JPH07119890B2 - Actuator for mirror support - Google Patents

Actuator for mirror support

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JPH07119890B2
JPH07119890B2 JP63116998A JP11699888A JPH07119890B2 JP H07119890 B2 JPH07119890 B2 JP H07119890B2 JP 63116998 A JP63116998 A JP 63116998A JP 11699888 A JP11699888 A JP 11699888A JP H07119890 B2 JPH07119890 B2 JP H07119890B2
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mirror
cell
slide mechanism
support rod
universal joint
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啓造 宮脇
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は、光学望遠鏡用の薄型のミラーをこれの裏面
側から最適な荷重で支持することにより、鏡面の所定の
形状に維持するミラーサポート用アクチュエータに関す
るものである。
The present invention relates to a mirror support actuator that maintains a mirror surface in a predetermined shape by supporting a thin mirror for an optical telescope from the back surface side thereof with an optimum load.

【従来の技術】[Prior art]

第2図は従来のミラーサポート用アクチュエータを示す
構成図であり、図において、1はミラー、2はミラー1
の下方に設けられたミラーセル、12はミラー1の裏面に
形成した穴内に取付けられた自在継手受、5は自在継手
受12内に取付けられた第1の自在継手、13aは第1の自
在継手5に一端が回転結合され、他端がロードセル3に
結合された支持棒、3は支持棒13aの軸方向の力を検出
する上記のロードセル、13bはロードセル3に結合され
他端にカウンタウエイト11が取付けられた支持棒、6は
支持棒b13のミラーセル2付近に取付けられら第2の自
在継手、8は第2の自在継手6に回転結合され、ミラー
セル2に設けた穴内に直進案内されるスライド機構、9
はスライド機構8に結合されたばね、10は一端がばね9
に結合され、他端がミラーセル2に取付けられた送り機
構、11は支持棒13bの、上記ロードセル3がある側とは
反対側の端部に取付けられたカウンタウエイトである。 次に動作について説明する。ミラー1はこのミラー1の
裏面の穴内に装着された自在継手受12および第1の自在
継手5を介して支持棒13aで支持されている。また、支
持棒13aの軸方向はミラー1の鏡軸方向に一致するよう
に設定される。ミラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸
に垂直な方向の成分は、以下のようにして最適支持状態
を保たれる。ミラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸と
垂直な方向の成分は、第1の自在継手5,自在継手受12を
介して支持棒13aに伝わり、第2の自在継手6を回転中
心とするモーメント力を生じさせる。そこで、カウンタ
ウエイト11の自重を調整することにより、第2の自在継
手6を回転中心とし、上記モーメント力と方向が逆で、
大きさが等しいモーメント力を負荷する。これによりミ
ラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸と垂直な方向の成
分と方向が逆で、大きさが等しい力をミラー1に負荷す
ることができる。この結果、ミラー1の姿勢が変化した
場合、ミラー1の鏡軸と垂直な方向の力は、ミラー1の
自重、カウンタウエイト11の自重とも姿勢角の余弦倍に
なるため、上記モーメント力のつり合いは保たれ、常に
ミラー1の鏡軸と垂直な方向の力のつり合いを保つこと
ができる。第3図はこのようなミラー1の鏡軸と垂直な
方向の最適な支持力P1の大きさを、ミラー1の姿勢角Θ
に対応して表したものである。 次に、ミラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸方向の成
分は次のようにして最適状態に支持される。すなわち、
ミラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸方向の成分は、
自在継手受12,第1の自在継手5,支持棒13a,13b,ロード
セル3,第2の自在継手6,スライド機構8,ばね9および送
り機構10を介してミラーセル2に伝わる。このときにミ
ラー1に負荷される力の大きさはロードセル3にて検出
される。上記のように、ミラー1はその姿勢により、最
適なミラー1の鏡軸方向の成分の支持力P2の大きさが第
4図に示すように決まっており、ロードセル3にて検出
された支持力の大きさが最適荷重値と異なっていると、
以下に述べる動作により、ミラー1の鏡軸方向の支持力
の大きさを最適な荷重に近づける。 すなわち、荷重が最適荷重より小さいとき、送り機構10
により、ばね9を押し縮め、スライド機構8を押し上げ
る力を発生させる。ここで生じた力はスライド機構8,第
2の自在継手6,ロードセル3,支持棒13a,第1の自在継手
5および自在継手受12を介してミラー1に伝えられる。
ばね9の押し縮め量を適切に選ぶことにより、ミラー1
を最適な荷重で支持することができる。 逆に、支持棒13aの軸方向の荷重が最適荷重より大きい
ときは、送り機構10によりばね9を引き伸ばすようにし
て、スライド機構8を送り機構10側に引き戻して、ミラ
ー1を最適な荷重で支持することができる。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a conventional mirror support actuator, in which 1 is a mirror and 2 is a mirror 1.
, 12 is a universal joint receiver mounted in a hole formed on the back surface of the mirror 1, 5 is a first universal joint mounted in the universal joint receiver 12, and 13a is a first universal joint. 5, one end is rotationally coupled and the other end is coupled to the load cell 3, 3 is the above-mentioned load cell for detecting the axial force of the support rod 13a, 13b is coupled to the load cell 3 and the other end is a counterweight 11 Is attached to the support rod b6, a second universal joint 6 is attached to the support rod b13 in the vicinity of the mirror cell 2, and 8 is rotationally coupled to the second universal joint 6 and guided straight into the hole provided in the mirror cell 2. Slide mechanism, 9
Is a spring connected to the slide mechanism 8, and 10 is a spring 9 at one end.
