Устройство для параллельной установки оптических осей нескольких оптических приборов Советский патент 1984 года по МПК G01M11/00 

00

со

о

СХ)

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.

Известно устройство для 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 контроля устройства в процессе эксплуатации 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 расстоянием между ними, что ограничивает его применение. Кроме того, использование в нем в качестве оптических элементов пентапризмы усложняет изготовление;

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является устройство для параллельной установки оптических осей нескольких оптических приборов, которые имеют одинаковые направления линий визирования, 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.

Устройство позволяет осуществить параллельную установку оптических осей нескольких оптических приборов, которые имеют одинаковое направление линий визирования с заранее известными расстояниями между ними, что снижает эффективность его использования. К тому же конструк11 ия устройства позволяет получить только кольцевые пучки различного диамеТра, вносит ограничения, обусловленные необходимостью предварительного согласования их с апертурой настраиваемог прибора. При эксплуатации устройства в условиях изменяющихся температур параллельность его каналов нарушается вследствие возникающих температурных напряжений, вызванных жестким

наборным закреплением оптических элементов, что приводит к снижению точности устройства.

Цель изобретения - повышение точности параллельной установки оптических осей нескольких оптических приборов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для параллельной уст новки оптических осей нескольких оптических приборов, содержащее корпус с окнами, коллиматор и отражающие оптические элементы, снабжено системой визуального контроля положения оптических элементов, выполненной в виде полупрозрачного зеркала и визирной трубы, корпус выполнен из двух частей - нижней неподвижной и верхнеповоротной вокруг вертикальной оси, при этом поворотная 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 тяжести по вертикали, неподвижная часть корпуса запсмтнена жидкостью, снабжена устройством для изменения уровня жидкости и основанием отражающего оптического элемента, выполненным в виде поплавка, при этом оптический элемент вьтолнен в виде призмы АР-90°, на гранях куб-призмы и призмы АР-90° . выполнены целевые знаки, а система визуального контроля положения оптических элементов установлена в поворотной части корпуса.

Целесообразно в качестве жидкости испсмтьзовать воду и масло с удельным весом, меньшим удельного веса воды.

На фиг. t изображено устройство для параллельной установки осей нескольких оптических приборов; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Устройство (фиг. 1) содержит поворачивающуюся 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, визирная труба 7 и защитное окно 8, оединенную через подшипник 9 с неодвижной частью 10 корпуса,вкоторрй а жидкости, состоящей 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, изменяющее уровень жидкости, защитное окно 17, патрубок 18, электромагнитные фиксаторы 19, фиксирующие винты 20. Используемая в устройстве кубпризма 3 закреплена на карданном двухстепенном подвесе 2 таким образом, что точка подвеса находится выше ее центра тяжести по вертикали, что при условии оптимального соотно шения ее веса с сипами трения в карданном подвесе 2 обеспечивает стабил ную параллельность ее граней плоскост горизонта. Куб-призма 3 делит световой пучок коллиматора 5 на отразившийся 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, .подбирается таким образом, что ее вязкость обеспечивает устойчивое демпфирование основания 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 демпфирующая жидкость образует слой на ее поверхности. Отсутствие жестких связей между призмой АР-90° 14 и корпусом устройства позволяет уменьшить влияние 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, которая формирует параллельные пучки лучей, параллельность которых будет сохраняться 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, которая во время этого перемещения сохраняет пар.аллельность граней плоскости горизонта Это позволяет изменять расстояние между выходными параллельными пучкам устройства в соответствии с теми или иными межосевыми расстояниями на86 -4 страиваемых приборов. Для изменения объема жидкости йнутри неподвижной части 10 корпуса через патрубок 18 закачивается определенное количество воды 12 что обеспечивает начальную грубую настройку на требуемое межосевое расстояние. Точную регулировку обеспечивают устройством 16, изменяющим уровень жидкости, например сйльфоном. С целью ограничения вращения призмы АР-90 14 вместе с основанием 13 вокруг оси устройства в момент настройки применяют электромагнитные фиксаторы, например, в количестве трех, расположенных на внешней поверхности неподвижной части 10 корпуса. Для определения положения оптических элементов системы настройки в процессе эксплуатации используется контрольно-измерительная система, состоящая 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, фокусируясь визирной трубой 7 с. . сеткой на целевые знаки 4 и 15, оценивают не только их вза- . имную ориентацию, но и измеряют расстояние между ними по величине перефокусировки визирной трубы 7 с сеткой. Возможность измерять расстояние, например, между осями настраиваемых приборов позволяет использовать устройство в качестве катетометра. При необходимости настройки приборов, оси визирования которых лежат в параллельных плоскостях, но образуют между собой некоторьй угол, достаточно развернуть поворачиваю1цуюся часть 1 корпуса относительно неподвижной части 10 корпуса на требуемый угол. Для обеспечения герметичности устройства и вывода из него излучения на поворачивающейся 1 и неподвижной 10 частях корпуса размещены защитные окна 8 и 17 соответственно. Причем размеры защитного окна 17 определяются диапазоном изменения расстояния между выходными пучками устройства. Для фиксации основания 13 в процессе транспортировки используются фикси.рующие винты 20. Параллельная установка-оптических осей приборов осуществляется следующим образом. На оси параллельных пучков, сформированных устройством, при предварительно выставленном требуемом, межоревом расстоянии нацеливается контролируемый блок приборов. Параллельности оптических осе этих приборов добиваются их взаимной юстировкой до появления в центре выходного зрачка каждого из них светящейся диафрагмы коллиматора настра йваищего устройства. Наличие в устройстве гравитационно-стабилизированных оптических элементов, формирующих параллельные пучки лучей, при обеспечении перемещения одного из них вдоль оси устройства позволяет расширить диапа16б зон настраиваемых приборов одним устройством, снизить требования к точности начального горизонтирования устройства. При отклонении рси корпуса устройства от вертикального положения ошибка смещения плоскости стабилизированного основания с призмой АР-90° от горизонтального порядка jf 2 . Наличие оперативного контроля в устройстве позволяет устранять ошибку взаимного расположения оптических элементовi повьшая точность настройки приборов и надежность его эксплуатации.Кроме того,возможность измерения расстояния между осями настраиваемьос приборов позволяет использовать предлагаемое устройство в качестве катетометра, что расширяет его эксплуатационные возможности.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ОПТИЧЕСКИХ ОСЕЙ НЕСКОЛЬКИХ ОПТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ, содержащее корпус с окнами, коллиматор и отражающие оптические элементы, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности установки, оно снабжено системой визуального контроля положения 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 поворотная 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 тяжести по вертикали, неподвижная часть корпуса заполнена жидкостью, снабжена устройством для изменения уровня жидкости и основанием отражающего оптического элемента, выполненным в виде поплавка, при этом оптический элемент вьтолнен в виде призмы АР-90°, на гранях кубпризмы и призмы АР-90° выполнены целевые знаки, а система визуального контроля положения оптических элементов установлена в поворотной части корпуса. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве жидкости используются вода и масло с удельным весом, меньшим удельного веса воды.

П

П

20

сг

Фиг2