ОПТИЧЕСКИЙ ПРИЦЕЛ Российский патент 2000 года по МПК F41G1/38 G02B23/12 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в прицелах, устанавливаемых на охотничьих ружьях и стрелковом оружии.

Известен прицел, используемый на охотничья ружьях и стрелковом оружии, содержащий установленный в корпусе прицела тубус с размещенными в нем объективом, оборачивающей системой, сеткой и окуляром, а также устройства регулировки по горизонтали и вертикали, посредством которых перемещается весь прицел и, соответственно, линия визирования [патент РФ N 2054158, кл. F 41 G 1/42, публ. 10.02.96 г.]
Конструкция такого прицела не может обеспечить высокую точность прицеливания, так как несмотря на обеспеченную возможность изменения наклона линии визирования при прицеливании на различные дистанции, поиск цели и само прицеливание осуществляются при единственном имеющемся значении увеличения, которое, как правило, не превышает нескольких крат, а оптическая система прицела не позволяет иметь достаточно большое поле зрения, требуемое для поиска цели и одновременно с этим большое значение увеличения, необходимое для повышения точности прицеливания.

Известен также оптический прицел с переменным увеличением, содержащий установленные в трубчатом корпусе объектив, окуляр, дальномерное устройство, а также размещенное на корпусе кольцо, служащее для изменения увеличения прицела и средства регулировки для манипулирования этим кольцом, выполненные в виде зубчатых колес, одно из которых размещено соосно, а другое, связанное с первым, на кронштейне, закрепленном на трубчатом корпусе [патент США N 5180875, кл. НКИ 42/101, публ. 19.01.93 г.].

Конструкция такого прицела не может обеспечить высокую точность прицеливания из-за наличия в устройстве изменения увеличения кинематической погрешности и мертвого хода, присущих зубчатым механизмам, а также отсутствия в составе прицела устройства для регулирования наклона линии прицеливания в зависимости от дальности стрельбы.

Известно устройство для регулирования увеличения в оптическом оружейном прицеле, содержащем трубчатый корпус с установленными в нем объективом с переменным фокусным расстоянием, окуляром, механизмами регулирования линии прицеливания по вертикали и горизонтали, устройство изменения увеличения объектива, включающее в себя многопозиционный рычажный узел, зубчатую и ременную передачи [патент США N 5276554, кл. НКИ 359-694, публ. 4.01.94 г.].

Конструкция такого прицела не может обеспечить высокую точность прицеливания, так как изменение наклона линии прицеливания при различных дистанциях стрельбы осуществляется перемещением сетки в пределах неподвижного поля зрения, что приводит к виньетированию его части, которая тем больше, чем больше наклон линии прицеливания, а также наличием в зубчатой и ременной передачах механизма изменения увеличения кинематической погрешности и мертвого хода. Кроме того, изменение наклона линии прицеливания и изменение увеличения производится двумя отдельными механизмами.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является оптический прицел переменного увеличения с автоматической установкой угла прицеливания, содержащий последовательно установленные в трубчатом корпусе объектив, прицельную марку, оборачивающую систему, механизмы регулировки прицельной марки по горизонтали и вертикали, дальномерную шкалу, шкалу дистанций, окуляр, зубчатый механизм изменения увеличения, кулачковый механизм изменения угла прицеливания, кронштейн крепления на оружии [Прицел 1П21, Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М., Воениздат, 1987 г. , сборочный чертеж АЛЗ. 812.124 Сб, спецификация, оптическая схема, разработка Новосибирского приборостроительного завода, 1986 г.].

Конструкция такого прицела не может обеспечить высокую точность прицеливания вследствие жесткой зависимости изменения увеличения от изменения угла прицеливания (наклона визирной линии), при которой наименьшее значение увеличения соответствует наименьшей дистанции, а наибольшее - большей дистанции, что не позволяет осуществлять прицеливание для выбранной дистанции с произвольной кратностью без изменения угла прицеливания, а также наличия в механизмах изменения увеличения и угла прицеливания зубчатых передач, приводящих к возникновению кинематической погрешности и мертвого хода.

Задачей изобретения является создание оптического прицела с повышенной точностью прицеливания.

