SU1155978A1 - Устройство дл юстировки оптических элементов,преимущественно зеркал - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВК ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, преимуществен но зеркал, содержащее корпус с кони ческой поверхностью, держатель опти ческого элемента, вьтолненный в виде полусферы и сопр женньй с кониче кой поверхностью .корпуса, осевой стержень, одним концом соединенный с держателем оптического элемента, распорную пружину, коитрирующий эле мент и регулировочный шарнир, включак ций втулку, отлнчаюгцее с   тем, что, с целью упрощени  юстировки и повьшенй  ее наделшости втора  поверхность корпуса выполне13 T;i 1 Ил .;; .,.. li на сферической, центр ее совпадает с центром сферы держател  оптического элемента, втулка выполнена с одной конической поверхностью и другой сферической , центр которой совпадает с центром сферы держател  оптического элемента, осевой стержень выполнен с резьбой, а контрирухлщй элемент - в виде гайки с опоршим тор цом и фланцем и установлен на осевом стержне, при этом конжгеска  поверхность втулки .сопр жена со сферической поверхностью корпуса с возможностью поворота в плоскости вокруг центра сферы держател  оптического элемента, регулировочный шарнир образюван опорным торцом контрирующего элемента и сферической .поверхностью втулки и выполнен с возможностью поворота вокруг центра сферы держател  оптического элемента в плоскости, перпендшсуп рной плоскости поворота втулки, а распорна  пружина установлена между фланцем контрирующегр элемента и сферической поверхностью втулки.

Description

2. Устройство no п.1, о т л и чающеес  тем, что осевой стержень выполнен с лысками, а в центральной части втулки выполнен правл ющий паз, взаимодействующий лысками осевого стержн , при этом

периферийной части нтулки в плоскости , перпендикул рной направл ющему пазу, установлен штырь, а в периферийной части корпуса выполнен направл ющий паз, взаимодействующи-й со шты ,рем.

