Юстировочный прибор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ Соиз Советских Социалистических Республик(22) Заяалеио 020479 (21) 2744873/18-10 (51)М. КЛ,С 02 В 7/00 с присоединением заявки Нов(23) Приоритет Государствеииый комитет СССР по дедам изобретений и открытий(54) ЮСТИРОВОЧНЫЙ ПРИБОР Изобретение относится к области приборостроения для использования в тех приборах или системах, где требуются плавные угловые перемещения относительно двух взаимно перпендикулярных осей.Известно устройство, обеспечивающее плавное изменение положения зеркала в двух взаимно перпендикулярных направлениях, состоящее из основания, оправы, упругого элемента, заключенного между основанием и оправой, двух нитей и соответствующих механизмов, обеспечивающих плавное изменение натяжения нитей 1 . 15Недостатком этого устройства является неустойчивость к вибрациям.Наиболее близко к изобретению устройство, содержащее корпус и регулиро-. вочный механизм 21 . 20Корпус устройства разделенный на три секции, винты и контрвинты, секции соединены между собой взаимно перпендикулярными перемычками Г 21 .Это устройство обладает устойчивостью к вибрации, однако оно не обеспе;чивает высокой точности приведения зеркала в заданное положение, так как контрвинты при их затяжке сбивают положение зеркал, н которое оно было 30 приведено с помощью регулировочных винтов. Кроме того, это устройство не может быть использовано в качестве жесткого двухкоординатного стенда для юстирования объектов большого веса.Цель изобретения - повышение точности юстировки.Указанная цель достигается тем, что регулировочный механизм снабжен полой осью, последовательно расположенными на ней пружиной, замыкающей пластиной, первой парой клиновых плас. тин, разделительной пластиной, второй парой клиновых пластин и приводами одновременного поворота каждой иэ клиновых пластин пары во взаимно противоположных направлениях, при этом клиновые пластины каждой пары выполнены с одинаковыми двугранными углами и установлены так, что в исходном положении двугранные углы пластин одной пары направлены навстречу друг другу, а главные сечения каждой из пар развернуты относительно друг друга на угол 90оНа фиг.1 и 2 представлены пары клиновых пластин П и П в двух положениях одна относительно другой (на фиг.1 клиновые пластины находятся яисходном (нулевом) положении, чтосоответствует Ч =О, где Ч - угол поворота клиновых пластин; на фиг.2нижняя клиновая пластина развернутапротив часовой стрелки на угол Ч-90 о, а верхняя клиновая пластинапо часовой стрелке на угол Ч =+90 )Клиновая пластина П установленана базовую, например, горизонтальнуюплоскость Х, У, 2 - система осей, неподвижная относительно базы: оси Хи У горизонтальны, ось 2 - вертикальна", Угол Зоклиновой пластины П - линейный угол, которым измеряется дву.гранный угол между верхней и нижнейплоскостью клиновой пластины, В исходном положении клиновой пластины 15угол с(. находится в плоскости Х 2.При повороте клиновой пластины наугол М относительно оси Е линейныйугол в плоскости ХЕ (угол ВСО) изменяется по закону с = особ , а в плос кости у 2 - по закону Ы,=А 0 яп 1.Если на верхнюю плоскость клиновой пластины П установить клиновуюпластину П так, что двугранные углыобеих клиновых пластин будут направлены навстречу друг другу, что соответствует Ч =0 (фиг.1) , то очевидно,что линии АВ и ЕГ клиновой пластины,Н будут горизонтальны. Если обе клиновые пластины поворачивать одновременно на углы Ч в противоположныестороны (пластину П, поворачиватьотносительно оси, перпендикулярнойее нижней рабочей плоскости), то прямая АВ будет оставаться горизочтальной .(фиг,2) так как 35с +с.:.ЬСЭ+.АВС =3. соэ 9+с(, СОВ(1 ВОЮЮ)== СОВА-А СОЗЧ=О,Угол между прямой ЕГ и горизонтальной плоскостью будет изменяться по законую" = -ЗРИ+-ЕГО=0 з 1+ эщИВф-ч)=0=2.д 0 зщпУ.Приведенные выражения справедливы только при малых углах с(,0 .Таким образом, при вращении клиновых пластин одной пары в противоположные стороны на одинаковые углы щ происходит изменение углового положения площадки замыкающей пластины оносительно одной оси; при вращении пластин другой пары происходит изменение углового положения площадки замыкающей пластины относительно другой оси, перпендикулярной к первой, В результате замыкающая площадка совершает перемещение относительно двух взаимно перпендикулярных осей. Плавность угловых перемещений опре деляется углом клина пластин, кото-. рый может быть выполнен достаточно малым, например не более 1-3 дуг.