SU1083086A1

SU1083086A1 - Device for parallel setting of optical axes of several optical instruments

Info

Publication number: SU1083086A1
Application number: SU833542564A
Authority: SU
Inventors: Павел Николаевич Струк; Василий Анатольевич Смирнов
Original assignee: Предприятие П/Я В-8117
Priority date: 1983-01-17
Filing date: 1983-01-17
Publication date: 1984-03-30

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ОСЕЙ НЕСКОЛЬКИХ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ, содержащее корпус с окнами, коллиматор и отражающие оптические элементы, о т л ичающеес тем, что, с целью повышени точности установки, оно снабжено системой визуального контрол положени оптических элементов, выполненной в виде полупрозрачного зеркала и визирной трубы, корпус выполнен из двух частей - нижней неподвижной и верхней поворотной вокруг вертикальной оси, при этом поворотна часть корпуса снабжена двухстепенным карданным подвесом, отражающий оптический элемент вьтолнен в виде куб-призмы, закрепленной в двухстепенном карданном под««се, а точка подвеса куб-призмы расположена вьше ее центра т жести по вертикали, неподвижна часть корпуса заполнена жидкостью, снабжена устройством дл изменени уровн жидкости и основанием отражающего оптического элемента , выполненным в виде поплавка, при этом оптический элемент вьтолнен в виде призмы АР-90&deg;, на гран х кубпризмы и призмы АР-90&deg; выполнены целевые знаки, а система визуального контрол положени оптических элементов установлена в поворотной части корпуса. 2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что в качестве жидкости используютс вода и масло с удельным весом, меньшим удельного веса воды.1. DEVICE FOR PARALLEL INSTALLATION OF OPTICAL AXES OF SEVERAL OPTICAL INSTRUMENTS, comprising a housing with windows, a collimator and reflecting optical elements, which is designed to provide a visual control of the position of optical elements, in the form of a semi-transparent, in order to increase the accuracy of the installation. mirrors and the sighting tube, the body is made of two parts - the lower fixed and upper rotary around the vertical axis, while the rotary part of the body is equipped with a two-stage gimbal m, the reflecting optical element is made in the form of a cube-prism fixed in a two-stage cardan under “се se, and the point of suspension of the cube-prism is located above its center of gravity vertically, the fixed part of the body is filled with liquid, equipped with a device for changing the level of the liquid and the base a reflecting optical element made in the form of a float, while the optical element is embodied in the form of an AP-90 ° prism on the edges of a cubic prism and an AP-90 ° prism target signs are fulfilled, and the visual control system of the position of the optical elements is installed in the rotary part of the housing. 2. A device according to claim 1, characterized in that water and oil with a specific gravity lower than the specific gravity of water are used as the liquid.

Description

0000

соwith

оabout

СХ)CX)

0)0)

Изобретение относите к точному приборостроению, в частности к устройствам настройки оптических приборов , и может быть использовано при параллельной установке оптических осей двух оптических приборов.The invention relates to precision instrument making, in particular to devices for adjusting optical devices, and can be used for parallel installation of the optical axes of two optical devices.

Известно устройство дл параллельного переноса оптических осей, содержащее внутренний и внешний кожухи , пространство между которыми заполнено жидкостью, две пантапризмы, одна из которых дополнена клином до плоскопараллельнойI пластинки с целью контрол устройства в процессе эксплуатации С 1 iA device for parallel transfer of optical axes is known, containing inner and outer housings, the space between which is filled with liquid, two pantaprisms, one of which is supplemented with a wedge to a plane-parallel plate to control the device during operation С 1 i

При помощи устройства можно оценивать положение оптической оси одного прибора по отношению к этому прибору или взаимное положение оптических осей двух приборов с заранее известным рассто нием между ними, что ограничивает его применение. Кроме того, использование в нем в качестве оптических элементов пентапризмы усложн ет изготовление;Using the device, it is possible to assess the position of the optical axis of a single device with respect to this device or the relative position of the optical axes of two devices with a known distance between them, which limits its use. In addition, the use of the pentaprism as optical elements makes it more difficult to manufacture;