Изобретение относитс  к точному приборостроению и может быть исполь зовано в оптико-механических приборах , в частности, дл  юстировки углового положени  зеркал и призм. Известны устройства дл  юстировк оптических элементов, содержащие сф рический опорный шарнир и регулировочные винтовые элементы l . Основным недостатком таких устройств  вл етс  сложность-и ненадеж ность юстировки зеркала, так как при любом изменении углового положе ни  зеркала при помощи регулировочных элементов в таких устройствах нар ду с наклоном оптической оси зеркала относительно оси устройства происходит также линейное смещение оси зеркала относительно оптической оси устройства, что приводит, при использовании зеркала дл  отклонени  сход щегос  (расход щегос ) све тового пучка, к его виньетированию оправой зеркала и расфокусировке оптического устройства. Дл  устранени  смещени  оси зеркала в таких устройствах необходимо регулировать дополнительное положение зеркала вдоль его оси. Кроме того, контровка регулировочных элементов производитс  -в том же направлении, что и регулирование, что приводит к разъюстировке оптического элемента, либо сразу из-за изгибных деформаций JBoфтoв в резьбе, либо через некоторое врем  из-за релаксации напр жений в винтовых соединени х. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство дл  юстировки оптических элементов, содержшцее корпус с конической поверхностью, держатель оптического элемента, выполненный в виде Полусферы и сопр женный с конической поверхностью корпуса, осевой стержень, одним концом соединенный с держателем оптического элемента , распорную пружину, контрирующий элемент и регулировочный щарнир, включающий втулку 2j . Недостатком этого устройства  вл етс  сложность и ненадежность н стировки , обусловленна  выполнением регулировочного шарнира в виде полусферы , сопр женной с конической поверхностью втулки, жесткой св зью между сферами обоих шарниров регулировочного и опорного, образованного конической поверхностью кор:пуса и полусферой держател  оптического элемента, и несовпадением направлени  усили  контрировани  с , ос ми обоих шарниров. Выполнение регулировочного шарнира в виде полусферы , сопр женной с конической поверхностью корпуса с трем  степеНЯМИ свободы, приводит к тому,что ПИИ юстировке сферы обоих шарниров непредсказуемо поворачивают вокруг их общей оси, что вносит элемент ненадежности в процесс юстировки и затрудн ет ее. Жестка  св зь между сферами обоих шарниров при вращении эксцентриковых втулок приводит к осевому перемещению конусной втулки во внутренней эксцентриковой втулке , а направление усили  распорной пружины при этом направлено под углом к направлению осевого перемещени  конусной втулки, что приводит к заклиниванию и заеданию, т. е. затрудн ет процесс юстировки. Несовпадение направлени  усили  контрирующего винта с ос ми обоих шарниров приводит при контрировании к перераспределению величин зазоров по противоположным сторонам конусно и эксцентриковой втулок и а счет этого к разъюстировке зеркала. Цель изобретени  - упрощение юстировки и повьпаение ее надежности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  юстировки оптических элементов, преимущественно зеркал, содержащем корпус с коничес кой поверхностью, держатель оптичес кого элемента, выполненный в виде полусферы и сопр женный с конической поверхностью корпуса, осевой стержень, одним KOHJIOM соединенный с держаталем оптического элемента, распорную пружину, контрирующий элемент и регулировочный шарнир, включающий втулку, втора  поверхность корпуса выполнена сферической , центр ее совпадает с центром сферы держател  оптического элемента , втулка выполнена с одной кониче кой поверхностью и другой сферической , центр которой совпадает с цент ром сферы держател  оптического эле мента, осевой стержень выполнен с резьбой, а контрирующий элемент в виде гайки с опорным торцом и фла цем и установлен на осевом стержне, при этом коническа  поверхность вту ки сопр жена со сферической поверхностью корпуса с возможностью поворота в плоскости вокруг центра сфе ры держател  оптического элемента, регулировочный шарнир образован опо ным торцом контрирующего элемента и сферической поверхностью втулки и выполнен с возможностью поворота вокруг центра сферы держател  оптического элемента в плоскости, перпендикул рной плоскости поворота втулки, а распорна  пружина- установ лена между фланцем контрирующего элемента и сферической поверхностью втулки. Целесообразно осевой стержень выполнить с лысками, а в центральной части втулки выполнить направл ющий паз, взаимодействующий с лыс ками осевого стержн , при этом в периферийной части втулки в плос-кости , перпендикул рной направл ющему пазу, установить штьфь, а в периферийной части корпуса выполнить направл ющий паз, взаимодействующий со штырем. Выполнение в устройстве регулировочного шарнира одноподвижным отно784 сительно центра сферы держател  оптического элемента и использование опорного торца контрирующего элемента в качестве наружного звена регулировочного шарнира позвол ет упростить юстировку и повысить ее надежность при регулировке угла наклона оптического элемента (зеркала) в плоскости поворота регулировочного шарнира , так как регулировочное смещение наружного звена регулировочного шарнира и вызываемый им юстировочный наклон оптической оси зеркала осуществл ютс  в одной плоскости, св заны пр мопропорциональной зависимостью, а направление усили  контрировани  проходит через центр сферы держател  оптического элемента. Образование одноподвижиого промежуточного шарнира из втулки с конической поверхностью и сферической поверхности корпуса с возможностью поворота вокруг центра сферы держател  оптического элемента в плоскости, перпендикул рной плоскости поворота регулировочного шарнира, позвол ет упростить юстировку и повысить ее надежность при регулировке угла наклона зеркала во второй плоскости, перпендикул рной плоскости поворота регулировочного щарнира, так как регулировочное смещение втулки в промежуточном шарнире и вызываемый им юстировочный наклон оси зеркала также осуществл ютс  в одной плоскости и св заны пр мопропорциональной зависимостью , при этом юстировка зеркала в плоскости поворота регулировочного шарнира не нарушаетс . Размещение распорной пружины между сферической поверхностью втулки и фланцем коИтрирующего элемента повьппает надежность юстировки в обеих плоскост х, так как направление усили  пружины перпендикул рно поверхност м перемещающихс  звеньев шарниров, что обеспечивает посто нство прижимного усили  на них и отсутствие заеданий и заклиниваний при регулировочных перемещени х звеньев шарниров. Применение винтового стержн  дл  в зи регулировочного и опорного арниров обеспечивает регулировку сили  распорной пружины и надежное онтрирование положени  зеркала, так ак направление усили  контрироваи  совпадает с направлением усили  аспорной пружины и с линией пересечеин  взаимно перпендикул рных плоскостей поворотов в шарнирах. Л выполнение , во втулке регулировочного шарнира направл ющего паза и выполнение на стержне лысок, контактирующих со сторонами направл ющего паза, позвол ет исключить возможност поворота зеркала вокруг оси стержн ,

