющей 11, ответной вогнутой сферической направляющей 7, Вогнутойсферической направляющей 12 эквидистантной выпуклой сферической направляющей 11, отверстиями 13, Баровая пята 14 жестко соединена с пружинящими лапками 3, а ее выпуклая сфе брическая направляющая 15 ответна врагнутой сферической направляющей 12цапфы 10, при этом в пяте 14 выполнены отверстия (пазы) 16, Через отверстия 16 пяты 14 и отверстия 13 цапфы10 пропущены стяжки 17, котарь 1 е выполнены, например, в ниде винтов иввернуты в опору 6 узла 4 крепления,обеспечивая при этом одновременноего неразъемность с пружинным элементом 3 и посадку скольжения цапфы 10относительно опоры 6 и пяты 14 присборке),В основание 1 ввеонуты две парыориентированных по ортогональным госям диаметрально расположенных установочных винтов, которые контактируют со скосами 8 опоры 6. При этом 13 2установочные винты 18 одной иэ пар винтов выполнены со сферическими кон цами, Конец одного из установочных винто:в 19 второй пары винтов выполнен в виде саединеннога в ним с помощью, например, цилиндрического шарнира 20 наконечника 21 с двумя, например, сферическими упорами 22, образующими со скосами 8 опоры 6 контакт в двух точках по линии, параллельной плоской опорной площадке 2 основания 1, цилиндрическими направляющими 23, Фиксирующими наконечник 2 ат проворота относительно основа. ния 1, Конец другого установочного винта 24, снабженного Фиксатором 25 и гайкой-направляющей 26 в;полнея в виде подпружиненного пруюной 27 чгре: буртик 28 упора 29 со сферическим концом, пропущенным чсрез гайку- направляющую 26, и цилиндрическим хвостовиком 30, пропущенным через фиксатор 25 который снабжен стяжным винтом 31. Усилие Р пружины 27 выбрано таким образом, чтобы оно во всем диапазоне угловых и линейных перемещений узла крепления было боль. ше составляющей Р упругой силы Р Г1, фиг.З) пружинного элемента 3 направленной вдоль аси упора 29 установочного винта 25 и навстречу направлению перемещения этого упора от пру ж"нь 2 7В приливы 32 цапфы О ввернуты две пэры ориентированных по ортогональным осям диаметрально расположен. ных регулировочных винтов 33 со сферическими концами, которые контактируют с опорой 6,Устройство работает следующим образом. В исходном паложснии устройства установочные. Винть 1 18,19 и 24 находятся В состоянии контактв со каами 8 опоры 6, обеспечивая благодаря установке узла 4 крепления в основании 1 на пружинящих лапках 3 с предварительным натягам возможность егоОсевого и углового перемещения от действия установочных винтов и силовое замыкание 4 с основанием 1 и между опорой 6 и цапфой 10. Рогугировочные винты 33 при этом контактируют сь опорой 6, причем переменная в диапазоне регулироьки узла 4 крепления Вдоль Оси устройства к углу наклона относительно Основания 1 осе вая сила Р, пружины 3 выбрана такимобразом, что сила веса узла 4 крепления с закрепленными на нем оптическими элементами при произвольном положении его в пространстве уравновешена силой трения между плоскойопорной площадкой 2 основания 1 и пружинного элемента 3, и момент от силы веса цапфы 10 с закрепленным на ней оптическим элементом уравновешен моментом трения вращения этой 10 цапфы в сферических шарнирах узла крепления и пяты 14 с направляющей 12 цапфы 10.Юстировка положения подпружиненного узла 4 крепления на плоской 15 опорной площадке 2 основания 1 производится при не зафиксированном в фиксаторе 25 подпружиненном упоре 29 по одной иэ ортогональных осей ввинчиванием - вывинчиванием установоч ных винтов 18, а по другой оси - установочного винта 19. При этом подпружиненный упор 29, постоянно прижимая через скосы 8 опоры 6 к наконечнику 21 установочный винт 19 и 25 тем самым выбирая люфт между ними, автоматически обеспечивает безлюфтовое опирание узла 4 крепления на три фиксирующих точки, исключаюшее его проворот от момента трения верчения любого из толкающих установочных вин. тов о скосы 8 опоры 6, что позволяет достичь повышенной точности по сохранению направления поступательных перемещений узла 4 крепления, а следовательно, повысить точность юстировки оптических элементов.1Угловое перемещение узла 4 крепления в плоскости, проходящей через оси установочных винтов 19 и 24, про изводят при зафиксированном в винте 24 с помощью фиксатора 25 подпружиненном упоре 29 путем ввинчивания одного из установочных винтов 19 или 24 в зависимости от направления на клона) при неподвижном другом (работа в распор), при этом под действием вертикальной составляющей 0. нормальной составляющей йосевой силы Ц толкающего установочного винта 19 50 фиг.