Устройство для юстировки световолокна в наконечнике Советский патент 1992 года по МПК G02B26/00 G02B7/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к юстировоч- ным устройствам оптических наконечников.

Известен способ центрирования и закрепления световодного волокна наконечника световода, изготовленного по этому способу, и устройство для осуществления способа, при которых наконечник выполнен в виде центрирующего цилиндра из твердого материала с сердцевиной из мягкого материала для внедрения высадочного штампа с помощью пуансона при юстировке.

К недостаткам известного устройства относятся отсутствие оптического контроля за перемещением оптического элемента при юстировке; отсутствие доступа к торцу оптического элемента для корректировки его положения при юстировке; повышенная

точность прецизионных юстирующих деталей устройства

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для осуществления способа центрирования световодов во втулке, содержащее пуансон с возможностью взаимодействия наконечником на сердечник из мягкого материала со стороны рабочего торца между втулкой и световолокном

К недостаткам известного устройства относятся ограниченные функциональные возможности вследствие отсутствия устройств для предварительной сборки наконечника из втулок; отсутствие возможностей к визуальному контролю сердцевины свето- волокна при юстировке, вследствие незначительных ее размеров (5-10 мкм), для визуального контроля подсвеченного волокна при юстировке обычно используется мик2

00

ю о.

роскоп, расстояние объектива которого от исследуемого обьекта обратно пропорционально его увеличению. Так, при увеличении в 960 раз расстояние между объективом и рабочим торцом юстируемого наконечником равно 3,5 мм и незначительная величина этого зазора препятствует подводу пуансона к торцу наконечника; отсутствие механизмов, обеспечивающих центровку и неподвижность наконечника при деформации сердечника.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, центровка и обеспечение визуального контроля световолокна при юстировке.

Указанная цель достигается тем, что устройство для осуществления способа центрирования счетоводов во втулке, содержащее пуансон с возможностью взаимодействия наконечником на сердечник из мягкого материала со стороны рабочего торца между втулкой и световолокном, дополнительно снабжено двумя сборочными приспособлениями, механизмом визуального контроля, центрирующим и фиксирующим механизмами, а на основании устройства выполнены направляющие салазки для шарнирного закрепления пуансона в виде юстировочно- го винта, а также углового и сетевого его перемещения, при этом центрирующий механизм содержит две подвижные призмы с роликами, а стойки основания выполнены в виде П-образных скоб, по центру которых расположены шаровые опоры, а в гнездах последних - шарики малого диаметра, контактирующие с шариками большего диаметра, с возможностью взаимодействия с подвижными призмами, причем на стойках смонтированы проушины с катками.

Кроме того, в состав визуального контроля входит микроскоп с призмой, расположенной вблизи торца втулки с возможностью взаимодействия юстировочного винта с сердечником, при этом подвижные призмы установлены с возможностью взаимодействия с катками проушин и основанием через шариковые сепараторы, а фиксирующий механизм содержит подъемную через винтовой рычаг траверсу, взаимодействующую с подвижной скобой капиров, кинематически связанных с роликами подвижных призм центрирующего механизма.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием:

-двух сборочных устройств для осуществления предварительной сборки оптического наконечника;

-центрирующего механизма, содержащего две призмы с роликами, используемые

для центрирования юстируемого наконечника после каждого его поворота во время юстировки;

-фиксирующего механизма, содержа- щего подъемную через винтовой рычаг траверсу, взаимодействующую с подвижной скобой капиров, кинематически связанных с роликами призм центрирующего механизма, а также П-образных скоб с шаровы0 ми опорами по центру и по пэре кареток с возможностью взаимодействия с призмами, используемых для восприятия усилий от юстировочного винта, без нарушения центровки оптического наконечника;

5 - пуансона в виде юстировочного винта, смонтированного на салазках с возможностью взаимодействия с сердцевиной оптического наконечника для юстировки с использованием углового и осевого его пе0 ремещения;

-механизма визуального контроля, обеспечивающего визуальный контроль подсвеченной сердцевины оптоволокна при юстировке.

5 На фиг. 1 представлено устройство для юстировки оптического элемента, вид сверху; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг, 1; на фиг, 4 - сечение В-В на фиг. 1; ни фиг. 5-сечение Г-Г на фиг.

0 1; на фиг. 6 - сечение Д-Д на фиг 1; на фиг 7 - сечение Ж Ж на фиг. 5.

Устройство для юстировки оптических элементов содержит корпус, сборочные 1 и 2 приспособления, котировочное приспо5 собление с центрирующим и фиксирующим механизмами, а также механизм визуального контроля.