Технический результат, обусловленный поставленной задачей, достигается тем, что в оптическом прицеле переменного увеличения с автоматической установкой угла прицеливания, содержащем установленные в трубчатом корпусе объектив, прицельную марку, оборачивающую систему, механизмы выверки по горизонтали и вертикали, дальномерную шкалу, шкалу дистанций, окуляр, механизм изменения увеличения, кулачковый механизм изменения угла прицеливания, кронштейн крепления на оружии, в отличие от известного, механизм изменения увеличения прицела дополнительно содержит две втулки, установленные на корпусе с возможностью поворота, последовательно с цилиндрическим кулачком, имеющим радиальный прямоугольный паз. Первая втулка выполнена с двумя цилиндрическими фланцами с соосными прямоугольными пазами в каждом из них, радиально расположенным на цилиндрирической поверхности втулки пальцем, соединенным с оборачивающей системой, диаметрально размещенными между фланцами двумя парами направляющих осей с установленными на них с возможностью перемещения и имеющими поперечные отверстия ползунами, поджатыми к одному из фланцев посредством размещенных на осях пружин. Вторая втулка выполнена с одним цилиндрическим фланцем и прямоугольным пазом в нем, радиально расположенным на цилиндрической поверхности втулки пальцем, соединенным со шкалой дистанций. Механизм изменения увеличения содержит также установленную на фланцы втулок с возможностью продольного перемещения и поворота на них обойму, с закрепленной на внутренней цилиндрической поверхности, вдоль ее образующей, призматической шпонкой и двумя диаметрально расположенными пальцами, так что шпонка оказывается размещенной в прямоугольных пазах кулачка и фланцев втулок, а пальцы - в отверстиях ползунов. Обойма посредством шпонки кинематически связана или с кулачком, оборачивающей системой и шкалой дистанций, или только с оборачивающей системой. В оптическом прицеле прицельная марка может быть установлена в оправу, один конец которой опирается на механизмы выверок и поджимается к ним пружиной, а второй ее конец выполнен сферическим с центром кривизны, расположенным на оптической оси объектива.

На фиг. 1 и 2 показан общий вид прицела, правая и левая части соответственно; на фиг. 3 (в разрезе по А-А фиг. 1) - механизмы выверок и пружина, поджимающая оправу прицельной марки к механизмам выверок; на фиг. 4 (увеличенный фрагмент Б фиг. 2) - дальномерная шкала, шкала дистанций, механизм изменения угла прицеливания и механизм изменения увеличения; на фиг. 5 (в разрезе по В-В фиг. 4) - втулка механизма изменения увеличения с прямоугольными пазами; на фиг. 6 (в разрезе по Г-Г фиг. 4) - втулка механизма изменения увеличения с прямоугольным пазом; на фиг. 7 (вид Д фиг. 4) - кулачок с радиальным прямоугольным пазом; на фиг.8 (в разрезе по Е-Е фиг. 4) - обойма со шпонкой и пальцами; на фиг. 9 (вид Ж фиг. 8) - ползун, пружины и направляющие оси; на фиг. 10 (вид 3 фиг. 8) - наружная шкала и подвижный индекс; на фиг. 11 - вид поля зрения.

Устройство прицела содержит основные узлы и детали (фиг. 1 - 4) а именно: визир 1 с компонентами оптической системы и механизмами выверки по горизонтали и вертикали, а также деталями механизма изменения увеличения, кронштейн 2, хомуты 3 крепления визира, кронштейн 4 крепления прицела на оружии, элемент питания 5 подсветки прицельной марки и шкалы дистанций, тумблер 6 включения подсветки, запорную рукоятку 7, толкатель 8 механизма изменения угла прицеливания, плоскую пружину 9 с деталями ее крепления к кронштейнам 2 и 4.

Визир 1 (фиг. 1) состоит из объектива 10, прицельной марки 11, коллективной линзы 12, оборачивающей системы 13, дальномерной сетки 14, шкалы дистанций 15, окуляра 16, крышки-бленды 17, наглазника 18, окуляра 16.

Все элементы оптической системы размещаются в трубчатом корпусе 19. На последнем расположены также механизм выверки по горизонтали 20 (фиг. 3), механизм выверки по вертикали. 21, кулачок 22 (фиг. 4) механизма изменения угла прицеливания.

На корпусе 19 расположены также механизм изменения увеличения, который состоит из втулки 23 (фиг. 4), имеющей два цилиндрических фланца И с соосными прямоугольными пазами К в них, втулки 24, имеющей один цилиндрический фланец Л с прямоугольным пазом М в нем, обоймы 25, установленной на фланцах И втулки 23 и фланце Л втулки 24, шпонки 26 (фиг. 5), закрепленной на внутренней цилиндрической поверхности обоймы 25 параллельно образующей ее цилиндра и размещающейся в пазах К и М (фиг. 5 и 6) фланцев И и Л и пазу Н (фиг. 7) кулачка 22. Также на обойме 25 в диаметрально противоположных направлениях расположены два пальца 27 (фиг. 8).