З) происходит неравномерное сжатие пружинящих лапок 3 ( Лиг.З), и узел 4 крепления, обкатывая скосом 8 сферический упор 29 или сферические упоры 22 наконечника 21 установочно го винта 19 1 в зависимости от того какой из винтов 19 и 24 неподвижен), устанавливается по отношению к плоской опорной площадке 2 основанияв наклонное положение.При перемещении наклонно расположенного узла 4 крепления по оси, лежащей в плоскости наклона, следуетснять с подпружиненного упора 29 фиксирующее усилие фиксатора 25, так какв противном случае из-за зазорамежду скосом 8 опоры 6 (Фиг,З) и вывинченным для обеспечения возможности перемещения, например, установочным винтом 19 под действием усилий Р и Р распрямления неравномерно сжатых лапок 3, создающих вращающий момент М относительно точечных опор установочных винтов 18, произойдет нежелательный поворот узла 4 крепления на угол М, определяемый зазороми он займет положение, обозначенное на Фиг,З штрихпунктирными линиями. При этом поступательного перемещения узла 4 вдоль оси установочныхвинтов 19 и 24 из-эа жесткого контак"та скосов 8 опоры 6 с ними осуществить не удастся, т.е, сократится число степеней свободы узла, крепления,что недопустимо,Осевое перемещение узла 4 следуетпрсизводить при зафиксированном фиксатором 25 в установочном винте 24подпружиненном упоре 29 путем одновременного ввинчивания - вывинчивания установочных винтов 19 и 24 привывинченных для обеспечения возможности перемещения узла 4 в обоих нап; равлениях установочных винтах 18.Хотя осевое перемещение узла 4 можно обеспечить путем ввинчивания - вывин чивания установочных винтов 18 при вывинченных установочных винтах 19 и 24, делать зто нецелесообразно, так как в этом случае одновременно с осевым перемещением будет происходить поворот несбалансированного узла крепления от неравномерно сжатых пружинящих лапок 3 (особенно при наклонном положении узла 4 относительно плоской опорной площадки 2 основания 1) относительно точечного контакта скосов 8 опоры 6 со сферическими концами установочных винтов 18, что приведет к низкой точности и повышенной трудоемкости юстировки.Угловое перемещение цапфы 10 относительно опоры 6 в двух ортогональ ных плоскостях осуществляется при последовательном чередующемся вывинчивании одного и ввинчивании друго 5 121 го из одной пары диаметрально распо. ложенных регулировочных винтов 33 при неподвижных и установленных по отношению к соответствующим скосам 8 опоры 6 с минимальным зазором (посадка скольжения установочных винтов 33 другой пары.Формула и э о б р е т е н и яУстройство для юстировки оптических элементов, содержащее основание с установленным на нем через пружинный элемент узлом крепления оптических элементов, выполненным иэ сочлененных по сферическим поверхностям опоры и цапфы, скрепленных стяжкой, связанной с опорой по резьбовому соединению, установочные винты, размещенные в основании и взаимодействующие с выполненными на опоре скосами, и регулировочные винты, размещенные в цапфе и взаимодействующие с опорой, о т л и ч а ю щ е е с я 0113 Ьтем, что, с целью повышения точности юстировки и расширения функциональных возможностей путем увеличения степеней свободы узла крепления оптических элементов, узел крепления оптических элементов дополнительно снабжен шаровой пятой, взаимодействующей по сферической поверхности с цапфой и выполненной с пру жинящими лапками, взаимодействующими с основанием, дополнительнымистяжками, оси которых расположеныпо окружности, при этом стяжки размещены в отверстиях цапфы и шаровой 15 пяты с зазором, а один иэ установочных винтов дополнительно снабженшарнирно установленным наконечникомс закрепленными в нем двумя упорамии с размещенными в отверстиях осно вания направляющими, оси которых параллельны оси винта, а противолежащий установочный винт выполнен подпружиненным с фиксатором его положения,"Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 иал аказ 515/54 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МТираж 502рственногоизобретенисква, Ж"35 Подписное комитета СССР и открытий Раушская наб., д. 4