В состав корпуса входят соединенные вертикальными стойками поперечина 3 и ос0 нование 4, в центральном отверстии которого запрессована резьбовая бонка 5 с установленной и закрепленной гайкой фторопластовой полиэтиленовой упругой втулкой 6 и выполнены осевые Т-образные

5 направляющие и сквозные пазы 7. а по центральной оси поперечины 3 симметрично ее центру выполнены сквозные отверстия для втулок 8 и проушина 9 с соосными отверстиями.

0 Каждое из сборочных приспособлений 1 и 2, имеющих аналогичные конструкции, содержит скобу 10, которая закреплена болтами по краям основания 4, винт 11 с вращающимся фланцем в виде пуансона и

5 матрицы 12 и 13. При этом матрицы и пуансоны каждого сборочного приспособления 1 и 2, использованного для выполнения прессовых операций, имеют различные конфигурации. Так, матрица 12 сборочного приспособления 1, которая запрессована в

отверстие основания 4, выполнена в виде стакана, а аналогичная матрица 13 сборочного приспособления 2 имеет вид резьбовой втулки, на резьбовом торце которой размещена гайка 14 с осевым отверстием,

Непосредственно юстировочное приспособление содержит салазки 15,поворотный рычаг 16 и котировочный винт 17.

Салазки 15, которые установлены и подвижно закреплены винтом 18 в Т-образных направляющих основания 4, имеют две щеки с соосными отверстиями для шарнирного закрепления поворотного рычага 16. На обоих плечах поворотного рычага 16 выполнены резьбовые отверстия для упорного 19 и юстировочного 17 винтов с конусным торцом.

В состав центрирующего механизма входят две, соответствующим образом вставленные и закрепленные по краны основания 4 П-образные стойки 20, и две расположенные под поперечинами последних подвижные призмы 21.

В центре каждой поперечины стойки 20 выполнено резьбовое сквозное отверстие для регулируемого закрепления шаровых опор, а на вертикальных стойках - аналогичные резьбовые отверстия для проушин 22 с катками 23, используемые для центрирования обеих призм в собранном устройстве. При этом в гнезде каждой шаровой опоры стойки 20 размещены шарики 24 малого диаметра, контактирующие с шариком 25 большого диаметра с возможностью взаимодействия последнего с горизонтальной поверхностью подвижных призм 21.

Обе подвижные призмы 21, выполненные в виде пластин, опираются о шариковые сепараторы 26 с возможностью посредством усилия шариков 25 взаимодействовать с горизонтальной поверхностью основания 4 и имеют на торцах соответствующим образом выставленные сквозные пазы, а на противоположных торцах - соосные отверстия в щеках для установки роликов 27.

Фиксирующий механизм содержит подъемную траверсу 28, винтовой рычаг и подвижную скобу копиров 29.

Подъемная траверса 28, вертикальные скалки которой размещены в отверстиях втулок 8, имеет сквозное центральное отверстие и расположена между поперечиной 3 и основанием 4. На плече винтового рЫча- га, смонтированного с возможностью поворота от винта 30, установлены разнесенные от центра два ролика 31 с возможностью взаимодействия при работе с нижней поверхностью подъемной траверсы 28.

По бокам подвижной скобы копиров 29, выполненных в виде наклоных сквозных пазов для размещения роликов 27 каждой подвижной призмы и расположенных в сквозных пазах 7 основания 4, смонтированы две пары катков 32 с ребердами с возможно- стью центрирования и горизонтального перемещения скобы при ее подъеме.

На предлагаемом устройстве осуществляется сборка и юстировка оптического элемента в виде оптического наконечника,

0 состоящего из центрирующего цилиндра 33, изготовленного из сравнительно твердого материала, втулки 34 с фланцем и корпусной частью его центрального отверстия, используемого для вклейки оптоволокна 35, и сер5 дечник 36, изготовленный из сравнительно мягкого материала (незильбер), диаметр осевого отверстия которого соответствует диаметру оптоволокна 35.

Для наблюдения за положением оптово0 локна 35 при юстировке оптического наконечника используется механизм визуального контроля, в состав которого входит микроскоп 37 с оптической призмой 38 для поворота луча света от подсвеченного оптоволокна

5 на 90° с целью освобождения места над торцом наконечника для юстировочного винта 17.

Перед юстировкой оптического наконечника производится центрирование подвиж0 ных призм 21 по эталонному оптическому наконечнику, который помещают в отверстие втулки 6, при этом с помощью перемещения от винтов соответствующих пружин 22 добиваются размещения сквозных пазов обеих

5 призм по центральной оси устройства.

Также перед юстировкой производят сборку оптического наконечника из соответствующих деталей на сборочных приспособлениях 1 и 2.

