Оптическая головка для фокусировки пучка лучей Советский патент 1991 года по МПК G11B7/12 

Изобретение,относится к прецизионному приборостроению и может бы, использовано при проектировании узлов автоматической фокусировки оптических систем оптико-электронных устройств.

Целью изобретения является повышение виброустойчивости и точности фокусировки, расширение диапазона рабочих частот и диапазона фокусировки пучка лучей при упрощении конструкции оптической головки.

На чертеже представлена оптическая головка в поперечном разрезе

Оптическая гплопка для фокусировки пучка лучей состоит из трубчатого каркаса 1,

оптической системы 2 (например, обьекти- ва) стержневых направляющих 3. втулкообразного корпуса 4 с расположенными в его торце пазами 5, а также обмотки 6, расположенной на внешней стороне втулкообразного корпуса 4. Оптическая система 2 жестко закреплена внутри трубчатого каркаса 1, в котором установлены стержневые направляющие 3. Трубчатый каркас 1 с помощью резьбового соединения установлен внутри ходовой гайки 7, внешней своей резьбой связанной с внутренней резьбой втулкообразного корпуса 4 таким образом, что стержневые, направляющие 3 трубчатого каркаса 1 расположены в пазах 5 втулкообО

ю

00 00

разного корпуса 4. Трубчатый каркас 1, втулкообразный корпус 4, гайка 7 выполнены из немагнитного материала, а внутри ходовой гайки 7 по ее окружности симметрично вмонтированы постоянные магниты 8. Резьбовые соединения ходовой гайки 7 с втулкообразным корпусом 4 и гайки 7 с трубчатым каркасом 1 выполнены одного направления нарезки (обе правые или обе левые). Внешние резьбы трубчатого каркаса 1 ходовой гайки 7 выполнены по краям указанных элементов, а их средние части занижены по Диаметру для уменьшения величины резьбового трения.

Оптическая головка работает следующим образом.

При подаче напряжения на обмотку б втулкообразного корпуса 4 постоянные магниты 8 ходовой гайки 7 взаимодействуют с электромагнитным полем, создаваемым обмоткой 6, в результате чего ходовая гайка 7 вращается и в зависимости от полярности поданного напряжения и направления внешнего резьбового соединения ввинчивается или вывинчивается во втулкообразный корпус 4. При этом невращающийся за счет наличия направляющих 3 трубчатый каркас 1 перемещается по внутренней резьбе ходовой гайки 7. Относительные перемещения гайки 7 во втулкообразном корпусе 4, а также трубчатого каркаса 1 по ходовой гайке 7 вычитаются, вследствие чего перемещение трубчатого каркаса 1 относительно втулкообразного корпуса 4 осуществляется с весьма малым передаточным коэффициентом.

Обмотка 6 втулкообразного корпуса 4 может быть выполнена многосекционной, т.е. может быть реализован принцип шагового двигателя, что позволит с большой точностью управлять угловым положением ходовой гайки 7 и как следствие дополнительно повысить точность перемещения трубчатого каркаса 1 относительно втулкообразного корпуса 4. При этом повышается точность фокусировки пучка лучей.

Использование для линейного осевого перемещения трубчатого каркаса 1 с закрепленной в нем оптической системой 2 дифференциального винтового ходового механизма придает оптической головке для фокусировки пучка лучей устойчивость к вибрациям по любым осям. Относительное изменение положения трубчатого каркаса 1 с закрепленной в нем оптической системой

2 и втулкообразного корпуса 4 при внешних ударных и вибрационных воздействиях возможно лишь в пределах погрешности изготовления резьб, которые могут быть

выполнены с весьма высокой степенью точности. Кроме того, дополнительно улучшается центровка оптической системы 2 относительно втулкообразного корпуса 4, которая определяется погрешностью изготовления деталей.

Частоты собственных резонансных колебаний оптической головки для фокусировки пучка лучей определяются частотами собственных резонансных колебаний материалов, из которых изготовлены детали, и значительно выше частоты собственных резонансных колебаний устройства прототипа, что позволяет расширить диапазон рабочих частот.

Формула изобретения Оптическая головка для фокусировки пучка лучей, содержащая расположенный во втулкообразном корпусе трубчатый каркас с оптической системой, а также электро- магнитный привод перемещения трубчатого каркаса, состоящий из постоянных магнитов и обмотки управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения виброустойчивости, точности фокусировки расширения диапазона рабочих частот и диапазона фокусировки пучка лучей при упрощении конструкции оптической головки,в нее введены направляющие стержни и ходовая гайка с внешней и внутренней резьбами, трубчатый каркас выполнен с внешней резьбой и установлен во внутреннем резьбовом отверстии ходовой гайки, которая размещена внешней резьбой в

отверстии втулкообразного корпуса, выполненного резьбовым, в торце втулкообразного корпуса выполнены направляющие пазы, в которых установлены направляющие стержни, укрепленные на торце трубчатого каркаса, постоянные магниты равномерно размещены по окружности ходовой гайки, а обмотки устройства укреплены с внешней боковой стороны втулкообразного корпуса, при этом ходовая гайка, трубчатый каркас,

втулкообразный корпус выполнены из немагнитного материала, резьбовые соединения выполнены, одного направления, а внешние резьбы выполнены по краям ходовой гайки и трубчатого каркаса, средние части которых выполнены в виде углублений.

; s

Изобретение относится к прецизионному приборостроению и может быть использовано при проектировании узлов фокусировки оптических систем оптико- электронных устройств. Для повышения виброустойчивости, расширения диапазона рабочих частот и.диапазона линейного перемещения оптической системы, а также для повышения точности фокусировки пучка оптических лучей при одновременном упрощении оптической головки,ходовая гайка 7, с размещенными по ее окружности постоянными магнитами 8, устанавливается в резьбовом отверстии втулкообразного корпуса 4. На внешней стороне втулкообразного корпуса 4 расположена электрическая обмотка управления 6, а в его торце предусмотрены пазы 5, в которых расположены стержневые направляющие 3, установленные в конце трубчаюго каркаса 1. Трубчатый каркас 1 с оптической системой выполнен с внешней резьбой и установлен в резьбовом отверстии ходовой гайки 7. Резьбовые соединения гайки 7 с втулкооб- разным корпусом 4 и гайки 7 с трубчатым каркасом 1 выполнены одного направления (обе правые или обе левые). Внешние резьбы трубчатого каркаса 1 и гайки 7 выполнены по краям указанных элементов, их средние части занижены по диаметру для уменьшения резьбового трения, а ходовая гайка, трубчатый каркас и втулкообразный корпус выполнены из немагнитного материала. 1 ил.