Устройство для контроля пространственного положения объектов Советский патент 1987 года по МПК G05D1/08 

Оптико-электронное устройство предназначается для автоматического, дистанционного контроля пространственного положения объекта или управления его движением по заданной плос кости или линии.

Целью изобретения является увеличение дальности действия устройства.

На фиг.1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2, 3 - устройство со щелевой диафрагмой и фотоприемником в одной из главных ппоскостей объектива.

Устройство содержит корпус 1, пер вую выпукло-вогнутую линзу 2, вторую выпукло-вогнутую линзу 3, зеркальную призму 4, поворотную призму 5, конденсор 6,- источник 7 света, окуляр 8, сетку 9 окуляра, выключаемое зеркало 10, регулируемый упор 11, блок 12 питания источников света, фотоприемник 13, щелевую диафрагму 14, светофильтр 15, предусилитель 16, блок 17 фильтров, компаратор 18, выходной усилитель 19.

На фиг.1 изображен продольный разрез биаксиального устройства для контроля в вертикальной плоскости, в цилиндрическом корпусе 1 по обоим концам установлены одинаковые объективы из линз 2 и 3 с зеркальными разделительными призмами 4 между ними, острые ребра которых расположены в сопряженных главных плоскостях объективов. Грани призм 4 подсвечиваются вынесенными за пределы корпуса для уменьшения тепловьщеления в нем источниками света 7 посредством четырех одинаковых систем из конденсоров 6 и поворотных призм 5. Как видно из хода лучей, оба объектива с разделительными призмами имеют общую ось 0-0.

Для совмещения визирной оси с осью управляющего луча при наводке устройства на приемный пункт каждьй из .объективов- снабжен окуляром 8 с сеткой 9 и включаемым в ход лучей зеркалом 10 с регулируемым упором 11

Блок 12 питания (заимствованный из ПУЛ-Н) питает верхние светодиоды током с частотой f, , а нижние - с частотой f, Следует заметить, что благодаря вынесению светодиодов тепловыделение в корпусе уменьшено до 10-15 мВт, исключающие тепловые деформации устройства.

На фиг,2 и 3 показан вариант устройства, в котором левая разделительная призма заменена на установленный

с за щелевой диафрагмой 14 и светофильтром 15 фотоприемник 13, образующий вместе с правым объективом приемный пункт. Ф.отоприемник 13 соединен с электронной схемой, состоящей

10 из предусилителя 16, блока 17 фильтров, компаратора 18 и выходного усилителя 19 (заимствованной из ПУЛ-Н). Выходы из усилителя 19 могут быть использованы как для автоматической 15 наводки правого объектива на аналогичную биаксиальную систему, так и для визуальной индикации.

Работа устройства происходит следующим образом.

20 Изображения светящимися с А 0,93- 0,95 мкм торцов источников 7 света накладываются с помощью конденсо-; ров 6 и призм 5 на зеркальные грани призм 4, Поскольку острые ребра этих

25 призм находятся в сопряженных фокальных плоскостях объективов, то из обоих объективов выходят параллельные между собой пучки параллельных лучей, как бы разрезанные проходящей

30 через ось горизонтальной плоскостью, -выше которой лучи модулированы частотой f, , а ниже- - частотой fj, . Цри этом ширина зоны перехода от одной частоты к другой определяется вели3g чиной сферической аберрации объекти-. ва. Например, при реальной 25Ч ер 20угл.с. эта зона имеет на дальности 300 м величину - 30 мм, обеспечивается реально достигнутая чувствительность

40 i 0,75 мм на 310 м.

Благодаря тому,-что оба объектива имеют между главной точкой и ребрами призм 4 общую ось, образуя так называемую биаксиальную систему парал45 лельность выходящих из них пучков лучей во всех случаях сохраняется - полностью. Таким образом, применение биаксиальной системы позволяет при тех же габаритах, источниках и ка50 оптики увеличить дальность действия вдвое, сохраняя весьма высокую стабильность работы.

Изображенный на фиг.2 и 3 вариант промежуточного приемопередающего

55 устройства позволяет увеличивать дальность действия. В этом варианте принимаемое правым объективом излучение от соседнего биаксиального устройства в виде лучей А направляется через светофильтр 15 и через непрозрачную щелевую диафрагму 14 на фотоприемник 13 и далее на электронную схему, выходы которой приводят автоматически к совмещению биакси- альной оси данного устройства с направлением принятого излучения. Таким образом, направляемое левым объективом излучение в виде лучей В продолжает с высокой параллельностью принятое и позволяет его увеличить на дальность действия данной системы.

Фор.мула изобретения15

1.Устройство для контроля пространственного положения объектов содержащее два источника света, оптически связанных через первую зеркальную призму с коллиматором, о т- личающееся тем, что, с целью увеличения дальности действия, уст

ройство содержит третий и четвертый источники света, оптически связанные с коллиматором через вторую зеркальную призму, коллиматор выполнен в виде биаксиальной оптической трубы каждый объектив которой выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, первая -и вторая зеркальные призмы расположены соответственно между выпукло-вогнутыми линзами объективов биаксиальной оптической трубы на ее оптической оси, причем каждый из объективов снабжен окуляром с сеткой и выключаемым зеркалом, имеющим регу- лируемьгй упор.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью увели- чения дальности действия устройства, в одной из главных плоскостей объектива установлена непрозрачная щелевая диафрагма с фотоприемником.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционного контроля положения объектов в пространстве или управления их движением по заданной плоскости или линии. Целью изобретения является увеличение дальности :действия устройства. Достижение цели обеспечивается введением в устройство третьего и четвертого источников света, оптически связанных с коллиматором через вторую зеркальную призму, и выполнением коллиматора в виде биаксиальной оптической трубы, каждый объектив которой выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, между которыми расположены зеркальные призмы. В результате обеспечивается возможность создания в пространстве двух противоположно направленных параллельных оптических лучей, что обеспечивает возможность управления объектами с точностью + 0,75 мм на дальности 310 м. При увеличении дальности точность сохраняется в прием- лемых для решения практических задач пределах. Т з.п. ф-лы, 3 ил. с 5 (Л

Sfe

,S .9 JO

7 5 S 7

фиг.2

/4

16 /7 78 79 / // /