Изобретение относится к оптическому приборостроению, связано со стабилизацией изображения наблюдаемых объектов в оптических приборах, работающих на подвижном основании, и предназначено для создания телескопических наблюдательных систем типа бинокля. The invention relates to optical instrumentation, is associated with image stabilization of observed objects in optical instruments operating on a moving base, and is intended to create telescopic observation systems such as binoculars.
Известны призменные системы стабилизации, использующие как гироскоп, так и инерционный принцип. Из наиболее близких патент N 3843776, заявитель фирма "Carl Zeiss", ФРГ, также с использованием инерционного способа стабилизации и системы демпфирования на вихревых токах. Prism stabilization systems are known that use both a gyroscope and an inertial principle. Of the closest patent N 3843776, the applicant company is Carl Zeiss, Germany, also using the inertial stabilization method and eddy current damping system.
Недостатком данной системы является наличие сложного в изготовлении пружинного шарнира, требующего строго однозначного сечения пружинных пар. Невыполнение данного условия вредно влияет на однозначность положения осей прокачки шарнира, что вызывает появление дебаланса в системе, использующей данный шарнир, и ухудшение работы стабилизатора. Также недостатком пружинного шарнира является слабая устойчивость к ударным нагрузкам как в продольном, так и в поперечных направлениях. Это заставило разработчиков ввести дополнительные элементы защиты, что привело к усложнению конструкции, увеличению ее массы. The disadvantage of this system is the presence of a difficult to manufacture spring hinge, requiring a strictly unique section of the spring pairs. Failure to do so will adversely affect the unambiguous position of the hinge pumping axes, which causes the appearance of unbalance in the system using this hinge and the deterioration of the stabilizer. Another disadvantage of the spring hinge is its low resistance to shock loads in both longitudinal and transverse directions. This forced the developers to introduce additional security elements, which led to a complication of the structure, an increase in its mass.
В этой системе демпфирующее устройство выполнено не по рациональной схеме, так как постоянные магниты расположены на подвижной рамке стабилизатора, что может привести к нарушению режима стабилизации при наличии внешних магнитных полей или близкорасположенных железосодержащих конструкций. In this system, the damping device is not made according to a rational scheme, since the permanent magnets are located on the movable frame of the stabilizer, which can lead to a violation of the stabilization mode in the presence of external magnetic fields or nearby iron structures.
Техническая задача изобретения - создание простой, имеющей малые габариты и вес системы для повышения качества визуально-оптического наблюдения при наличии внешних угловых колебаний корпуса оптической системы, например, вследствие тремора рук. Для решения задачи предлагается бинокулярная система со стабилизацией изображения, содержащая два объектива, карданов подвес, внутренним кольцом соединенный с опорой, закрепленной на корпусе; оборачивающую систему, закрепленную на внешнем кольце карданова подвеса, две подвижные ромб-призмы и два окуляра, отличающаяся тем, что в нее введено упругодиссипативное устройство, состоящее из неподвижно закрепленной на корпусе кольцевой магнитной системы, консоли, одним концом закрепленной на внешнем кольце карданова подвеса и проходящей через отверстие магнитной системы, двух типов пластин, по крайней мере по одной каждого типа, закрепленных на консоли таким образом, что их поверхности перпендикулярны оси консоли, причем пластины первого типа выполнены из немагнитного материала с малым удельным электрическим сопротивлением, а второй тип пластин выполнен из магнитомягкого материала. The technical task of the invention is the creation of a simple, small-sized and lightweight system to improve the quality of visual-optical observation in the presence of external angular vibrations of the body of the optical system, for example, due to hand tremor. To solve the problem, a binocular system with image stabilization is proposed, containing two lenses, a gimbal, an inner ring connected to a support mounted on the housing; a wrapping system mounted on the outer ring of the gimbal, two movable rhombic prisms and two eyepieces, characterized in that an elastic-dissipative device is introduced into it, consisting of a ring magnetic system fixed to the body of the ring, a console, one end fixed to the outer ring of the gimbal and passing through the hole of the magnetic system of two types of plates, at least one of each type, mounted on the console so that their surfaces are perpendicular to the axis of the console, and the plates The first type is made of non-magnetic material with a low electrical resistivity, and the second type of plates is made of soft magnetic material.