Is a feed mechanism connected to the mirror cell 2 and the other end is attached to the mirror cell 2, and 11 is a counterweight attached to the end of the support rod 13b opposite to the side where the load cell 3 is located. Next, the operation will be described. The mirror 1 is supported by a support rod 13a via a universal joint receiver 12 and a first universal joint 5 mounted in a hole on the back surface of the mirror 1. The axial direction of the support rod 13a is set so as to match the mirror axial direction of the mirror 1. The component of the self-weight of the mirror 1 in the direction perpendicular to the mirror axis of the mirror 1 is maintained in the optimum supporting state as follows. A component of the self-weight of the mirror 1 in a direction perpendicular to the mirror axis of the mirror 1 is transmitted to the support rod 13a through the first universal joint 5 and the universal joint receiver 12, and the second universal joint 6 serves as the center of rotation. A moment force is generated. Therefore, by adjusting the own weight of the counterweight 11, the second universal joint 6 is used as the center of rotation, and the direction of the moment force is opposite,
Load moment forces of equal magnitude. This makes it possible to apply to the mirror 1 a force of the weight of the mirror 1 that is opposite in direction to the component perpendicular to the mirror axis of the mirror 1 and of equal magnitude. As a result, when the attitude of the mirror 1 is changed, the force of the mirror 1 in the direction perpendicular to the mirror axis becomes both the weight of the mirror 1 and the weight of the counterweight 11 multiplied by the cosine of the attitude angle. Is maintained, and the force balance in the direction perpendicular to the mirror axis of the mirror 1 can always be maintained. FIG. 3 shows the optimum supporting force P 1 in the direction perpendicular to the mirror axis of the mirror 1 as described above, and the attitude angle Θ of the mirror 1
It corresponds to. Next, of the own weight of the mirror 1, the component in the mirror axis direction of the mirror 1 is supported in the optimum state as follows. That is,
Of the own weight of the mirror 1, the component in the mirror axis direction of the mirror 1 is
It is transmitted to the mirror cell 2 via the universal joint receiver 12, the first universal joint 5, the support rods 13a and 13b, the load cell 3, the second universal joint 6, the slide mechanism 8, the spring 9 and the feed mechanism 10. At this time, the magnitude of the force applied to the mirror 1 is detected by the load cell 3. As described above, depending on the posture of the mirror 1, the optimum supporting force P 2 of the component in the mirror axis direction of the mirror 1 is determined as shown in FIG. 4, and the support detected by the load cell 3 is determined. If the magnitude of force is different from the optimum load value,
By the operation described below, the magnitude of the supporting force of the mirror 1 in the mirror axis direction is brought close to the optimum load. That is, when the load is smaller than the optimum load, the feed mechanism 10
Thereby, the spring 9 is compressed and contracted, and a force for pushing up the slide mechanism 8 is generated. The force generated here is transmitted to the mirror 1 via the slide mechanism 8, the second universal joint 6, the load cell 3, the support rod 13a, the first universal joint 5 and the universal joint receiver 12.
By appropriately selecting the compression amount of the spring 9, the mirror 1
Can be supported with an optimum load. On the contrary, when the axial load of the support rod 13a is larger than the optimum load, the spring 9 is extended by the feed mechanism 10 and the slide mechanism 8 is pulled back to the feed mechanism 10 side, so that the mirror 1 is set to the optimum load. Can be supported.

