Устройство для перемещения по дуге при стереофотосъемке Советский патент 1990 года по МПК G03B35/02 G03B35/04 

Изобретение относится к фототехнике, а именно к устройствам для перемещения по дуге фотоаппарата при растровой стереофо- тосъемке, а также может быть применено в любых областях техники, где требуется пе- ремещение объекта по дуге окружности без физического фиксирования ее центра.

Цель изобретения - повышение точности и уменьшение габаритов устройства.

На фиг. 1 показана конструктивная схе- ма устройства: на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на .фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг: 5 - сечение Г-Г на фиг. 1.

Устройство содержит основание 1 с прямолинейной направляющей 2, привод перемещения подвижного звена, выполненный в виде, например, цепной или тросовой передачи 3 с двигателем 4, подвижное звено, вклчюающее в себя пер - вую каретку 5, установленную в направляющей 2 с возможностью поступательного перемещения, и жестко связанное с передачей 3, промежуточное звено 6с выполненной в нем прямолинейной направляющей 7, связанное с ведущим звеном 5 с возможностью относительного поворота на шарнире 8. вторую каретку 9, установленную в направляющей 7 с возможностью поступательного перемещения, и упругую направляющую 10.

На второй каретке 9 устаиовл ены две пары роликов 11, попарно охватывающие упругую направляющую 10. В основании 1 установлен рычажно-винтовой механизм регулировки радиуса дуговой направляющей 10. ось винта 12 которого перпендикулярна направляющей 2 и совмещена с осью 13 симметрии устройства. На гайке 14 механизма регулировки закреплена централь-

ная цапфа 15, в прорези которой с помощью шарнира 16 зафиксирована упругая направляющая 10. На основании 1 симметрично относительно оси 13 на общей прямой, перпендикулярной оси 13, установлены крайние поворотные цапфы 17 с роликами 18, которые охватывают упругую направляющую 10. Концы направляющей 10 размещены в прорезях 19, выполненных в корпусах цапф 17 перпендикулярно прямой, соединяющей оси роликов 18. Такая конструкция обеспечивает плавный изгиб конечных участков упругой направляющей 10 по дуге окружности.

На основании 1 симметрично относительно оси 13 установлены двуплечие рычаги 20, плечи 21 которых общим шарниром 22 связаны с гайкой 14 механизма регулировки радиуса. Во вторых плечах 23 рычагов 20 выполнены криволинейные кулачковые пазы 24. В основании 1 симметрично и параллельно оси 13 выполнены прямолинейные направляющие пазы 25. Расположение осей 26 вращения рычагов 20 выбирают так, что пазы 25 основания 1 и кулачковые пазы 24 рычагов 20 при любом положении последних скрещиваются под углому5 45. В местах перекдестков пазов 24 рычагов 20 и пазов 25 основания 1 с возможностью перемещения по пазам установлены промежуточные цапфы 27 с роликами 28, охватывающими упругую направляющую 10. Для уменьшения сил трения цапфы 27 перемещаются по пазам 24 и 25 на подшипниках качения (фиг. 4). Контур кулачковых пазов 24 выбран из условия, что при любом угле поворота рычагов 20 оси пазов 24 пересечены с осями пазов 25 в точках, лежащих на дугах окружности соответствующих радиусов.

На ведомом звене 9 перпендикулярно оси 13 симметрии закреплена неподвижная рамка 29 с двумя взаимно перпендикулярными прямолинейными направляющими 30 и 31. Направляющая 30 параллельна плоскости основания 1, и в ней установлен держатель растра, выполненный в виде подвижной рамки 32 с двумя закрепленными на ней пальцами 33. В направляющей 31 установлена подпружиненная рамка 34, в которой с возможностью поворота и фиксации установлены шайбы 35 с наклонными пазами 36, взаимодействующими с пальцами 33 держателя 32 растра. На рамке 24 установлен ролик 37, взаимодействующий с торцом дуговой направляющей 10, а рамка 34 подпружинена к этой направляющей пружинами 38.

В одной из крайних цапф 17 установлен ВИНТ39 регулировки угла наклона направляющей 10 к плоскости основания 1, а соответ- ствующий конец направляющей 10 подпружинен к винту 39 с помощью пружины 40 (фиг. 5).

Для контроля за настройкой устройства на требуемый радиус дуги окружности на основании 1 имеется шкала 41, указатель 42 которой закреплен на гайке 14 механизма регулировки радиуса. Шкала 41 показывает величину радиуса R изгиба направляющей 10. На ведомом звене 9 установлен фотоаппарат 43, оптически сопряженный с плоскостью установки растра (не показан) в его держателе 32.