Сущность изобретения заключается в том, что оборачивающая система, собранная в единый блок, укрепленный на кардановом подвесе, представляет собой развязанную с корпусом инерционную систему, посредством консоли управляемой совмещенным упругодиссипативным устройством, в котором магнитная система жестко закреплена на корпусе, что устраняет влияние на стабилизацию как внешних магнитных полей, так и железосодержащих конструкций. The essence of the invention lies in the fact that the wrapping system, assembled in a single unit, mounted on a cardan suspension, is an inertial system untied to the body, by means of a console controlled by a combined elasto-dissipative device in which the magnetic system is rigidly fixed to the body, which eliminates the effect on stabilization as external magnetic fields and iron structures.
На чертеже можно видеть бинокулярную систему со стабилизацией изображения, состоящую из двух объективов (1), двух подвижных ромб-призм (2), двух окуляров (3), карданова подвеса, включающего в себя внешнее кардановое кольцо (4), внутреннее кардановое кольцо (5), опору (6), закрепленную на корпусе бинокулярной системы, подшипников (7), инерционной системы, образованной двумя блоками оборачивающей системы (8) (например, призмы Пехана), установленными на монолитной рамке (9), закрепленной на внешнем кардановом кольце, балансировочного груза (10); упругодиссипативного устройства, элементами которого являются кольцевая магнитная система (11) (например, в виде двух полуколец с одним центром), закрепленная при помощи фланца (12) на корпусе, консоли (13), пластины (14), выполненной из материала, имеющего малое электрическое сопротивление и малую плотность (например, алюминия), пластины (15), выполненной из магнитомягкого материала (например, малоуглеродистой стали). In the drawing, you can see a binocular system with image stabilization, consisting of two lenses (1), two movable rhombus-prisms (2), two eyepieces (3), a gimbal suspension, which includes an external cardan ring (4), an internal cardan ring ( 5), a support (6), mounted on the housing of the binocular system, bearings (7), an inertial system formed by two blocks of the wrapping system (8) (for example, Pehan prism) mounted on a monolithic frame (9) mounted on an external cardan ring balancing load (10); an elastic dissipative device, the elements of which are an annular magnetic system (11) (for example, in the form of two half rings with one center), fixed with a flange (12) on the housing, console (13), and a plate (14) made of a material having a small electrical resistance and low density (for example, aluminum), plate (15) made of soft magnetic material (for example, mild steel).
При работе прибора в процессе наблюдения с подвижного основания или вследствие тремора рук корпус имеет угловые колебания. Однако, поскольку оборачивающая система (8) установлена на карданов подвес и имеет момент инерции, то визирная ось прибора сохраняет положение в пространстве независимо от колебаний корпуса. При панорамировании магнитная система (11), взаимодействуя с пластиной (15), возвращает в центральное положение оборачивающую систему (8). Возникающие колебательные движения гасятся вихревыми токами, возникающими в пластине (14)
Данная схема построения упругодиссипативного устройства позволяет отказаться от сложной в изготовлении и настройке механической пружинной системы.During operation of the device during observation from a moving base or due to hand tremor, the case has angular oscillations. However, since the wrapping system (8) is mounted on the gimbal and has a moment of inertia, the sighting axis of the device maintains its position in space regardless of the vibrations of the housing. When panning, the magnetic system (11), interacting with the plate (15), returns the wrapping system (8) to the central position. The arising oscillatory movements are quenched by eddy currents arising in the plate (14)
This scheme of constructing an elasto-dissipative device allows you to abandon the mechanical spring system that is difficult to manufacture and configure.
Таким образом, изобретение по сравнению с прототипом обеспечивает более компактное и надежное устройство стабилизации изображения при наличии внешних угловых колебаний корпуса, за счет применения совмещенного упругодиссипативного устройства. Thus, the invention compared with the prototype provides a more compact and reliable device for image stabilization in the presence of external angular vibrations of the housing, due to the use of a combined elastic-dissipative device.