Устройство для юстировки оптических элементов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801 2457 ЗШ С 02 В 7 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ь 10 РЩА ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 901968, кл. С 02 В 7/18, 1982.2. Авторское свидетельство СССР11 771598, кл.С 02 В 7/00, 1980(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащеенеподвижное основание с приливом сосферической направляющей, переходникс выступом с ответной направляющейи посадочным местом под юстируемыйоптический элемент, подпружиненныеопоры, каждая из которых установлена между приливом основания и переходником и включает кстировочныйвинт, головку со сферической поверхностью и размещенную между ними пружину, и элементы контровки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при уменьшениитрудоемкости юстировки, в него введены четыре регулировочных винта,каждый из которых шарнирно соединен с плоской опорой, опорная поверхность переходника выполнена на его выступе в виде скосов, расположенных в плоскостях, пересечение которых образуетправильную четырехгранную пирамиду,при этом каждая плоская опора контактирует с соответствующим скосомвыступа переходника, а каждая парадиаметрально расположенных плоскихопор образует вместе с направляющейоснования круговую направляющую,тыльная поверхность выступа переходника выполнена эквидистантной егонаправляющей поверхности, а геометрические оси подпружиненных опор нормальны к направляющей переходника,причем сферическая поверхность головки каждой из подпружиненных опорвыполнена ответной тыльнои поверхнос-.ти выступа переходника и контактирует с ней.Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано, в частности при креплении крупногабаритных тяжелых юстируемых зеркал в зеркальных и зеркально линзовых объективахоптико-мехакических телевизионных камер.Известно устройство для юстировки оптических элементов, содержащее подвижное основание, по центру которо-. 1 О го на оси расположена сферическая опора, которая контактирует с коническим отверстием неподвижного корпуса и к которой жестко закреплена шаровая головка, контактирующая с регули ровочными винтами, установленными попарно в корпусе в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а подвижное основание подпружинено относительно корпуса, причем пружины соеди иены с корпусом через механизм вырав. нивания усилий пружин 1.13.Недостатками такого устройства являются перетяжка оптического элемента из-за наличия изгибной деформа ции жестко связанного с этим элемен-, том основания, возникающей от действия натяжения соединенной с ним пружины, и непроизвольный проворот преимущественно несбалансированного 30 основания с закрепленным на нем оптическим элементом, возникающий в процессе юстировки при произвольном положении устройства в пространстве, что снижает точность и повышает трудоемкость юстировки, а также пониженная стабильность положения отъюстированного элемента при воздействии механических перегрузок из-за снятия регулировочных винтов и шаровой голо О вки от высоких контактных напряжений возникающих в точках контакта, и увеличенный осевой гаоарит устройства из-за наличия жестко связанной и соосно установленной со сферической опорой шаровой головкой.Известно также регулировочное приспособление, содержащее неподвижное основание с приливом со сферической направляющей, переходник с выступом с ответной направляющей и посадочным местом под юстируемый оптический элемент, подпружиненные опоры, каждая из которых установлена между приливом основаниями переходником и включает юстировочный винт, головку со сферической поверхностью и размещенную между ними пружину, и элементы контровки 12 1. Однако из-за того, что в процессе юстировки переходник опирается на четыре подпружиненные точечные опоры1 которые в произвольном положении переходника давят на него с различной силой каждая пружина сжата неодинаково по отношению к другим), происходит неуправляемая самоустановка переходника и тем самым нарушается основное правило юстировки независимость перемещений тела в каждом из направлений,что снижает точность и повышает трудоемкость юс-ф тировки, чему в значительной степени способствует и несбалансированность системы переходник - оптический элемент.