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности вл етс устройство дл параллельной установки оптических осей нескольких оптических приборов, которые имеют одинаковые направлени линий визировани , содержащее корпус с окнами, коллиматор и отражающие оптические элементы , выполненные в виде кольцевых зеркал , установленных под одинаковым углом к оси коллиматора таким образом , что диаметры кольцевых зеркал расположены уступами и на каждое кольцевое зеркало попадает свет коллиматора С 2 J.The closest to the proposed technical entity is a device for parallel installation of optical axes of several optical instruments that have the same direction of the lines of sight, comprising a housing with windows, a collimator and reflecting optical elements made in the form of ring mirrors installed at the same angle to the axis collimator in such a way that the diameters of the ring mirrors are arranged by ledges and the light of the collimator C 2 J falls on each ring mirror

Устройство позвол ет осуществить параллельную установку оптических осей нескольких оптических приборов, которые имеют одинаковое направление линий визировани с заранее известными рассто ни ми между ними, что снижает эффективность его использовани . К тому же конструк11 и устройства позвол ет получить только кольцевые пучки различного диамеТра, вносит ограничени , обусловленные необходимостью предварительного согласовани их с апертурой настраиваемог прибора. При эксплуатации устройства в услови х измен ющихс температур параллельность его каналов нарушаетс вследствие возникающих температурных напр жений, вызванных жесткимThe device allows parallel installation of the optical axes of several optical devices that have the same direction of the lines of sight with known distances between them, which reduces the efficiency of its use. In addition, the design and the device allows to obtain only annular beams of various diameters, imposing limitations due to the necessity of their preliminary agreement with the aperture of the tunable device. During operation of the device under the conditions of varying temperatures, the parallelism of its channels is disturbed due to the resulting thermal stresses caused by

наборным закреплением оптических элементов, что приводит к снижению точности устройства.typesetting fixing optical elements, which leads to a decrease in the accuracy of the device.

Цель изобретени - повышение точности параллельной установки оптических осей нескольких оптических приборов .The purpose of the invention is to improve the accuracy of parallel installation of the optical axes of several optical devices.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл параллельной уст новки оптических осей нескольких оптических приборов, содержащее корпус с окнами, коллиматор и отражающие оптические элементы, снабжено системой визуального контрол положени оптических элементов, выполненной в виде полупрозрачного зеркала и визирной трубы, корпус выполнен из двух частей - нижней неподвижной и верхнеповоротной вокруг вертикальной оси, при этом поворотна часть корпуса снабжена двухстепенным карданным, подвесом, отражающий оптический элемент выполнен в виде куб-призмы, закрепленной в двухстепенном карданном подвесе, а точка подвеса куб-призмы расположена вьпве ее центра т жести по вертикали, неподвижна часть корпуса запсмтнена жидкостью, снабжена устройством дл изменени уровн жидкости и основанием отражающего оптического элемента, выполненным в виде поплавка, при этом оптический элемент вьтолнен в виде призмы АР-90°, на гран х куб-призмы и призмы АР-90° . выполнены целевые знаки, а система визуального контрол положени оптических элементов установлена в поворотной части корпуса.The goal is achieved by the fact that the device for parallel installation of optical axes of several optical devices, comprising a housing with windows, a collimator and reflecting optical elements, is equipped with a visual control system for the position of optical elements made in the form of a translucent mirror and a sighting tube, the body is made of two parts - the lower fixed and upper rotary around the vertical axis, while the rotatable part of the body is equipped with a two-degree cardan, a suspension, a reflecting optical element Made in the form of a cube-prism fixed in a two-stage gimbal, and the point of suspension of a cube-prism is located vertically above its center of gravity, the fixed part of the body is liquid, equipped with a device for changing the level of the liquid and the base of the reflecting optical element made in the form of a float The optical element is made in the form of an AR-90 ° prism, on the edges of a cube-prism and an AR-90 ° prism. target signs are fulfilled, and the visual control system of the position of the optical elements is installed in the rotary part of the housing.