Кроме того, на втулке 23, между ее фланцами, через 180 град относительно друг друга, установлены две пары направляющих осей 28 (фиг. 9) с надетыми на них ползунами 29 и пружинами 30. На цилиндрической части этой втулки в радиальном направлении одним концом закреплен палец 31, второй конец которого входит в соответствующий паз кулачка оборачивающей системы 13, а на втулке 24 установлен радиально направленный палец 32 (фиг. 4), второй конец которого входит в соответствующий паз оправы шкалы дистанций 15.

При этом пальцы 27 обоймы 25 входят в отверстия ползунов 29. По сопрягаемым поверхностям кулачка 22 втулок 23 и 24 с корпусом 19 установлены фрикционные кольца 33 (фиг. 4).

Прицельная марка 11 (фиг. 1) установлена в оправе 34, которая опирается одним концом на механизмы выверок 20 и 21 (фиг. 3), а второй конец, выполненный сферическим с центром кривизны на оптической оси объектива 10, запирается от осевого перемещения относительно корпуса 19 кольцами 35 и 36 (фиг. 1).

Пружина 37 (фиг. 3) обеспечивает постоянное прижатие оправы с прицельной маркой 11 к механизмам выверки, а сфера с центром кривизны на оптической оси объектива - перемещение оправы с прицельной маркой под действием винтов механизмов выверки перпендикулярно (с достаточной для практики точностью) оптической оси объектива.

На фиг. 11 изображен вид поля зрения прицела с изменением увеличения, например, от 3 до 10 крат, при этом знаки П, Ф, Ц нанесены на прицельной марке, знаки Р и отсчетный индекс С - на дальномерной сетке, а цифры от 1 до 10, обозначающие дальности до цели в гектометрах, на шкале дистанций.

Прицел работает следующим образом. С помощью кронштейна 4 (фиг. 2), опорные площадки которого выполнены в виде "ласточкина хвоста", прицел закрепляется на ответном посадочном месте оружия.

Изображение наблюдаемого объекта строится объективом 10 в плоскости прицельной марки 11, затем переносится оборачивающей системой 13 в плоскость дальномерной сетки 14 и шкалы дистанций 15 и рассматривается с помощью окуляра 16.

При стрельбе по целям, имеющим определенные базовые размеры (грудная фигура: высота - 0,75 м, ширина - 0,5 м; ростовая фигура: высота - 1,5 м, ширина - 0,5 м), наблюдая в окуляр, наклонами и разворотами оружия приводят изображение цели к знакам Р дальномерной сетки и, вращая обойму 25 (фиг. 4), размещают без зазоров и выступаний за пределы границ знаков Р (фиг. 11) изображение цели (в прямоугольнике дальномерного знака - для грудной фигуры, между верхним штрихом прямоугольника и нижним штрихом знака - для ростовой фигуры).

При этом вместе с обоймой 25 через шпонку 26 вращается кулачок 22, расположенный на корпусе 19 визира 1. Кулачок 22 своим рабочим профилем контактирует с толкателем 8, закрепленным на кронштейне 4 крепления прицела к оружию. Кронштейн 4, в свою очередь, соединен с кронштейном 2, на котором расположен визир, при помощи пружины 9, обеспечивающей постоянное прижатие кулачка к толкателю и изменение наклона визира 1 относительно кронштейна 4 и, соответственно, канала ствола.

Одновременно с кулачком (при вращении обоймы 25 через шпонку 26) поворачивается втулка 23 и связанный с ней пальцем 31 кулачок оборачивающей системы 13, поворачивается втулка 24 и связанная с ней пальцем 32 оправа шкалы дистанций 15. Таким образом реализуется одновременная работа всех кинематических цепей механизма изменения увеличения: "обойма - кулачок - толкатель", "обойма - оборачивающая система", "обойма - шкала дистанций".

Фрикционные кольца 33 обеспечивают необходимый момент трения и уплотнение сопрягаемых поверхностей.

Итак, при точном размещении изображения цели в знаке Р (фиг. 11) дальномерной сетки автоматически устанавливается угол прицеливания и увеличение, а один из цифровых знаков (от 1 до 10) шкалы дистанций 15, расположившийся относительно неподвижного индекса С, укажет увеличение в кратах (начиная с 3) и расстояние до цели в гектометрах. Наведение на цель производится вершиной прицельного знака Ц.

