ОПТИЧЕСКИЙ СТЕНД Российский патент 2022 года по МПК G01M11/00 G01C25/00 

Изобретение относится к испытательному оборудованию для оптических приборов, в частности, угловых приборов и может быть использовано в приборостроении при их изготовлении и ремонте для проведения настройки используемого оборудования.

Требования к установкам (стендам) для проверки оптических угловых приборов определяются точностью последних. При достижении погрешности измерений порядка долей угловой секунды используемые угловые приборы будут реагировать на малые угловые перемещения, вызываемые изменением пространственного положения элементов стенда из-за деформации конструкции, динамических воздействий. Повышение точности оборудования для метрологической аттестации угловых приборов, используемого для аттестации, связано именно с решением проблемы обеспечения стабильности стендового оборудования.

Известны стенды универсальные коллиматорные ВЕГА УКС (сайт:https://all-pribors.ru/opisanie/44753-16-stendy-universalnye-kollimatornye-stendy-universalnye-kollimatornye - найдено в Интернете 30.04.2021). Согласно описанию принцип действия стендов УКС основан на неподвижном закреплении коллиматорных и автоколлиматорных зрительных труб и заключается в воспроизводимости плоских горизонтальных и вертикальных углов, образующихся направлениями их визирных осей. Стенды УКС представляют собой металлоконструкцию (основание и станина) с узлами крепления коллиматорных и автоколлиматорных труб, столика с механизмом вертикального перемещения площадки для установки поверяемого прибора и площадки для установки контрольного монитора узла контроля и управления. При поверке стенда проверяется надежность крепления коллиматорных труб, а для определения углов и погрешностей их установки используется дополнительный прибор, который устанавливается на стол для испытуемого прибора. При этом подразумевается отсутствие его влияния на поверяемое устройство. Такое действие может быть не совсем оправдано при повышенных требованиях к идентичности условий эксплуатации.

Можно выделить ряд технических решений в которых используются сходные по функциям элементы конструкции стенда, методы проверки работоспособности и приспособления для их выполнения при разных условиях внешнего воздействия на процесс испытания типа вибраций, температуры, люфтов и других факторов.

Известно приспособление для испытания оптических приборов (пат.RU№108617, G01M11/08, от 13.05.2011) с помощью которого выполняют испытания оптических приборов при воздействии механических нагрузок. Оно включает основание для крепления к стенду для проведения испытаний и плиту, закрепленную на основании и предназначенную для закрепления испытываемого прибора, пластину из прозрачного материала, установленную в оправе, зафиксированной на плите для закрепления испытываемого прибора, указанная плита выполнена с отверстием для вывода излучения испытываемого прибора, при этом пластина из прозрачного материала предназначена для оптической связи с испытываемым оптическим прибором через упомянутое отверстие в плите. Контроль работоспособности при этом осуществляется визуально или через устройство наблюдения оператором. На таком стенде проверяется работоспособность самого прибора, а стенд считается не вносящим искажений в работу прибора при механическом воздействии на него со стороны стенда.

Однако указанное приспособление не сравнимо по массе с испытываемым прибором и поэтому на удерживающую плиту может быть оказано несимметричное воздействие.

В техническом решении, относящимся к стенду по поверке уровнемеров (пат. RU№2690701, G01F25/00, от 14.11.2018), контролируют параметры окружающей среды и применяя точные измерения с помощью лазерных приборов программно компенсируют влияние обнаруженных недостатков в поведении стенда. Для контактных тросовых уровнемеров стенд содержит систему натяжения с датчиком. Решение работает только в вертикальной плоскости и имеет достаточно сложную конструкцию.

Известен измерительный комплекс для определения характеристик датчика ориентации, где тахеометр и юстировочные приспособления в стенде служат для подтверждения точности задания угловых положений датчику при помощи поворотного стола (пат.RU№167298, G01C25/00, G01C21/24, от 22.07.2016). Эти элементы составляют отдельный узел точностной калибровки стенда, усложняя его конструкцию.

Известен стенд для юстировки оптического прибора содержащий раму с базовыми поверхностями под установку юстируемого прибора и оптическое отсчетное устройство. При этом в качестве оптического отсчетного устройства использован оптический теодолит и визирная марка эталона (пат.RU№98597, G02B 27/62, от 09.12.2008).