Целесообразно в качестве жидкости испсмтьзовать воду и масло с удельным весом, меньшим удельного веса воды.It is advisable to use water and oil as a liquid with a specific gravity less than the specific gravity of water.

На фиг. t изображено устройство дл параллельной установки осей нескольких оптических приборов; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.FIG. t shows a device for parallel installation of the axes of several optical instruments; in fig. 2 - the same, side view.

Устройство (фиг. 1) содержит поворачивающуюс часть 1 корпуса, в которой на карданном двухстепенном подвесе 2 закреплена куб-призма 3 с нанесенным на ее грань целевым знаком 4 и размещены коллиматор 5, олупрозрачное наклбнное зеркало 6, визирна труба 7 и защитное окно 8, оединенную через подшипник 9 с неодвижной частью 10 корпуса,вкоторрй а жидкости, состо щей из масла 11 воды 12, стабилизировано основание 13 с призмой АР-90° 14 с нанесением а ее грань целевым знаком 15 и размещены устройство 16, измен ющее уровень жидкости, защитное окно 17, патрубок 18, электромагнитные фиксаторы 19, фиксирующие винты 20. Используема в устройстве кубпризма 3 закреплена на карданном двухстепенном подвесе 2 таким образом , что точка подвеса находитс выше ее центра т жести по вертикали, что при условии оптимального соотно шени ее веса с сипами трени в карданном подвесе 2 обеспечивает стабил ную параллельность ее граней плоскост горизонта. Куб-призма 3 делит световой пучок коллиматора 5 на отразившийс от ее гипотезной грани и -прошедший , прич ем ее светоделительное покрытие выбрано таким образом., что их интенсивность одинакова. Призма АР-90 14 вместе с основанием 13 свободно плавает в жидкости 11, -причем основание 13 первоначально сбалансировано таким образом, что одна из граней АР-90° 14 параллельна плоскости горизонта. Жидкость 11, например минеральное масло, .подбираетс таким образом, что ее в зкость обеспечивает устойчивое демпфирование основани 13 вместе с приз мой АР-90 14.. С целью экономии демпфирующей жидкости 11 при условии что ее удельный вес меньше удельного веса воды, основной объем внутри неподвижной части 10 корпуса заполнен водой 12, а демпфирующа жидкость образует слой на ее поверхности. Отсутствие жестких св зей между призмой АР-90° 14 и корпусом устройства позвол ет уменьшить вли ние температурных деформаций корпуса на ее поло жение. Гравитационно-стабилизированные куб-призма 3 и призма АР-90°14 совместно с коллиматором 5 образуют оптическую систему настройки, котора формирует параллельные пучки лучей , параллельность которых будет сохран тьс независимо от начальной установки устройства. Изменение объема воды 12 внутри неподвижной части корпуса 10 приводи к перемещению призмы АР-90® 14 вместе с основанием 13, котора во врем этого перемещени сохран ет пар.аллельность граней плоскости горизонта Это позвол ет измен ть рассто ние между выходными параллельными пучкам устройства в соответствии с теми или иными межосевыми рассто ни ми на86 -4 страиваемых приборов. Дл изменени объема жидкости йнутри неподвижной части 10 корпуса через патрубок 18 закачиваетс определенное количество воды 12 что обеспечивает начальную грубую настройку на требуемое межосевое рассто ние. Точную регулировку обеспечивают устройством 16, измен ющим уровень жидкости, например сйльфоном. С целью ограничени вращени призмы АР-90 14 вместе с основанием 13 вокруг оси устройства в момент настройки примен ют электромагнитные фиксаторы, например, в количестве трех, расположенных на внешней поверхности неподвижной части 10 корпуса . Дл определени положени оптических элементов системы настройки в процессе эксплуатации используетс контрольно-измерительна система, состо ща из полупрозрачного панионного зеркала 6 и визирной трубы 7 с сеткой, а на грани куб-призмы 3 и призмы AP-QO 14 нанесены параллельные горизонту целевые знаки 4 и 15 соответственно (фиг. 3). Последовательно , фокусиру сь визирной трубой 7 с. . сеткой на целевые знаки 4 и 15, оценивают не только их вза- . имную ориентацию, но и измер ют рассто ние между ними по величине перефокусировки визирной трубы 7 с сеткой . Возможность измер ть рассто ние, например, между ос ми настраиваемых приборов позвол ет использовать устройство в качестве катетометра. При необходимости настройки приборов , оси визировани которых лежат в параллельных плоскост х, но образуют между собой некоторьй угол, достаточно развернуть поворачиваю1цуюс часть 1 корпуса относительно неподвижной части 10 корпуса на требуемый угол. Дл обеспечени герметичности устройства и вывода из него излучени на поворачивающейс 1 и неподвижной 10 част х корпуса размещены защитные окна 8 и 17 соответственно. Причем размеры защитного окна 17 определ ютс диапазоном изменени рассто ни между выходными пучками устройства. Дл фиксации основани 13 в процессе транспортировки используютс фикси.