На фиг. 1 изображено устройство дл  юстировки оптических элементов, преимущественно зеркал (без регулировочных механизмов) разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг , 1; на фиг. 3 - устройство с регулировочными механизмами, разрез; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство содержит корпус 1с одной поверхностью конической и другой сферической, держатель оптического элемента 2, выполненный в виде полусферы и контактирующий с конической поверхностью корпуса с образованием опорного шарнира, втулку 3, у которой одна поверхность выполнена конической и сопр жена со сферической поверхностью корпуса 1 с образованием промежуточного шарнира, а друга  поверхность выполнена сферической . Осевой стержень 4 выполнен с резьбой и одним концом прикреплен к полусфере держател  оптического элемента 2. Центры сферических поверхностей корпуса t и втулки 3 совпадают с центром сферы держател  оптического элемента 2. Контрирующий элемент выполнен в виде гайки 5 с опорным торцом 6 и фланцем 7 и установлен на осевом стержне 4. Опор ный торец 6 гайки 5 сопр жен со сферической поверхностью втулки 3 с образованием регулировочного шарнира, а распорна  пружина 8 установлена между фланцем 7 гайки 5 и сферической поверхностью втулки 3. Втулка 3 содержит направл ющий паз 9 (фиг. 2 и 4), со сторонами которого контактируют лыски 10, выполненные на осевом стержне А, и штырь 11, контактирующий с направл ющим паз .ом 12, выполненным в корпусе 1. Направление паза 12 перпендикул рно направлению паза 9 во втулке 4. Зеркало закреплено на полусфере держател  2 так, что центр сферы совпадает с отражающей поверхностью зеркала и его оптической осью.

При выполнении устройства с регулировочными механизмами оно дополнительно содержит (фиг. 3 и 4) механизм 13 регулировки угла поворота втулки 4 в промежуточном шарнире и механизм 14 регулировки угла поворота гайки 5 в регулировочном шар нире. Механизм 13 выполнен в виде двух винтов 15 и 16 с дифференци альной резьбой, соединенных между собой упругим элементом в виде торс сиона 17. При атом винт 15 ввернут во втулку 18, закрепленную на корпусе 1, а винт 16 - во втулку 3. Механизм 14 также выполнен в виде двух винтов 19 и 20 с дифференциальной резьбой, соединенных между собой упругим элементом в виде торсиона 21 Причем винт 19 ввернут во втулку 22, закрепленную во втулке 3, а винт 20 - в стержень 4.

Устройство работает следующим образом.

Вращением гайки 5 добиваютс  необходимого усили  пружины 8, затем, прикладыва  к гайке 5 радиальное усилие в требуемом направлении, регулируют угловое положение зеркала. При этом пружина 8 обеспечивает кинематическое замыкание звеньев в опорном промежуточном и регулировочном шарнирах и за счет поворотов в этих шарнирах обеспечиваетс  регулировка углового положени  зеркала по двум взаимно перпендикул рным плоскост м. Лыски 10 на стержне 4 предохран ют зеркало от поворота вокруг оси стержн  4. Контровку осуществл ют навин- чивание м гайки 5 на стержень 4. При этом направление усили  контрировани  всегда совпадает с направлением усили  пружины 8 и оптической осью зеркала, тем самым в устройстве исключена возможность раэъюстировки зеркала при контрировании, как в прототипе , т.е. повышена надежность юстировки при максимальном ее упрощении . Чувствительность (остировки в данном случае зависит от величины плеча (рассто ние от точки приложени  регулировочного усили  до центра сферы опорного шарнира) и может составл ть дес тки угловых секунд .

При выполнении устройства с регулировочными механизмами положение зеркала (фиг. 3 и 4) регулируют отдельно в каждой из двух взаимно

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, преимущественно зеркал, содержащее корпус с конической поверхностью, держатель оптического элемента, выполненный в виде полусферы и сопряженньй! с конической поверхностью корпуса, осевой стержень, одним концом соединенный с держателем оптического элемента, распорную пружину, контрирующий элемент и регулировочный шарнир, включающий втулку, отличаюп(ее с я тем, что, с целью упрощения юстировки и повышения ее надежности, вторая поверхность корпуса выполне на сферической, центр ее совпадает с центром сферы держателя оптического элемента, втулка выполнена с одной конической поверхностью и другой сферической, центр которой совпадает с центром сферы держателя оптического элемента, осевой стержень выполнен с резьбой, а контрирующий элемент - в виде гайки с опорным торцом и фланцем и установлен на осевом стержне, при этом коническая поверхность втулки сопряжена со сферической поверхностью корпуса с возможностью поворота в плоскости вокруг центра сферы держателя оптического элемента, регулировочный шарнир образован опорным торцом контрирующего элемента и сферической .поверхностью втулки и выполнен с возможностью поворота вокруг центра сферы держателя оптического элемента в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота втулки, а распорная пружина установлена между фланцем контрирующего элемента и сферической поверхностью втулки.

155978

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что осевой стержень выполнен с лысками, а в центральной части втулки выполнен направляющий паз, взаимодействующий с лысками осевого стержня, при этом в периферийной части втулки в плоскости, перпендикулярной направляющему пазу, установлен штырь, а в периферийной части корпуса выполнен направляющий паз, взаимодействующий со шты.рем.