Цель изобретения - повышение точности при уменьшении трудоемкостиюстировки,Цель достигается тем, что в устройство для юстировки оптическихэлементов, содержащее неподвижноеоснование с приливом со сферическойнаправляющей, переходник с выступомс ответной направляющей и посадочнымместом под юстируемый оптическийэлемент подпружиненные опоры, каждая из которых установлена междуприливом основания и переходником ивключает юстировочный винт, головкусо сферической поверхностью и размещенную между ними пружину, и элементы контровки, введены четыре регулировочных винта, каждый иэ которыхшарнирно соединен с плоской опорой,опорная поверхность переходника выполнена, на его выступе в виде скосоврасположенных в плоскостях, пересечение которых образует правильнуючетырехгранную пирамиду, при этомкаждая плоская опора контактирует ссоответствующим скосом выступа пере.ходника, а каждая пара диаметральнорасположенных плоских опор образуетвместе с направляющей основания кру.говую направляющую, тыльная поверхность выступа переходника выполнена эквидистантной его направляющейповерхности, а геометрические осиподпружиненных опор нормальны к направляющей переходника, причем сферическая поверхность головки каждойиз подпружиненных опор выполненаответной тыльной поверхности выступа переходника и контактирует с ней.На фиг.1 изображено предлагаемоеустройство для юстировки оптическихэлементов сечение А-А на фиг. ф наУстройство работает следующим образом.В исходном положении сферические головки 22 подпружиненных о ор находятся в состоянии контакта с тыльной поверхностью 13 выступа 11 переходника 3, обеспечивая силовое замыкание (прижатие переходника 3 к основанию 1, причем суммарная сила прижатия этих опор в общем случае выбрана из условия, что момент трения в сферическом шарнире уравново 3 0924 фиг.2 - разрез Б-Б на фиг,1, на котором детали позиций 9, 20, 22, 24, 26, 36 и 37 условно сняты.Устройство состоит иэ неподвижного основания 1 с вогнутой сфериче. ской направляющей поверхностью 2, переходника 3 с выпуклой сферической поверхностью 4, ответной направляющей поверхности 2, и посадочным местом 5 под юстируемый оптиче О ский элемент 6, например сферическое зеркало, снабженное упругими в радиальном направлении опорами 7, соединенными с посадочным местом5 переходника 3 винтами 8. 15Основание 1 выполнено с приливом 9, снабженным фланцем 10, а переходник 3 - с выступом 11, снабженным че. тырьмя скосами 12, причем конструктивно прилив с основанием и выступ с 20 переходником могут быть выполнены как сборными, так и за одно целое.Тыльная поверхность 13 вытсупа 1 и наружная поверхность 14 основания 1 выполнены эквидистантными поверхности сферического шарнира, образованного вогнутой сферической направляющей 2 основания 1 и выпуклой направляющей поверхностью 4 переходника 3. В приливе 9 выполнены резь- З 0 бовые отверстия 15, в которые ввернуты регулировочные винты 16.Каждый регулировочный винт 16 снабжен плоской опорой 17, которая соединена с этим винтом с помощью З 5 шарнира 18, обеспечивающего возмож-.ность качания опоры 17 вокруг оси, перпендикулярной оси устройства.Во фланце 10 прилива 9 выполнены равномерно расположенные резьбовые 40 отверстия 19, в которые ввернуты юстировочные винты 20, между которыми и сферической поверхностью 2 головки 22, ответной тыльной поверхности 13, установлены пружины 23. 45Каждая головка 22 соединена, например, жестко с осью 24, которая пропущена через пружину 23 в гладкое отверстие 25 юстировочного винта 20 и предохранена от выпадения из этого 50 винта заглушкой 26. Элементы 20, 22, 23, 24 и 26 образуют подпружиненную опору, причем геометрическая ось гладкого отверстия 25 и оси 24, а следовательно, и пружины 23 проходит 55 по нормали к направляющим поверхностям 2 и 4 сферического шарнира по его радиусус допуском в пределах 57 4 угла трения. Б выступе 1 выполнены резьбовые отверстия 27, а в приливе- гладкие отверстия 28, коакснальные отверстиям 27. В отверстиях 27 жест. ко закреплены шпильки 29, пропущен- ные с зазором 30 в отверстия 28На свободном конце 31 шпилек 29 раэмещены сферические шайбы 32, перекрывающие гладкие отверстия 28 с наружной стороны 14 основания 1. Шайбы 32 поджаты гайкой 33 и контргайкой 34. Элементы 