рующие винты 20. Параллельна установка-оптических осей приборов осуществл етс следующим образом. На оси параллельных пучков, сформированных устройством , при предварительно выставленном требуемом, межоревом рассто нии нацеливаетс контролируемый блок приборов . Параллельности оптических осе этих приборов добиваютс их взаимной юстировкой до по влени в центре выходного зрачка каждого из них свет щейс диафрагмы коллиматора настра йваищего устройства. Наличие в устройстве гравитационно-стабилизированных оптических элементов , формирующих параллельные пучки лучей, при обеспечении перемещени одного из них вдоль оси устройства позвол ет расширить диапа1 6б зон настраиваемых приборов одним устройством, снизить требовани к точности начального горизонтировани устройства. При отклонении рси корпуса устройства от вертикального положени ошибка смещени плоскости стабилизированного основани с призмой АР-90° от горизонтального пор дка jf 2 . Наличие оперативного контрол в устройстве позвол ет устран ть ошибку взаимного расположени оптических элементовi повьша точность настройки приборов и надежность его эксплуатации.Кроме того,возможность измерени рассто ни между ос ми настраиваемьос приборов позвол ет использовать предлагаемое устройство в качестве катетометра, что расшир ет его эксплуатационные возможности.The device (Fig. 1) contains a rotating part 1 of the housing, in which a cube-prism 3 is fixed on the dual-pivot suspension 2 with a target sign 4 printed on its face and a collimator 5, an opaque transparent mirror 6, a sighting tube 7 and a protective window 8 are placed, Connected through the bearing 9 with the non-movable part 10 of the body, in which a liquid consisting of oil 11, water 12, the base 13 is stabilized with an AP-90 ° 14 prism and its face is applied with the target sign 15 and the device 16 is changed, protective window 17, pipe 18, el Electromagnetic locks 19, locking screws 20. Used in the device cubicle 3 is fixed on the dual cardan suspension 2 in such a way that the suspension point is above its center of gravity vertically, which, provided that its weight is optimal with the friction vultures in the gimbal suspension 2, provides stable parallelism of its faces of the planes of the horizon. The cube-prism 3 divides the light beam of the collimator 5 into the emitted from its hypothetical face and is transmitted, and its beam-splitting coating is chosen in such a way that their intensity is the same. The prism of the AP-90 14 together with the base 13 freely floats in the liquid 11, and the base 13 is initially balanced in such a way that one of the faces of the AP-90 ° 14 is parallel to the plane of the horizon. Liquid 11, for example mineral oil, is selected in such a way that its viscosity provides stable damping of base 13 together with the prize AR-90 14 .. In order to save the damping liquid 11 provided that its specific gravity is less than the specific weight of water, the main volume inside the stationary part 10 of the housing is filled with water 12, and the damping fluid forms a layer on its surface. The absence of rigid connections between the AP-90 ° 14 prism and the device case allows the influence of the temperature deformations of the case on its position to be reduced. The gravitationally stabilized cube-prism 3 and prism AP-90 ° 14 together with collimator 5 form an optical tuning system, which forms parallel beams of rays, the parallelism of which will be maintained regardless of the initial installation of the device. Changing the volume of water 12 inside the stationary part of the housing 10 causes the prism of the AP-90® 14 to move along with the base 13, which during this movement maintains the parallelism of the faces of the horizon plane. This allows the distance between the output parallel beams of the device to vary. with one or other axle spacings on 86 -4 devices under consideration. To change the volume of fluid inside the fixed part 10 of the housing, a certain amount of water 12 is pumped through the nozzle 18, which provides an initial rough adjustment to the required center distance. Precise