В решении, описывающем воздействие температуры на характеристики угловых оптико-электронных приборов, используется установка (стенд) имеющая основание, место для установки (крепления) испытуемого углового оптического или оптико-электронного прибора, коллиматор со схемой оптических измерений и блок управления (пат.RU№2293959, G01M11/00,от 09.03.2005, прототип).

В описании предлагаются пути установления диапазона температур, допускающего применение прибора по назначению и установлению порогового значения повреждений для принятия решения на отправку прибора в ремонт. Однако влияние самой установки на измеряемые параметры при изменении температуры или номенклатуры испытываемых угловых приборов не учитывается и не проверяется.

Задачей заявляемого технического решения является повышение метрологического качества оптического стенда для проверки оптических приборов путем усовершенствования его конструкции.

Технический результат заключается в разработке конструкции стенда с дополнительным приспособлением для его проверки, которая позволяет повысить надежность установки пригодности поверяемых приборов к эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что в оптическом стенде содержащим основание с установленными на нем коллиматорным узлом и местом для поверяемого прибора со средством изменения его наклона дополнительно вводится блок контрольного приспособления с массой последнего не отличающейся от массы поверяемого прибора и которое после использования располагается на дополнительной площадке стенда, имеющей возможность подводить контрольное приспособление к месту его использования на стенде соответствующим механизмом.

В дополнение возможность подводить контрольное приспособление к месту его использования на стенде реализуется посредством пантографного приспособления, которое содержит площадку для захвата и переноса контрольного приспособления.

Кроме того, указанная площадка имеет возможность вращения относительно рычага пантографа, на котором она располагается.

Предлагаемое решение поясняется чертежами.

Общий вид конструкции сверху представлен на фиг.1. На фиг.2 показан вид сбоку, а на фиг.3 изображено контрольное приспособление, установленное на место для поверяемого прибора приспособления для проверки его положения по уровню.

Как видно, стенд состоит из таких основных частей: основание 1, коллиматорный узел 2, пантографное устройство 3 с контрольным приспособлением 4, приспособление для проверки положения по уровню 5 поверяемого прибора с местом для его установки 6. Основание выполнено в виде массивной тумбы с плитой для крепления других устройств. Коллиматорный узел 2 установлен на подставке 7 кронштейна 8 и содержит автоколлимационную трубу 9 с экраном 10. Пантографное устройство 3 предназначено для переведения контрольного приспособления 4 из рабочего положения на специальную подставку 11 для хранения на стенде и обратно. Площадка, захватывающая контрольное приспособление (отдельно не показана) имеет возможность поворота. Место для установки поверяемого прибора 6 на приспособлении 5 располагается напротив коллиматорного узла 2. Приспособление 5 для проверки положения по уровню выполнено в виде литого корпуса с двумя стойками 12 (на фиг.3 показана часть одной из них) для поворотной оси 13 с подшипниками 14. С одной стороны оси 13 расположена вращающаяся переходная муфта 15 для установки вилки контрольной 16. Муфта переходная 15 в своем составе имеет гидропластовый зажимной элемент 17, с помощью которого производиться установка и беззазорное крепление контрольной вилки 16. Гидропластовый зажимной элемент обеспечивает беззазорное крепление и является частью переходной муфты 15. В контрольную вилку 16 производится установка и крепление проверяемого прибора. Установка указанного прибора и его крепление в контрольной вилке аналогично месту установки и крепления прибора в изделии, для которого он предназначен. В средней части оси 13 приспособления расположена контрольная площадка 18 служащая для установки контрольного уровня или оптического квадранта.

На другом конце оси 13 имеется червячная пара 19, служащая для продольного качания проверяемого прибора. К колесу 20 червячной пары крепится сектор 21 с ручьевой канавкой для крепления и направления стального тросика 22. Стальной тросик, в свою очередь, проходит через блок кронштейна 23, смонтированного параллельно кронштейну 8 с коллиматорным узлом 2, и имеет на другом конце груз 24, который обеспечивает беззазорное соединение в червячной паре 19. Вращение червячной пары может быть, как ручное 25, так и от шагового двигателя. Для дополнительной поверки стенда используется контрольное приспособление 4 (фиг.3), которое до использования при проверке приборов размещается на специальной подставке 11. Масса контрольного приспособления не отличается от массы поверяемого прибора. Контрольное приспособление 4 имеет контрольную вилку 26, которая цилиндрической частью 27 вставляется в гидропластовый зажимной элемент 17. В качестве измерительных приборов контрольного приспособления используются уровень 28 и квадрант 29.