При желании произвести выстрел при любом другом значении увеличения (большем или меньшем), не изменяя установленный угол прицеливания и, соответственно, дистанцию, необходимо потянуть обойму 25 вдоль корпуса 19 в положение "на себя", при этом пальцы 27 обоймы, сжимая пружины 30, переместят ползуны 29 по направляющим осям 28 втулки 23, а шпонка выйдет из прямоугольного паза Н кулачка 22 и прямоугольного паза М втулки 24, повернуть обойму (в оттянутом положении) влево или вправо и, установив подвижный индекс Т обоймы (фиг. 10) напротив выбранного значения увеличения на шкале У, нанесенной на корпусе 1, отпустить обойму.

При этом кулачок 22 остается неподвижным, а угол прицеливания - неизменным, поскольку при вращении обоймы 25 через шпонку 26 поворачивается только втулка 23 и связанный с ней пальцем 31 кулачок оборачивающей системы 13, изменяющий только увеличение прицела. Шкала дистанций 15 также остается неподвижной, а значение дальности до цели в гектометрах, считываемое в поле зрения прицела относительно индекса С, неизменным, соответствующим ранее выставленному углу прицеливания.

Таким образом реализуется работа кинематической цепи механизма изменения увеличения ("обойма - оборачивающая система") при фиксированном положении кинематических цепей "обойма - кулачок - толкатель" и "обойма - шкала дистанций".

Для исключения самопроизвольного поворота кулачка и шкалы дистанций при выведенной из зацепления с ними шпонке по сопрягаемым поверхностям кулачка 22 и втулки 24 с корпусом 19 установлены фрикционные кольца 33, одновременно играющие роль и уплотнительных. Наведение на цель в этом случае также производится вершиной прицельного знака Ц.

При необходимости вернуться к прежнему значению увеличения, соответствующего установленному углу прицеливания и дистанции до цели, обойму 25 поворачивают в обратном направлении (влево или вправо) до совмещения ее шпонки с прямоугольными пазами Н, кулачка 22 и М втулки 24, когда под действием сжатых пружин 30 обойма 25 переместится в направлении "от себя" и шпонка, войдя в пазы Н и М, кинематически соединит обойму с кулачком и шкалой дистанций 15.

При этом индекс Т обоймы укажет на шкале корпуса 19 такое же значение дальности в гектометрах, как и значение дальности, установленное на шкале дистанций 15 относительно индекса С в поле зрения прицела.

При стрельбе по целям с известной дальностью необходимо, наблюдая в окуляр 16 и поворачивая обойму 25, установить цифровое значение дальности в гектометрах (цифры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10) на шкале дистанций относительно неподвижного индекса С в поле зрения прицела.

При этом при вращении обоймы 25 работают все кинематические цепи механизма изменения увеличения, обеспечивая поворот втулки 23 и связанного с ней кулачка оборачивающей системы 13, втулки 24 и связанной с ней шкалы дистанций 15, кулачка 22, изменяющего относительно толкателя 8 кронштейна 4 угловое положение визира, и обеспечивая таким образом автоматическую для заданной дальности установку угла прицеливания.

При желании произвести выстрел для другого значения увеличения без изменения угла прицеливания и дистанции действуют вышеописанным способом.

Для стрельбы по целям, расположенным на дистанциях 1100, 1200, 1300, 1400 и 1500 метров, для которых не обеспечивается автоматическая установка угла прицеливания, служат прицельные знаки Ф (фиг. 11).

При помощи шкалы боковых поправок можно определить дальность до цели по следующей формуле:

где Р - линейный размер предмета (цели) в метрах,
У - размер предмета (цели) в угловой мере, тыс., цена деления в угловой мере - 1 тыс.

Высота коротких штрихов в угловой мере - 1 тыс.

Высота длинных штрихов в угловой мере - 2 тыс.

Наблюдая в окуляр прицела, определяют размер предмета Р в угловой мере У, используя шкалу боковых поправок.

Дальность до цели таким способом можно определить при любом увеличении.

Преимуществом заявляемого изобретения является то, что благодаря выполнению механизма изменения увеличения прицела с возможностью расключения кинематической цепи изменения увеличения (обойма - оборачивающая система) от кинематической цепи изменения угла прицеливания, поворота шкалы дистанций (обойма - кулачок - толкатель, обойма - шкала дистанций) появилась возможность исключения жесткой зависимости установки угла прицеливания от увеличения оптической системы прицела, когда меньшим значениям угла прицеливания (дальности) соответствуют меньшие значения увеличения и наоборот, и создания панкратического прицела, позволяющего вести поиск цели и стрельбу при любом значении увеличения (из диапазона увеличений, обеспечиваемых оптической системой прицела) без изменения установленного для выбранной дистанции угла прицеливания, и тем самым существенно повысить точность прицеливания.