adjustment is provided by the device 16, which changes the level of the liquid, such as a bell. In order to limit the rotation of prism AP-90 14 together with the base 13 around the axis of the device, electromagnetic clamps are used at the time of adjustment, for example, in the amount of three located on the outer surface of the fixed part 10 of the housing. To determine the position of the optical elements of the tuning system during operation, an instrumentation system is used consisting of a semi-transparent panion mirror 6 and a sighting tube 7 with a grid, and on the faces of the cube-prism 3 and AP-QO 14 prisms are parallel to the horizon target marks 4 and 15, respectively (Fig. 3). Sequentially focusing with the sighting tube 7 s. . grid on target marks 4 and 15, assess not only their return. Their orientation is also measured, but the distance between them is measured according to the refocusing value of the sighting tube 7 with the grid. The ability to measure the distance, for example, between the axes of tuned instruments allows the device to be used as a cathetometer. If necessary, adjustments of devices whose axis of sight lie in parallel planes, but form a certain angle between them, it is enough to turn the middle part 1 of the body relative to the fixed part 10 of the body to the required angle. To ensure the tightness of the device and output radiation from it, protective windows 8 and 17, respectively, are placed on the rotating 1 and fixed 10 parts of the body. Moreover, the dimensions of the protective window 17 are determined by the range of variation of the distance between the output beams of the device. The fixing screws 20 are used for fixing the base 13 during transportation. The parallel installation of the optical axes of the instruments is carried out as follows. On the axis of parallel beams formed by the device, with a pre-set required inter-root distance, a monitored instrument cluster is aimed. The parallelism of the optical axes of these devices is achieved by their mutual alignment until the luminous diaphragm of the collimator of the setting of your device appears in the center of the exit pupil of each of them. The presence in the device of gravitationally stabilized optical elements that form parallel beams of rays, while ensuring that one of them moves along the axis of the device, makes it possible to expand the range of tunable devices with one device by one device and reduce the requirements for the accuracy of the initial leveling of the device. When the pci body deviates from the vertical position, the error is the displacement of the plane of the stabilized base with an AP-90 ° prism from the horizontal order jf 2. The presence of operational control in the device eliminates the error of the relative position of the optical elements and increases the accuracy of the instruments and its operation. In addition, the ability to measure the distance between the axes of the adjustable instruments allows the proposed device to be used as a cathetometer, which expands its operational capabilities .

ПP

2020

сгsg

Фиг2Fig2

Claims

1. DEVICE FOR PARALLEL INSTALLATION OF OPTICAL AXES OF SEVERAL OPTICAL INSTRUMENTS, comprising a case with windows, a collimator and reflective optical elements, which, in order to increase the accuracy of the installation, is equipped with a system of visual control of the position of optical elements made in the form of a translucent the mirror and the sighting tube, the housing is made of two parts - the lower stationary and the upper rotatable around the vertical axis, while the rotary part of the housing is equipped with a two-stage gimbal, The squeezing optical element is made in the form of a cube prism fixed in a two-stage gimbal suspension, and the suspension point of the cube prism is located vertically above its center of gravity, the fixed part of the body is filled with liquid, equipped with a device for changing the liquid level and the base of the reflecting optical element, made in in the form of a float, while the optical element is made in the form of a prism AR-9O ⁰ , on the edges of the cubism and prism AR-90 ° the target signs are made, and a visual control system for the position of the optical elements is installed Lena in the rotary part of the body.

2. The device according to p. 1, characterized in that the liquid used is water and oil with a specific gravity less than the specific gravity of water.