29, 32, 33 и 34 образуют механизм контровки переходника 3 относительно основания 1, причем оси коак" сиальных отверстий 27 и 28, а следовательно, и шпилек 29 проходят по нормалям к направляющим поверхностям2 и 4 сферического шарнира (по его радиусам с допуском в пределах углатрения. Регулировочные винты 16 размещены на приливе 9 основания 1 через 90 и контактируют своими опорами 17 с плоскими скосами 12 выступа 11 переходника 3, которые при пересечении плоскостей, совмещенных с плоскостями этих скосов, образуют опорную по-., верхность в виде правильной, например, усеченной пирамиды с вершиной,совпадающей с центром С сферическогошарнира, при этом каждая пара диамет.рально расположенных опор 7 в случае, когда две другие опоры не нахо;дятся в контакте с соответствующимискосами выступа 11, образует вместесо сферическим шарниром замкнутуюкруговую направляющую типа ласточкин хвост, которая предохраняет переходник от самопроизвольного выпадания из незамкнутого сферического шарнира. На свободном конце 35 каждогорегулировочного винта 16 размещеныустройства выборки люфтов и фиксатор,например гайка 36 и контргайка 37. шивает момент ат силы веса переходника с закрепленным на нем оптическиэлементом или больше этого момента, при этом усилия прижатия переходника 3 к основанию 1 подпружиненными опорами устанавливаются и выравниваются друг относительно друга с помощью юстировочных винтов 20.Элементы юстировки обеспечивают натяг между направляющими поверхнос: тями 2 и 4 основания 1 переходника 3 с целью создания на них 1 под напра вляющими 2 и 4) базовых опорных центров, изменяемых в процессе юстировки.Встировка оптического элемента 6, закрепленного в переходнике 3, осуществляется по двум ортогональным осям, например при последовательномввинчивании-вывинчивании каждого из одной пары диаметрально расположенных регулировочных винтов 16 при неподвижных и установленных по отношению к соответствующим скосам переходника с минимальным зазором посадка скольжения ) другой пары регулировочных винтов, при этом плоские опоры 17 второй пары регулировочных винтов 16 вместе со сферической направляющей 2 основания 1 образуют замкнутую круговую направляющую типа "ласточкин хвост". Аналогичным образом осуществляется подвижка вокруг другой оси, перпендику лярной первой. По достижению требуемого положения оптического элеменФа в пространстве подвижка регулировочными винтами 16 прекращается. При этом затягиваются регулировочные винты б и гайки 36 и 33, обеспечивая предельный натяг между направляющими поверхностями 2 и 4 основания 1 и 5 10 15 20 25 30 35 40 переходника 3, и контрятся соответственно контргайками 37 и 34,Размещение шпилек 29 и подпружиненных опор по радиусу сферического шарнира обеспечивает отсутствие перемещения переходника 3 при контровке,так как нагрузка прикладывается впределах угла трения этого шарнира.Использование предложенного устройства позволяет повысить точностьи уменьшить трудоемкость юстировки,так как в нем сведены до минимумапри юстировке качания (разворот ) инеуправляемая самоустановка переходника за счет выполнения опорной поверхности в виде правильной четырехгранной пирамиды, исключающей возможность кругового поворота переходникапри контакте с ним регулировочных вин -тов,обеспечения автономности и незави.симости друг от друга в процессе юстировки Функций упругого замыканияпереходника с основанием с помощьюподпружиненных опор и функции юстировкис помощью регулировочных винтов и жесткого плоскостного контактаопор регулировочных винтов с гранямискосами) пирамиды, обеспечивающего впроцессе юстировки меньшее влияниезазора между неподвижной парой диаметрально расположенных опор исоответствующими скосами переходникапо сравнению с точным контактом визвестном стройстве, а также минимальную величину взаимной упругойдеформации регулировочных винтов искосов переходника, которой определяется зона неуправляемости нечувствительности) переходника к силовому воздействию регулировочных винтов1092457 оставитель В. Карягин ш Техред Т.фанта Корректор В.Бутяга Редактор М.Кел Тираж 497 П Государственного ко елам изобретений и о а, Ж, Раушская нказ 3251/3 г.ужгород, ул.Проектная, 4 Пате филиал ВНИИПИ по д 13035, Мосдписноемитета СССР крытий б д. 4/5