【発明が解決しょうとする課題】[Problems to be solved by the invention]

従来のミラーサポート用アクチュエータは以上のように
構成されているので、望遠鏡の姿勢が変化したり、雰囲
気温度が変化してミラー1とミラーセル2間に相対変位
が生じると、次に述べるような問題点が生じる。これを
第5図および第6図について説明する。いま、ミラー1
の鏡軸方向15とアクチュエータの支持棒13aの軸方向14
との間に傾き誤差iが生じると、ミラー1の鏡軸方向15
と垂直な方向の最適な支持力P1はWcosΘであり、ミラー
1の鏡軸方向15の最適な支持力P2はWsinΘである。従っ
て、傾き誤差iがあるときのミラー1の鏡軸方向15に垂
直な方向の支持力の誤差Δおよびミラー1の鏡軸方向
15の支持力の誤差Δは、次のようになる。 Δ=Wcos(Θ+i)cos i+WsinΘsin i−WcosΘ =W(cos2i−1)+Wsinθsin i(1−cos i) Δ=WsinΘcos i−Wcos(Θ+i)sin i−WsinΘ =WsinΘ(cos i−1)−Wcos(Θ+i)sin i ただし W;アクチュエータ1個当りで分担するミラー1
の自重 Θ;ミラー1の姿勢 この様子を第6図に示す。 まず、i=1/1000とすると、sin ii,cos i1とな
り、上式のΔ1は次のようになる。 Δ=0 Δ=−W×cos(Θ+1)×i 従って、Wが50kgとすると、Δの許容値は0.02kgであ
るが Δ=−50×cos(90゜)×1/1000=−0.05 によって、−0.05kgとなるため、上記許容値を越える。
このことにより、ミラー1に必要以上の支持力がかか
り、鏡面に有害な変形が生じるという問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、望遠鏡の姿勢変化や雰囲気温度の変化があっ
ても、ミラー1の鏡軸方向に最適な支持力を与えること
ができるミラーサポート用アクチュエータを得ることを
目的とする。
Since the conventional mirror support actuator is configured as described above, when the attitude of the telescope changes or the ambient temperature changes and relative displacement occurs between the mirror 1 and the mirror cell 2, the following problems occur. Dots occur. This will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Now mirror 1
Mirror axis direction 15 and actuator support rod 13a axis direction 14
If an inclination error i is generated between the
The optimum supporting force P 1 in the direction perpendicular to is W cos θ, and the optimum supporting force P 2 in the mirror axis direction 15 of the mirror 1 is W sin θ. Therefore, when there is a tilt error i, the error Δ 1 of the supporting force in the direction perpendicular to the mirror axis direction 15 of the mirror 1 and the mirror axis direction of the mirror 1
The error Δ 2 of the bearing capacity of 15 is as follows. Δ 1 = Wcos (Θ + i) cos i + Wsin Θsin i−WcosΘ = W (cos 2 i−1) + Wsin θsin i (1-cos i) Δ 2 = Wsin Θcos i−Wcos (Θ + i) sin i−Wsin Θ = Wsin Θ (cos i−1) ) -Wcos (Θ + i) sin i where W; mirror 1 shared by each actuator
Self-weight Θ; posture of mirror 1 This state is shown in FIG. First, assuming that i = 1/1000, sin ii, cos i1, and Δ 1 and Δ 2 in the above equation are as follows. Δ 1 = 0 Δ 2 = −W × cos (Θ + 1) × i Therefore, if W is 50 kg, the allowable value of Δ 2 is 0.02 kg, but Δ 2 = −50 × cos (90 °) × 1/1000. = -0.05, weighs -0.05 kg, which exceeds the above allowable value.
As a result, there is a problem in that the supporting force is applied to the mirror 1 more than necessary and the mirror surface is harmfully deformed. The present invention has been made in order to solve the above problems, and a mirror that can provide an optimum supporting force in the mirror axis direction of the mirror 1 even when the attitude of the telescope or the ambient temperature changes. The purpose is to obtain a support actuator.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

