Светопроекционный дальномер Советский патент 1986 года по МПК G01C3/08 

Изобретение относится к контроль- но-измерительной технике, предназна- чено для измерения расстояний, размеров и формы крупногабаритных изделий в тяжелом, атомном и энергомашиностроении.

Цель изобретения - расширение диапазона за счет обеспечения возможности измерения расстояний до изделий различной формы поверхности.

На фиг. 1 представлена схема дальномера проекционно-приемного тира; на фиг. 2 - схема измерения расстояния до объекта, плоскость которого неперпендикулярна оси симметрии прибора; на фиг. 3 - изображение штрих- марки 1 относительно оси приемной диафрагмы при различных положениях плоскости объекта.

Дальномер (фиг. 1) содержит симметричные проекционную и приемную ветви. Проекционная ветвь состоит из лампы 1 накапливания с прямоуголь- ной нитью, оптического преобразователя в виде системы трех плоских зеркал 2 - 4 и объектива 5. Приемная ветвь содержит объектив 6, оптический преобразователь из трех зеркал 7 -. 9, приемную диафрагму 10 и устройство 11 наведения. Зеркала

10

руется на участок поверхности объекта, расстояние до которого измеряется. Отраженньм от поверхности световой поток через объектив 6 и систему зеркал 7-9 создает в плоскости приемной диафрагмы 10 изображение штрих-марки 1. Предположим, что объект-плоскость Р, заданная положением точки М (D, 0,0) на оси симметрии о дальномера и ортом нормали гГр , составляющим углы (X, , ft , с осями системы координат S (xoyZ), причем ось QX совмещена с базргсом прибора, а ось 0 направлена вдолы

15 линии расстояний (.оси симметрии

прибора) (фиг. 2). При этом изображение штрих-марки 1 составляет с осью диафрагмы 10 угол Cf .

Рассмотрим три положения объекта

20 измерения.

Если плоскость объекта перпендикулярна плоскости измерительного треугольника ( 90°), то угол cf равен нулю и изображение штрих-марки совпадает с осью приемной диафрагмы (фиг. За). Если орт нормаль плоскости объекта составляет с осями системы координатxoyZуглы 60-120° и f 60-120, то изобра25

30 жение штрих-марки поворачивается на 3 и 8 закреплены на каретке 12, пере- угол ср 10-15 относительно оси мещающейся по точным направляющим под действием кулачка .13 и пружин 14 параллельно оптическим осям объективов, т.е. параллельно оси симметрии дальномера. Постоянными параметрами оптической схемы дальномера являются фокусные расстояния объективов и базисное расстояние В. Окно приемной диафрагмы 10 выполнено в виде двух идентичных равнобочных трапеций с совмещенными малыми основаниями, равными ширине изображения штрих-марки и расположенными в плоскости измери-

приемной диафрагмы (фиг. Зб,в).

При этом границы изображения штрих- марки совмещаются с параллельными боко 2J ъъшл сторонами верхней и нижней трапеций окна приемной диафрагмы 10. Независимо от способа наведения (визуальный или фотоэлектрический) изображение штрих-марки при выбранной форме приемной диафрагмы при любых J/ вписывается в ее окно таким образом, что сумма площадей неосвещенных участков диафрагмы (уча стки заштрихованы) не изменяется,

40

тельного треугольника, а угол при вер-45 обеспечивая постоянный уровень шумов.

шине трапеций принимаем равным (90- ) 75-80 , при реальных условиях измерения возможен поворот штрих- марки на угол tf - d:(10-15 ).

Работа схемы происходит следующим образом.

Светящийся штрих (прямолинейная нить лампы накаливания) через систему зеркал 2 - 4 и объектив 5 проеци50

и следовательно, неизменную чувствительность фотоэлектрической системы наведения, определяющую точность измерения, что и позволяет рас-.- ширить область применения дальномера, т.е. измерять расстояние до объекта сложной конфигурации, плоскости измерения которых неперпендикулярны оси симметрии прибора.

руется на участок поверхности объекта, расстояние до которого измеряется. Отраженньм от поверхности световой поток через объектив 6 и систему зеркал 7-9 создает в плоскости приемной диафрагмы 10 изображение штрих-марки 1. Предположим, что объект-плоскость Р, заданная положением точки М (D, 0,0) на оси симметрии о дальномера и ортом нормали гГр , составляющим углы (X, , ft , с осями системы координат S (xoyZ), причем ось QX совмещена с базргсом прибора, а ось 0 направлена вдолы

5 линии расстояний (.оси симметрии

прибора) (фиг. 2). При этом изображение штрих-марки 1 составляет с осью диафрагмы 10 угол Cf .

Рассмотрим три положения объекта

0 измерения.

Если плоскость объекта перпендикулярна плоскости измерительного треугольника ( 90°), то угол cf равен нулю и изображение штрих-марки совпадает с осью приемной диафрагмы (фиг. За). Если орт нормаль плоскости объекта составляет с осями системы координатxoyZуглы 60-120° и f 60-120, то изобра5

30 жение штрих-марки поворачивается на угол ср 10-15 относительно оси

приемной диафрагмы (фиг. Зб,в).

При этом границы изображения штрих- марки совмещаются с параллельными боко 2J ъъшл сторонами верхней и нижней трапеций окна приемной диафрагмы 10. Независимо от способа наведения (визуальный или фотоэлектрический) изображение штрих-марки при выбранной форме приемной диафрагмы при любых J/ вписывается в ее окно таким образом, что сумма площадей неосвещенных участков диафрагмы (участки заштрихованы) не изменяется,

40

0

и следовательно, неизменную чувствительность фотоэлектрической системы наведения, определяющую точность измерения, что и позволяет рас-.- ширить область применения дальномера, т.е. измерять расстояние до объекта сложной конфигурации, плоскости измерения которых неперпендикулярны оси симметрии прибора.

Риг.2

а) f.

/; У- / г У -/ - f-2ff )

РигЗ

Редактор Л. Зайцева

Составитель А. Болдин Техред О.Ващишина

Заказ 8407/44 Тираж 650Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рйушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л. Патай