Профиль криволинейных кулачковых пазов 24 в плечах 23 рычагов 20 определяется по формуле

(Yx-Yi)2+(xk+X|)2,

где Rn.i - текущий радиус-вектор точки осевой линии кулачкового паза относительно оси вращения рычага, угол поворота которого

a arctgXi/Yk:

Xk - расстояние от хорды изгиба упругой направляющей 10 (прямой, на которой расположены крайние цапфы 17) до осей вращения рычагов 20 (конструктивная величина):

Yk - расстояние от оси 13 симметрии устройства до соответствующего направляющего паза 25 с основании 1 (конструктивная величина);

Х| R|-VRj -у2 величина стрелы прогиба дуги дуговой направляющей 10, соответствующей требуемой дуге окружности;

RI - требуемый радиус дуги окружности, по которой перемещается фотоаппарат 43.

Устройство для перемещения по дуге при стереофотосъемке работает следующим образом.

Устанавливают требуемую величину пе- 45 ремещения держателя 32 растра, для чего с помощью винта 39 регулируют наклон дуговой направляющей 10 к плоскости основания 1, при зтом направляющая 10 поворачивается вокруг шарнира 16 центральной цапфы 15. 50 При необходимости обеспечивают дополнительную регулировку величины перемещения растра за счет синхронного поворота шайб 35 на кулачковой рамке 34 и установки нужного угла наклона пазов 36. Регулировку можно 55 производить как совместным, так и раздельным поворотом шайб 35 и дуговой направляющей 10.

Вращением винта 12 перемещают гайку 14 и закрепленную на ней центральную цапфу 15 так, что стрела прогиба Xi упругой направляющей 10 соответствует требуемому радиусу Ri дуги окружности, по которой перемещается фотоаппарат 43. Величину RI контролируют по шкале 41. Вместе с гайкой 5 14 перемещается шарнир 22, который через плечи 21 рычагов 20 поворачивает на требуемый угол их плечи 23, при зтом пазы 24 рычагов 20 перемещают промежуточные цапфы 27 по пазам 25 основания 1 на требу- 0 емое расстояние, определяемое кривизной соответствующего .паза 24. Ролики 28 цапф 27, охватывающие упругую направляющую 10, изгибают ее по требуемому радиусу дуги окружности. Так как направляющая 10 за- 5 фиксирована в центральной цапфе 15 с помощью шарнира 16, то при изгибе она протягивается по цапфам 17 и 27, обкатываясь по их роликам 18 и 28. Длина упругой направляющей 10 задана так, что при изги- 0 бе ее по минимальному расчетному радиусу концы направляющей 10 не выходят из прорезей 19 крайних поворотных цапф 17. Наличие на каждой из цапф 17 и 27 пары роликов, охватывающих упругую направляющую 10, способствует такому повороту цапф, при котором оси роликов располагаются на радиусе дуги направляющей 10, что исключает ее заедание между роликами.

На участках между цапфами 15, 17 и 27 направляющая 10 изгибается по закону уп- ругой линии, поэтому расстояние между пазами 25 выбирают так, что кривизна направляющей 10 на этих участках отличается от расчетной в требуемых пределах. Оси вращения цапф 17 и 27 и средняя точка паза центральной цапфы 15 всегда расположены на дуге окружности.

После изгиба упругой направляющей 10

описанным образом до дуги требуемого раД.иуса включают двигатель 4, и тросовая передача 3 перемещает по направляющей 2 каретку 5, которая увлекает за собой промежуточное звено 6 и вторую каретку 9 с закрепленными на ней фотоаппаратом 43 и растром. При этом две пары роликов 11, обкатываясь по дуговой направляющей 10, разворачивают ведомое 9 и промежуточное 6 звенья относительно ведущего звена 5 на шарнире В. Одновременно ведомое звено 9 перемещается по направляющим 7 промежуточного звена 6.

В результате ведущее звено 5 совершает прямолинейное движение по направляющей 2, промежуточное звено 6 совершает сложное движение, состоящее из двух движений - прямолинейного совместно с ведущим звеном 5 и вращательного вокруг оси шарнира 8, и ведомое звено 9 вместе с фотоаппаратом 43 и растром совершает сложное движение, состоящее из трех движений - прямолинейного на направляющей 2, поворотного вокруг шарнира 8 и прямолинейного по направляющей 7 звена 6. Совокупность этих трех движений образует перемещение каждой точки ведомого звена 9 и закрепленных на нем объектов по дугам концентрических окружностей,

При перемещении каретки 9 вдольупру- гой направляющей 10 ролик 37 подпружиненной рамки 34 катится по торцу упругой направляющей 10, имеющему наклон к плоскости основания 1. Поскольку кулачковая рамка 34 подпружинена пружинами 38, она по мере движения подвижного звена перемещается по направляющим 31 неподвижной рамки 29. При этом наклонные пазы 36 кулачковой рамки воздействуют на пальцы 33 держателя 32 растра, и держатель перемещается по направляющим 30 неподвижной рамки 29 в направлении, противоположном направлению движения ведомого звена 9. Величина перемещения держателя 32 вместе с закрепленным в нем растром определяется углами наклона упругой направляющей 10 и наклонных пазов 36.