この発明に係るミラーサポート用アクチュエータは、ミ
ラーの凹部の底部に固定されたロードセルにより支持棒
から加えられる支持力を検出し、車輪を介してミラーの
凹部内面と接触する第1のスライド機構をミラーの凹部
内でロードセルと当接させるようにしたものである。
The mirror support actuator according to the present invention detects the supporting force applied from the support rod by the load cell fixed to the bottom of the recess of the mirror, and uses the first slide mechanism that comes into contact with the inner surface of the recess of the mirror via the wheel. In this case, the load cell is brought into contact with the inside of the recess.

【作 用】[Work]

ミラーの凹部の底部に固定され、支持棒から加えられる
支持力を検出するロードセルと、ミラーの凹部内でロー
ドセルと当接するとともに、車輪を介してミラーの凹部
内面と接触する第1のスライド機構と、この第1のスラ
イド機構と支持棒とを回動自在に接続する第1の自在継
手とを設けたことにより、ロードセルの検出出力によ
り、送り機構の位置を調整し、ミラーに加える支持力を
変更することができる。
A load cell that is fixed to the bottom of the recess of the mirror and detects the supporting force applied from the support rod; and a first slide mechanism that contacts the load cell in the recess of the mirror and that contacts the inner surface of the recess of the mirror via the wheel. By providing this first slide mechanism and the first universal joint that rotatably connects the support rod, the position of the feed mechanism is adjusted by the detection output of the load cell, and the support force applied to the mirror is adjusted. Can be changed.