До начала работы стенда проводится его настройка, которая выполняется в два этапа.

Сначала выполняется контроль приспособления для проверки положения по уровню, который производится с помощью контрольного валика, устанавливаемого в гидропластовый зажимной элемент переходной муфты. Контрольный валик является широко применяемым элементом метрологического обеспечения. На контрольный валик устанавливается основание брускового уровня, вид которого в сечении представляет собой призму. Непараллельность контрольного валика проверяется относительно контрольной площадки 18. На площадку устанавливаются контрольный уровень и квадрант. Если на первом этапе не обнаружено отклонений, то далее в вилку для поверяемого прибора устанавливается контрольное приспособление. Для этого используется пантографный механизм 3, который позволяет захватить контрольное приспособление и перемещать его на соответствующей площадке (не показана). При необходимости при установке контрольное приспособление поворачивается на этой площадке и заводится в зажимной элемент. После чего вновь выполняется сравнение показаний средств измерения установленных на площадке 18 и контрольном приспособлении. После окончания проверки точности настройки стенда контрольное приспособление перемещается пантографным устройством и крепится в резервном положении на специальной подставке 11 до следующего использования.

Так как контрольное приспособление имеет средство измерения в виде пузырькового уровня или лазерного уровнемера более высокого класса, чем у проверяемого прибора, то это позволяет повысить надежность проверки на стенде приборов более низкого класса точности.

Положительное заключение о соответствии оптического стенда заданным техническим требованиям позволяет приступить к его эксплуатации по поверке оптических приборов.

В контрольную вилку производится установка и крепление оптического прибора для проведения контрольных проверок. Установка оптического прибора и его крепление в контрольной вилке аналогично месту установки и крепления прибора в изделии, для которого предназначен оптический прибор. Механизм вращения оси при проверке оптических приборов обеспечивает продольное качание. Поперечное качание обеспечивает конструкция оптического прибора. После установки проверяемого прибора в контрольную вилку 16, в корзинку оптического прибора устанавливается прибор ПГ-1М (панорама Герца) и крепится защелкой. На кронштейне 8 установлен экран 10 белого цвета с подсветкой для создания контрастного видения перекрестия автокаллимационной трубы, необходимого при совмещении с перекрестием панорамы Герца при настройке оптического прибора.

Оптический стенд позволяет определить (выполнить) в поверяемом приборе нулевые установки, предельные параметры работы проверяемых приборов. Кроме того, даёт возможность проверить точность работы и мертвый ход механизмов проверяемого прибора.

На представленный оптический стенд разработана конструкторская документация и изготовленный прибор запущен в эксплуатацию.

Изобретение относится к испытательному оборудованию для оптических приборов. Оптический стенд содержит основание, коллиматорный узел, приспособление для проверки положения по уровню поверяемого прибора с местом для его установки и контрольное приспособление, перемещаемое посредством пантографного механизма на место для установки поверяемого прибора с его позиции на стенде. Контрольное приспособление перемещается посредством пантографного механизма на место для установки поверяемого прибора с его позиции на стенде. После использования контрольное приспособление располагается на дополнительной подставке, на которую подводится соответствующим приспособлением, установленным на стенде. Достигается возможность повышения надежности измерений на стенде за счет равенства веса приспособления и поверяемого прибора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Оптический стенд, содержащий основание с установленными на нем коллиматорным узлом и местом для поверяемого прибора со средством изменения его наклона, отличающийся тем, что дополнительно введен блок контрольного приспособления с массой последнего, не отличающейся от массы поверяемого прибора, и которое после использования располагается на дополнительной подставке, на которую подводится соответствующим приспособлением, установленным на стенде.

2. Оптический стенд в соответствии с п. 1, отличающийся тем, что возможность подводить контрольное приспособление к месту его использования на стенде от подставки для хранения контрольного приспособления на стенде реализуется посредством пантографного приспособления с соответствующей площадкой для захвата контрольного приспособления.