Устройство для измерения углов поворота объекта Советский патент 1987 года по МПК G02B27/62 G01B11/26 

рушающие полное внутреннее отражение, Образуется грубый короткофокусный канал, в котором изображение светящейся марки анализатора 5 передается объективами 1 и 11 зеркалу 12 проверяемого объекта и обратно. В режиме измерения пучок лучей призмами 6 и 1 в исходном положении и уголковым

1

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к фотоэлектрическим автоколлиматорам, и может быть использовано в высокочастотных контрольно-измерительных угломерных системах для выполнения различных задач измерительной техники .

Цель изобретения - повышение быстродействия, упрощение конструкции и уменьшение габаритов, а также автоматизация поиска и наведения.

На фиг. 1 представлена оптико- электронная схема устройства в режи- ,ме измерения; на фиг. 2 - то же, в в режиме поиска.

Устройство содержит точный измерительный автоколлимационный канал, образованный длиннофокусным объективом 1, двумя плоскими отражателями

2и 3, установленными под углом 45 к оси объектива 1 и под углом 270 один к другому, уголковым зеркалом 4, плоскость главного сечения которого совпадает с плоскостью главного сечения отражателей 2 и 3, а биссек- торная плоскость перпендикулярна оси объектива 1, установленным в целях фокусировки с возможностью перемещения вдоль линии пересечения указанных плоскостей, и анализатором 5 поля изображения, установленным в задней фокальной плоскости объектива 1. При этом каждый из плоских отражателей 2 и

3вьтолнен в виде прямоугольной призмы 6 или 7 полного внутреннего отражения, дополненной со стороны отражающей грани через воздушный промежуток аналогичной призмой 8 или 9 до плоскопараллельной пластины в направлении оси объектива 1.

зеркалом 4 направляется через объектив 1 к зеркалу 12 и обратно. Благодаря совмещению фокальных плоскостей объективов 1 и 11 изображения светящейся марки в каждом режиме работы строятся в соответствующем масштабе в одной плоскости анализатора 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Для поиска объектов каждый из отражателей 2 и 3 установлен с возможностью поворота вокруг оси, связанной с введенным механизмом поворота 10

и перпендикулярной плоскости главного сечения отражателей 2 и 3, на угол ol, нарушаюпщй полное внутреннее отражение. Углы ot поворота отражателей 2 и 3 равны по величине, но противоположны по знаку. Таким образом, грубый поисковый автоколлимационный канал образован длиннофокусным объективом 1, отражателями 2 и 3 при их развороте на указанньш угол oL и короткофокусным объективом 11, установленным между отражателями. 2 и 3. Для этого ось объектива 11 совмещена с осью объектива 1 с учетом разворота отражателей 2 и 3 на угол d- , эквивалентная задняя фокальная плоскость объективов 1 и 11 в грубом поисковом автоколлимационном канале совмещена с задней фокальной плоскостью объектива 1 в точном измерительном автоколлимационном канале с учетом толщин развернутых на уголсз. отражателей 2 и 3, а анализатор 5 поля изображения выполнен общим для обоих каналов. Анализатор 5 поля изображения может быть выполнен в виде фотоэлектрического преобразователя с пороговым устройством, выход которого электрически связан с механизмом 10 поворота отражателей 2 и 3, который

5 в свою очередь может быть вьтолнен в виде электромагнитного привода. На поверяемом объекте установлено автоколлимационное зеркало 12.

0 Работа устройства предусматривает режимы поиска и измерения. При включении устройства на выходе анализатора поля изображения 5 появляется

0

5

0

3

электрический сигнал (ток), который приводит к срабатыванию механизма 10 поворота. При этом исполнительные органы механизма 10 поворота поворачивают совокупности призм 6,8 и 7,9 противоположные стороны до такого положения, при котором углы между нормалью к отражающей поверхности и осью объектива 1 становятся меньше угла полного внутреннего отражения. В этом случае работает грубый короткофокусный канал режима поиска. Изображение светящейся марки (не показано) автоколлимационного анализатора 5 поля изображения передается пучком лучей в направлении зеркала 12 и обратно посредством объективов 1 и 11

При этом световые лучи проходят через две совокупности призм 6,8 и 7,9 как через наклоненные в противоположных направле шях плоскопараллельные пластины.