【実施例】【Example】

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、1はミラー、2はミラー1の下方に設けら
れたミラーセル、3はミラー1の凹部の底部に固定さ
れ、支持棒6から加えられる支持力を検出するロードセ
ルと、4はミラー1の凹部内でロードセル3と当接する
とともに、鏡軸に対して垂直方向に位置する車輪を介し
てミラー1の凹部内面と接触する第1のスライド機構で
あり、ロードセル3はこの車輪があるため鏡軸に対して
垂直方向から加わる力を受けずに、鏡軸方向のみの支持
力を検知する。5は第1のスライド機構4内に取り付け
られ、第1のスライド機構4と支持棒6とを回動自在に
接続する第1の自在継手、7は第1の自在継手5に回転
結合された支持棒、6は支持棒7のミラーセル2付近に
取付けられた第2の自在継手、8は第2の自在継手6に
回転結合され、かつミラーセル2内に直進案内される第
2のスライド機構、9は第2のスライド機構8に結合さ
れたばね、10はばね9に結合され、他端がミラーセル2
に取付けられた送り機構、11は支持棒7の第1のスライ
ド機構4とは反対側に取付けられたカウンタウエイトで
ある。 次に、動作について説明する。ミラー1はミラー1の裏
面の穴内に装着されたロードセル3、第1のスライド機
構4および第1の自在継手5を介して支持棒7で支持さ
れている。ミラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸方向
と垂直な方向の成分は、従来と同様の方法で、つまり、
カウンタウエイト11の自重と釣り合わせることにより、
最適支持状態に保たれる。 次に、ミラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸方向の成
分は、次のようにして最適に支持される。すなわち、ミ
ラー1の自重のうち、ミラー1の鏡軸方向の成分は、第
1のスライド機構4,上記各自在継手5,6,支持棒7,第2の
スライド機構8,ばね9および送り機構10を介してミラー
セル2に伝わる。そして、このときミラー1が受ける力
の大きさはロードセル3にて検出される。ミラー1はそ
の姿勢により最適なミラー1の鏡軸方向の支持力P2の大
きさが決まっており、ロードセル3にて検出された支持
力の大きさが最適荷重値と異なっていると、従来と同様
の方法、つまりばね9を送り機構10で押し引きすること
により、最適荷重に近づける。 このとき、ミラー1とミラーセル2との間に相対変位が
生じた場合でも、ロードセル3が検出する力の方向は常
にミラー1の鏡軸の方向に一致しているため、従来の装
置のように支持力に誤差が生じることがない。そして検
出された力の大きさに従って、この方向の支持力をばね
9や送り機構10により最適とすることができる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First
In the figure, 1 is a mirror, 2 is a mirror cell provided below the mirror 1, 3 is a load cell fixed to the bottom of the concave portion of the mirror 1, and detects a supporting force applied from a supporting rod 6, and 4 is a mirror of the mirror 1. This is a first slide mechanism that abuts on the load cell 3 in the concave portion and contacts the inner surface of the concave portion of the mirror 1 via a wheel positioned in the direction perpendicular to the mirror axis. It detects the supporting force only in the direction of the mirror axis without receiving the force applied from the vertical direction. 5 is a first universal joint mounted in the first slide mechanism 4 and rotatably connecting the first slide mechanism 4 and the support rod 6, and 7 is rotationally coupled to the first universal joint 5. A support rod, 6 is a second universal joint mounted near the mirror cell 2 of the support rod 7, 8 is a second slide mechanism that is rotationally coupled to the second universal joint 6 and is guided straight into the mirror cell 2, Reference numeral 9 is a spring coupled to the second slide mechanism 8, 10 is coupled to the spring 9, and the other end is the mirror cell 2
Reference numeral 11 denotes a counterweight attached to the support rod 7 on the side opposite to the first slide mechanism 4. Next, the operation will be described. The mirror 1 is supported by a support rod 7 via a load cell 3, a first slide mechanism 4, and a first universal joint 5 mounted in the hole on the back surface of the mirror 1. The component of the self-weight of the mirror 1 in the direction perpendicular to the mirror axis direction of the mirror 1 is obtained in the same manner as in the conventional method, that is,
By balancing with the weight of the counterweight 11,
Maintains optimal support. Next, of the own weight of the mirror 1, the component in the mirror axis direction of the mirror 1 is optimally supported as follows. That is, of the weight of the mirror 1, the component in the mirror axis direction of the mirror 1 includes the first slide mechanism 4, the universal joints 5 and 6, the support rod 7, the second slide mechanism 8, the spring 9 and the feed mechanism. It is transmitted to the mirror cell 2 via 10. Then, the magnitude of the force that the mirror 1 receives at this time is detected by the load cell 3. The optimum supporting force P 2 of the mirror 1 in the mirror axis direction of the mirror 1 is determined depending on its posture, and if the supporting force detected by the load cell 3 is different from the optimum load value, The optimum load is approached by the same method as described above, that is, the spring 9 is pushed and pulled by the feed mechanism 10. At this time, even if a relative displacement occurs between the mirror 1 and the mirror cell 2, the direction of the force detected by the load cell 3 always coincides with the direction of the mirror axis of the mirror 1, and therefore, as in the conventional device. There is no error in bearing capacity. The supporting force in this direction can be optimized by the spring 9 and the feed mechanism 10 according to the magnitude of the detected force.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上のように、この発明によればミラーの凹部の底部に