Предлагаемое устройство при минимальном радиусе дуговой направляющей мм и хорде мм обеспечивает точность воспроизводимой дуги окружности не ниже 0,25%. С увеличением радиуса точность воспроизводимой дуги повыш аёт- ся.

Формула изобретения

1. Устройство для перемещения по дуге при стереофотосъемке, содержащее основание с прямолинейной направляющей, симметрично расположенные на нем поворотные цапфы с установленной на каждой

из них парой роликов, дуговую направляющую с регулируемым радиусом, расположенную между роликами, подвижное звено с приводом,установленное на основании с

возможностью взаимодействия с прямолинейной и дуговой направляющими, рычаж- но-винтовой механизм регулирования радиуса дуговой направляющей, причем ось винта перпендикулярна прямолинейной на0 правляющей, и механизм перемещения растра, отличающееся тем, что, с целью повышеяия точности и уменьшения габаритов, в основании выполнено не менее двух параллельных оси винта и расположенных

5 симметрично относительно нее пазов, рычаги механизма регулирования радиуса винтовой направляющей выполнены двуплечими с осями вращения, симметрично расположенными относительно оси винта, причем

0 одни плечи этих рычагов шарнирно соединены с гайкой, расположенной на винте, а вторые плечи имеют криволинейные пазы, профиль которых определяется из соотношения

5

Rni V(yk - у|) + (xk + X, )

где Rn.i - текущий радиус-вектор точки осевой линии паза относительно оси вращения

0 рычага, угол поворота которого а arctg xi/ук . . yk - расстояние от оси винта до оси вращения двуплечих рычагов;

У| - расстояние от оси винта до соответ5 ствующего прямолинейного паза;

Xk - расстояние от прямой, на которой расположены установленные на краях дуговой направляющей с возможностью вращения цапфы, до прямой, на которой

0 установлены рычаги;

Xj RI - V R - у2 - величина стрелки прогиба дуги дуговой направляющей, соответствующей требуемому радиусу дуги окружности;

RI -требуемый радиус дуги окружности, при этом в перекрестки каждого прямолинейного и соответствующего криволинейного пазов установлены с возможностью поворота и линейного перемещения цапфы роликов, дуговая направляющая выполнена упругой и соединена с гайкой, а механизм перемещения растра содержит первую каретку, установленную в прямолинейной направляющей, на которой с возможностью поворота установлено промежуточное звено, имеющее направляющие, в которых установлена вторая каретка с фотоаппаратом и растром, имеющая два ролика, расположенные по разные стороны упругой направляющей.

5

0

5

при этом механизм гтеремещения растра содержит установленную с возможностью перемещения перпендикулярно плоскости основания подпружиненную рамку с кулачком, контактирующим с торцовой стороной упругой направляющей, параллельной основанию, при этом в подпружиненной рамке выполнены наклонные пазы, в которых установлены пальцы, закрепленные на де

ржателе растра, который установлен с возможностью перемещения параллельно плоскости основания относительно второй каретки.

2. Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что наклонные пазы выполнены в шайбах, установленных с возможностью поворота в подпружиненной рамке.

Изобретение относится к фототехнике. Устройство содержит упругую направляющую 10, которая принудительно изгибается, принимая приближенно форму дуги окружности. Изгиб направляющей происходит путем перемещения гайки 15, установленной на винте 12. Одновременно перемещаются двуплечие рычаги 20, количество которых определяется требуемой точностью и длиной направляющей 10. В этих рычагах выполнены пазы 24, перекрещивающиеся с прямолинейными пазами 25 в основании. В пазах 24 и 25 установлены цапфы 27 с роликами 28, которые изгибают направляющую 10. Форма пазов 24 такова, что цапфы 27 всегда находятся на дуге окружности, радиус которой зависит от положения гайки 15. Крайние цапфы 17 с роликами 18 только поворачиваются относительно основания. При перемещении первой каретки в направляющих 2 промежуточное звено 8 перемещается вместе с ней. Вторая каретка 9 имеет две пары роликов, взаимодействующих с направляющей 10. Каретка 9 установлена на направляющих промежуточного звена 8, поворачивающегося относительно каретки. В результате сложного движения кареток 5 и 9 и промежуточного звена 8 фотоаппарат, установленный на каретке 9, перемещается по окружности. При перемещении каретки 9 растродержатель перемещается относительно оптической оси фотоаппарата. Это происходит за счет того, что он имеет пальцы, установленные в наклонных пазах подпружиненной рамки, которая перемещается вертикально. Пазы могут быть выполнены во вращающихся шайбах. Вертикальное перемещение подпружиненной рамки осуществляется благодаря тому, что она имеет ролик, который катится по торцу упругой направляющей. Последняя может поворачиваться вокруг оси 13 винта 12. 1 с.п.ф. 1 з.п.ф. 5 ил.

1

75

Видб

3f36 35 33

ч ./

X

J730

Фиг.З

в-8

ФиеМ

г-г

Фаг,. 5