мин.На фиг.3 представлен юстировочный прибор, предназначенный для юстиров ки двухкоординатного фотооптического устройства, продольный разрез; на фиг.4 - юстировочный прибор, вид сверху с частичным разрезом.Корпус 1 (фиг. 3,4) имеет два взаимно перпендикулярные базовые плоскости 2 и 3, предназначенные для установки и крепления прибора на основании или ф 1 ндаменте (на чертеже не показан), полую ось 4, фланец 5 и две базы 6 и 7. На полой оси 4 установлены клиновые пластины 8,9,10 и 11, имеющие отверстия 12. Диаметротверстий 12 пластин 9,10,11 превышает наружный диаметр полой оси 4. Каждая клиновая пластина 8,9,10 и 11имеет три радиальных выступа 13, расположенных друг относительно друга под углом 120, один из которых может быть подпружинен. Выступы 13 касаются наружной поверхности оси 4. Клиновые пластины 8 и 9 образуют одну пару,а клиновые пластины 10 и 11 - другую пару. Клиновые пластины 8,9 в исходном (нулевом) положении юстировочного прибора расположены дург относительно друга так, что их главные сечения совпадают и находятся в вертикальной плоскости, а двугранные углы, образуемые их рабочими плоскостями, обращены навстречу друг другу,Главные сечения пластин 10 и 11находятся в горизонтальной плоскости. Между двумя парами клиновых пластин на полой оси 4 установлена без свободы вращения относильно нее разделительная пластина 14, имеющая каки клиновые пластины, плоские рабочиеповерхности, отверстия 12 и выступы13, касающиеся полой оси 4. Крометого, разделительная пластина 14 имеет штифт 15, который входит в паэ 16полой оси 4, причем диаметр штифта15 равен поперечному размеру паза 16Снаружи клиновой пластины 11 наполой оси 4 установлена замыкающаяпластина 17, имеющая одну рабочуюплоскость и отверстие 12, а такжетри выступа 13 и штифт 15, которыйвходит в паэ 16 полой оси 4. Крометого, замыкающая пластина имеет опраВУ 18 с зеркалом 19. Весь пакетпластин (8,9,10,11,14 и 17) сжат восевом направлении пружиной 20, удер-.живаемой на полой оси 4 с помощью гайки 21. Усилие пружины подобрано таким, чтобы клиновые пластины 8,9, 10 и 11, разделительная пластина 14 и замыкающая пластина 17 находились в механическом контакте между собой, касаясь друг друга рабочими плоскостями, и могли поворачиваться вокруг полой оси 4.На базах 6 и 7 закреплены приводы 22 и 23 одновременного поворота каждой из клиновых пластин пары в противоположных направлениях, Привод 22 содержит два зубчатых колеса 24и 25, закрепленных на клиновых пластинах 8 и 9, шестерни,26 и 27,. состоящие соответственно в зацеплении с зубчатыми колесами 24 и 25. Шестерни 26 и 27 установлены на валиках 28 и 29 со свободой вращения относительно кронштейна 30 и состоят в зацеплении между собой. Кронштейны 30 винтами 31 закреплены на базе 6 корпуса 1. На валике 29 закреплена ручка 32, предназначенная для приведения в движение шестерни 27 от руки оператора. Привод 23 устроен аналогично приводу 22,Каждое зубчатое колесо 24,25,24 и 25 имеет риску 33, На каждой ручке 32 и на соответствующихкронштей нах 30 и 30 нанесены риски 33. Одновременное совпадение рисок 33 зубчатых колес 24,25 и 24, 25 между собой, а также рисок 33 на ручках 32 и кронштейнах 30 и 30 соответствует 2 О исходному (нулевому) положению пар клиновых пластин 8,9 и 10,11.На одном основании (фундаменте) с юстировочным прибором установлены эталонное оптическое устройство - автоколлиматор 34 - и двухкоординатное фотооптическое устройство 35 (юстируемый объект). Объектив автоколлиматора 35 направлен на плоскость 36 зеркала 19. Юстируемый объект направлен своим объективом на плоскость 37 зеркала 19. Юстировочный прибор работает следующим образом. 35Согласовывают оптическую ось автоколлиматора 34 с нормалью к плоскости 36 зеркала 19. Предварительное согласование производят угловыми перемещениями автоколлиматора 34. Окончательное .