固定されたロードセルにより支持棒から加えられる支持
力を検出し、車輪を介してミラーの凹部内面と接触する
第1のスライド機構をミラーの凹部内でロードセルと当
接させるように構成したので、上記ミラーとミラーセル
に相対変位が生じたときでも、ミラーの鏡軸方向の支持
力に誤差を生じることなく、最適状態の支持力にてミラ
ーを安全に支持できるものが得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the load cell fixed to the bottom of the concave portion of the mirror detects the supporting force applied from the supporting rod, and the first slide mechanism that comes into contact with the inner surface of the concave portion of the mirror via the wheel is used as the mirror. Since it is configured to contact the load cell in the concave portion of the mirror, even when the relative displacement between the mirror and the mirror cell occurs, an error does not occur in the supporting force in the mirror axis direction of the mirror, and the supporting force in the optimum state is obtained. There is an effect that a mirror can be supported safely.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例によるミラーサポート用ア
クチュエータを示す構成図、第2図は従来のミラーサポ
ートを示す原理図、第3図および第4図はミラーの姿勢
角に対する最適支持荷重を示す説明図、第5図および第
6図はミラーとミラーセルに相対変位が生じたときの支
持力の誤差の発生状況を説明する説明図である。 1はミラー、2はミラーセル、3はロードセル、4は第
1のスライド機構、5は第1の自在継手、6は第2の自
在継手、7は支持棒、8は第2のスライド機構、9はば
ね、10は送り機構、11はカウンタウエイト。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a mirror support actuator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a principle diagram showing a conventional mirror support, and FIGS. 3 and 4 are diagrams showing optimum support loads with respect to the attitude angle of the mirror. FIG. 5, FIG. 5 and FIG. 6 are explanatory views for explaining a situation of occurrence of an error in the supporting force when relative displacement occurs between the mirror and the mirror cell. 1 is a mirror, 2 is a mirror cell, 3 is a load cell, 4 is a first sliding mechanism, 5 is a first universal joint, 6 is a second universal joint, 7 is a support rod, 8 is a second sliding mechanism, 9 Is a spring, 10 is a feed mechanism, and 11 is a counterweight. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】裏面に鏡軸に対して平行となるように形成
された複数の凹部を形成するミラーの裏面側と所定間隔
離して配置されるミラーセルと、このミラーセルに形成
されるミラーセル凹部と、このミラーセル凹部内に位置
し、車輪を介して上記ミラーセル凹部内面と接触する第
2のスライド機構と、この第2のスライド機構に回動自
在に支持され、一端が上記ミラーの凹部に没入し他端に
カウンタウエイトが設けられた支持棒と、上記第2のス
ライド機構をばねを介して押し引きする送り機構とを備
えたミラーサポート用アクチュエータにおいて、上記ミ
ラーの凹部の底部に固定され、上記支持棒から加えられ
る支持力を検出するロードセルと、ミラーの凹部内で上
記ロードセルと当接するとともに、車輪を介して上記ミ
ラーの凹部内面と接触する第1のスライド機構と、この
第1のスライド機構と上記支持棒とを回動自在に接続す
る第1の自在継手とを備え、上記ロードセルの検出出力
により、上記送り機構の位置を調整し、上記ミラーに加
える支持力を変更することを特徴とするミラーサポート
用アクチュエータ。
1. A mirror cell formed on a back surface of the mirror, the mirror cell having a plurality of recesses formed so as to be parallel to the mirror axis and separated from the back surface side by a predetermined distance, and a mirror cell recess formed in the mirror cell. A second slide mechanism located in the mirror cell concave portion and contacting the inner surface of the mirror cell concave portion via a wheel, and rotatably supported by the second slide mechanism, one end of which is recessed into the mirror concave portion. In a mirror support actuator including a support rod having a counterweight at the other end and a feed mechanism for pushing and pulling the second slide mechanism via a spring, the actuator is fixed to the bottom of the concave portion of the mirror. A load cell for detecting the supporting force applied from the support rod, and an inner surface of the recess of the mirror that contacts the load cell in the recess of the mirror and through wheels. A first slide mechanism to be touched and a first universal joint that rotatably connects the first slide mechanism and the support rod are provided, and the position of the feed mechanism is adjusted by the detection output of the load cell. The mirror support actuator is characterized in that the supporting force applied to the mirror is changed.
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Citations (1)

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