В режкме измерения совокупности призм 6,8 и 7,9 занимают нормальное положение ,т. е .их отражающие поверхнос ти устанавливаются к оси объектива 1 под углом 45 , который больше угла полного внутреннего отражения. Переключение с режима поиска на режим измерения осуществляется автоматичес- ки по соответствующему сигналу фотоэлектрического преобразователя анализатора 5 поля изображения.

При этом срабатывает пороговое устройство анализатора 5, приводя механизм 10 поворота в исходное состояние. В результате пучок лучей посредством призм полного внутреннего отражения 6 и 7 и уголкового зеркала 4 направляется через объектив 1 в сторону зеркала 12 поверяемого объекта и обратно. Так как задние фокальные плоскости объективов смещены, автоколлимационные изображения 45 ражателей на указанный угол, экви- светящейся марки в каждом режиме ра- валентная задняя фокальная плоскость боти строятся с соответствующим мае- длиннофокусного и короткофокусного штабом угловых перемещений в одной и той же плоскости анализатора 5 изоб50

ражений;.

Формула изобретения

1. Устройство дпя измерения углов поворота объекта, содержащее точный измерительный автоколлимационньй канал, который включает длиннофокусный объектив, два плоских отражателя, установленных под углом 45° к оси

объективов в грубом поиско вом автоколлимационном канале, совмещена с задней фокальной плоскостью длиннофокусного объектива в точном измерительном автоколлимационном канале с учетом толщин развернутых на указанный угол плоских отражателей, а ана- 55 лизатор поля изображения вьшолнен общим для обоих каналов.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью автодлиннофокусного объектива и под г- лом 270 друг к другу, уголковое зеркало, плоскость главного сечения

10

15

-5 20

25

которого совпадает с плоскостью главного сечения плоских отражателей, а биссекторная плоскость перпендикулярна оси длиннофокусного объектива, установленное с возможностью перемещения вдоль линии пересечения указанных плоскостей, и анализатор поля изображения, уст новленный в задней фокальной плоскости длиннофокусного объектива, а также грубый поисковый автоколлимационный канал, которьй включает короткофокусный объектив и анализатор поля изображения, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, упрощения конструкции и уменьшения габаритов, каждый из плоских отражателей выполнен в виде прямоугольной призмы полного внутреннего отражения, дополненной со стороны отражагацей грани через воздушный промежуток аналогичной призмой до плоско-параллельной пластины в направлении оси длиннофокусного объектива, и установлен с возможностью поворота вокруг оси, связанной с введенным механизмом поворота и перпендикулярной плоскости главного сечения плоских отражателей, на угол, нарушагаций полное внутреннее отражение, причем углы поворота отражателей равны по величине,но

35 противоположны по знаку, короткофокусный объектив установлен между плоскими отражателями и образует вместе с ними при их развороте на указанный угол и вместе с длиннофо40 кусным объективом грубый поисковый автоколлимационный канал, для чего ось короткофокусного объектива совмещена с осью длиннофокусного объектива с учетом разворота плоских отражателей на указанный угол, экви- валентная задняя фокальная плоскость длиннофокусного и короткофокусного

объективов в грубом поиско вом автоколлимационном канале, совмещена с задней фокальной плоскостью длиннофокусного объектива в точном измерительном автоколлимационном канале с учетом толщин развернутых на указанный угол плоских отражателей, а ана- лизатор поля изображения вьшолнен общим для обоих каналов.

I

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью автоматизации поиска и наведения, анализатор поля изображения вьтолнен в виде фотоэлектрического преобразователя с пороговым устройством, выход которого электрически связан с механизмом поворота плоских отражателей.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к фотоэлектрическим автоколлиматорам. Цель изобретения - повьшение быстродействия, упрощение конструкции и уменьшение габаритов. В измерительном автоколлимационном канале устройства установлены под углом.45 к оси длиннофокусного объектива 1 и под углом 270 друг к другу плоские отражатели 2 и 3, вьшолненные в виде прямоугольных призм 6 и 7 полного внутреннего отражения. Со стороны отражающих граней через воздушный промежуток отражатели дополнены аналогичными призмами 8 и 9 до плоскопараллельных пластин в направлении оси объектива. В режиме поиска срабатываемый от электрического сигнала анализатора 5 поля изображения механизм 10 поворачивает системы призм 6,8 и 7,9 на равные по величине, но противоположные по знаку углы, на§ (Л 12 iNd 00 to о СП to

Составитель В.Кравченко Редактор М.Бланар Техред И.Попович Корректор Л.Шлипенко

Заказ 7263/44 Тираж 522Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ° . по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

. Проияводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 (Раг.2