(тонкое) согласование производят ф с помощью юстировочного прибора, для чего при наличии рассогласования относительно горизонтальной оси вращают ручку 32 привода 22. При этом шестерня 27 приводит во вращение 45 зубчатое колесо 25 и через шестерню 26 - зубчатое колесо 24, вместе с ними клиновые пластины 9 и 8 в противоположных направлениях. Кпиновые пластины 8 и 9 перемещаются с тре- Онием их рабочих плоскостей между собой, а также между фланцем 5 и разделительной пластиной 14. Трение обусловлено усилием, создаваемым пружиной 20, При этом разделительная пластина 14, удерживаемая от вращения относительно полой оси 4 с помощью штифта 15, клиновые пластины 10 и 11 и замыкающая пластина 17, прижатые к клиновой пластине 9, повторяют угловые перемещения относительно 60 горизонтальной оси, совершаемые плоскостью клиновой пластины 9 прилегающей к разделительной пластине 14. Штифты 15 разделительной пластины 14 и замыкающей пластины 17 соверша. 65 ют при этом поступательные перемещения в пазах 16.В момент устранения рассогласования между оптической осью автоколлиматора 34 и плоскостью 36 зеркала 19 относительно горизонтальной оси вращение ручки 32 прекращают.Аналогично согласовывают оптическую ось автоколлиматора 34 с положением плоскости 37 зеркала 19 относительно вертикальной оси, пользуясь ручкой 32 привода 23. При вращении ручки 32 привода 23 клиновые пластины 10 и 11 поворачиваются на равные углы в противоположные стороны. Клиновые пластины 10 и 11 при этом перемещаются с трением между неподвижной разделительной пластиной 14 и замыкающей пластиной 17, удерживаемой от вращения относительно полой оси 4 с помощью штифта 15 и паза 16. Замыкающая пластина 17, прижатая кклиновой пластине 11 повторяет угловые перемещения относительно вертикальной оси, совершаемые плоскостью клиновой пластины 11, прилегающей к замыкающей пластине 17. ШтиФт 15 замыкающей пластины 17 совершает при этом в пазу поступательные перемещения, Вращение ручки 32 привода 23 прекращают в тот момент, когда будетдостигнуто согласование оптическойоси автоколлиматора 34 с нормальюк плоскости 37 зеркала 19.Таким образом, зеркало 19 совершает плавные угловые перемещения относительно двух взаимно перпендикулярных осей - вертикальной и горизонтальной. Если двугранные углы клиновыхпластин, составляющих одну пару, выполнены равными, то эти угловые перемещения будут независимыми.Далее согласовывают юстируемый объект 35 в соответствии с положением нормали к плоскости 37 зеркала 19 средствами юстируемого объекта 35.Задавая с помощью автоколлиматора 34 определенные фиксированные значения углов относительно горизонтальной оси, каждый раз отслеживают значения этих углов вращением ручки 32привода 22. В каждом положении зеркала 19, соответствующем угловому положению оптической оси автоколлиматора 34, отсчитанном от начального согласованного положения, согласовывают положение юстируемого объекта с положением нормали к плоскости 37 зеркала 19 и определяют погрешность юстируемого объекта 35,принимая за эталонположение зеркала 19 юстировочного прибора. Аналогично определяют погрешности юстируемого объекта 35 приюстировке его относительно вертикальной оси. Юстировочный прибор может быть также использован для горизонтирования объектов, или для юстировки уст.2 ройств чувствительныхх к изменениюположения относительно горизонта.В этих случах юстировочный приборустанавливают базовой плоскостью 3на горизонтальное основание (фундамент), объект располагают на замыкающую пластину 17, для чего на нейпредусматривают опоры. При этом весобъекта и средств для установки икрепления объекта на замыкающей пластине 17 будет дополнительно сжиматьпластины 8,9,10,11,14,17 аналогичнопружине 20, Благодаря действию фрикционных сил между сланцем 5 и пластиной 8, а также между пластинами8,9,10,11,14 и 17 исключается самопроизвольное изменение угловых положений замыкающей пластины 17, а следовательно и объекта относительно горизонта. Юстировочный прибор, содержащийкорпус и регулировочный механизм,о т л и ч.а ю щ и й с я .тем, что,с целью повышения точности, регулировочный механизм снабжен полой осью,последовательно расположенными наней пружиной, замыкающей пластиной,первой парой клиновых пластин, разделительной пластиной, второй паройклиновых пластин и приводами одновременного поворота каждой из клиновых пластин пары во взаимно противоположных направлениях, при этом клиновые пластины каждой пары выполнены с одинаковыми двугранными угламии установлены так, что в исходномположении двугранные углы пластинодной пары направлены навстречу другдругу, а главные сечения каждой изпар развернуты одно относительно другого на угол 90Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Р 1243485,кл. 47-2, опублик. 29.06,67.2. Авторское свидетельство СССРР 509852, кл. С 02 В 7/00, 04.12.74