Вышесказанное можно проиллюстрировать следующим образом: при диаметре объектива прицела 40 мм и фокусном расстоянии 120 мм для дистанции стрельбы 300 м при увеличении Г = 3 крата разрешающая способность на местности составляет 30 мм [Панов В.А. и др. "Справочник конструктора оптико-механических приборов", М. , "Машиностроение") 1980 г., с.88], а при увеличении 10 крат, которое благодаря предлагаемому изобретению может быть установлено без изменения угла прицеливания, разрешающая способность составит 9 мм.

Кроме того, в механизмах прицела отсутствуют какие-либо зубчатые передачи и тем самым повышена точность прицеливания за счет исключения влияния кинематической погрешности и погрешности мертвого хода, присущих этому виду передач.

Таким образом, наличие в устройстве прицела новых признаков и новых связей между элементами конструкции по сравнению с известными конструкциями оптических прицелов позволяет обеспечить указанный технический результат - повышение точности прицеливания - и определяет новизну и изобретательский уровень предложенного технического решения, а возможность изготовления изделия на оптико-механическом предприятии доказывает его "промышленную применимость", что в совокупности устанавливает соответствие оптического прицела условиям патентоспособности изобретения.

Изобретение относится к области оптического приборостроения, в частности к прицелам переменного увеличения с автоматической установкой угла прицеливания для стрелкового и охотничьего оружия. Техническим результатом изобретения является повышение точности прицеливания. Сущность изобретения заключается в том, что механизм изменения увеличения содержит две втулки, установленные на корпусе с возможностью поворота за цилиндрическим кулачком с радиальным прямоугольным пазом. Первая втулка имеет два цилиндрических фланца с соосными прямоугольными пазами в каждом из них. На цилиндрической поверхности втулки радиально расположен палец, соединенный с оборачивающей системой. Между фланцами диаметрально размещены две пары направляющих осей с установленными на них с возможностью перемещения и имеющими поперечные отверстия ползунами, поджатыми к одному из фланцев. Вторая втулка выполнена с одним цилиндрическим фланцем и прямоугольным пазом в нем, радиально расположенным на цилиндрической поверхности втулки пальцем, соединенным со шкалой дистанций. Механизм изменения увеличения содержит также установленную на фланцы втулок с возможностью продольного перемещения и поворота на них обойму, связанную с кулачком, оборачивающей системой и шкалой дистанций. 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Оптический прицел переменного увеличения с автоматической установкой угла прицеливания, содержащий установленные в трубчатом корпусе объектив, прицельную марку, оборачивающую систему, механизмы выверки по горизонтали и вертикали, дальномерную шкалу, шкалу дистанций, окуляр, механизм изменения увеличения, кулачковый механизм изменения угла прицеливания, кронштейн крепления на оружии, отличающийся тем, что в нем механизм изменения увеличения дополнительно содержит две втулки, установленные на корпусе с возможностью поворота последовательно с цилиндрическим кулачком, имеющим радиальный прямоугольный паз, при этом первая втулка выполнена с двумя цилиндрическими фланцами с соосными прямоугольными пазами в каждом из них, радиально расположенным на цилиндрической поверхности втулки пальцем, соединенным с оборачивающей системой, диаметрально размещенными между фланцами двумя парами направляющих осей с установленными на них с возможностью перемещения и имеющими поперечные отверстия ползунами, поджатыми к одному из фланцев посредством размещенных на осях пружин, вторая втулка выполнена с одним цилиндрическим фланцем и прямоугольным пазом в нем, радиально расположенным на цилиндрической поверхности втулки пальцем, соединенным со шкалой дистанций, установленную на фланцы втулок с возможностью продольного перемещения и поворота на них обойму с закрепленной на внутренней цилиндрической поверхности, вдоль ее образующей, призматической шпонкой и двумя диаметрально расположенными пальцами, так что шпонка оказывается размещенной в прямоугольных пазах кулачка и фланцев втулок, а пальцы - в отверстиях ползунов, при этом обойма посредством шпонки кинематически связана или с кулачком, оборачивающей системой и шкалой дистанций, или только с оборачивающей системой. 2. Оптический прицел по п.1, отличающийся тем, что прицельная марка установлена в оправу, один конец которой опирается на механизмы выверок и поджимается к ним пружиной, а второй ее конец выполнен сферическим с центром кривизны, расположенным на оптической оси объектива.