0 На сборочном приспособлении 1 запрессовывается с помощью вращения винта 11 втулки 34 в центрирующий цилиндр 33 (фиг. 2), а затем осуществляется вклейка эпоксидной смолой оптоволокна 35 в отвер5 стие запрессованной втулки, при этом конец оптоволокна выступает из конусного отверстия втулки 34,

На сборочном приспособлении 2 (фиг, 3) производят окончательную сборку оптическо0 го наконечника, при которой предварительно собранный наконечник устанавливают в матрице 13, расположив оптическое волокно 35 в осевом отверстии гайки 14, а затем с помощью вращения винта 11 осуществляют

5 спрессовку сердечника 36 в коническое отверстие втулки 34,

Вследствие конических поверхностей сердечника 36 и втулки 34 при спрессовке конец оптоволокна 35, расположенный по оси оптического наконечника, заземляется

и откалывается заподлицо с торцом оптического наконечника.

Юстировка оптического наконечника осуществляется при нахождении устройства в исходном положении, при котором траверса 28 совместно с подвижной скобой калиров 29 расположена в крайнем нижнем положении.

Окончательно собранный оптический наконечник устанавливается с натягом в отверстие упругой втулки 6, при этом центрирующий цилиндр 33 располагается в центре устройства, а его оптоволокно 35, пропущенное через центральные отверстия гайки, подъемной траверсы 28 и подвижной скобы капиров 29, подсвечивается. -

Затем определяют максимальные биение подсвеченного оптоволокна 35 через микроскоп 37 при повороте оптического наконечника относительно осицентрирующе- го цилиндра 33 в отверстии втулки 6.

При повороте оптического наконечника в отверстии втулки б вставляют его максимальное биение напротив юстировочного винта 17 и в таком сориентированном положении защемляется центрирующий цилиндр 33 подвижными призмами 21.

Перемещение подвижных призм 21 для защемления оптического наконечника осуществляется с помощью вращения винта 30, при котором ролики 31 винтового рычага, воздействуя на подъемную траверсу 28, поднимают последнюю совместно со скобой копиров 29, которые при этом перемещают в сторону оптического наконечника обе подвижные призмы 21.

Во время перемещения призм 21, вследствие воздействия на них усилий шариков 25, двигаются шариковые операторы 26, обеспечив призмам горизонтальное строго ориентированное перемещение,

К защемленному подвижному призмами 21 оптическому наконечнику с помощью вращения винта 18 подводят салазки 15 и осуществляют его юстировку, которая контролируется через микроскоп 37 и при которой конический торец юстировочного винта 17 внедряется в относительно мягкое тело сердечника 36, При вращении конического торца котировочного винта 17 в сердечник 36 юстируемого; оптического наконечника, последняя, деформируясь,смещает подсвеченное оптоволокно к его центру.

После смещения оптоволокна 35 в центр оптического наконечника разводят винтом 30 подвижные призмы 21 и осуществляют его поворот в отверстии втулки 6 через микроскоп его оставшейся несоосности и при необходимости осуществляют его повторную юстировку в аналогичной последовательности,

Во время юстировки оптического наконечника усилие от юстировочного винта 17

передается непосредственно неподвижно закреплённым фиксирующим механизмом призмам 21, которые предохраняют юстируемый, оптический наконечник от наклона в упругой втулке 6. Отъюстированный оптиче0 ский наконечник вынимают из отверстия втулки 6, переводят центрирующий механизм в исходное положение и устройство готово для последующих сборок и юстировки следующего оптического наконечника.

5 По сравнению с прототипом предлагаемое устройство характеризуется более широкими функциональными возможностями через предварительную сборку оптического наконечника из втулок и оптоволокна, обес0 печивает визуальный контроль подсвеченной сердцевины оптоволокна при юстировке, кроме того, обеспечивает центровку и неподвижность юстируемого наконечника во время взаимодействия усилия

5 юстировочного винта на сердечник при юстировке.

Формула изобретения Устройство для юстировки световолок- на в наконечнике, содержащее пуансон, ус0 тановленный на основании с возможностью воздействия на сердечник из мягкого материала со стороны рабочего торца волокна между втулкой и волокном, отличающееся тем, что, с целью улучшения условий

5 эксплуатации при повышении точности центровки, устройство дополнительно снабжено двумя сборочными приспособлениями, механизмом визуального контроля, центрирующим и фиксирующим механизмами, при

0 этом на основании устройства выполнены направляющие салазки для шарнирного закрепления пуансона, выполненного в виде юстировочного винта, а также средства углового и осевого его перемещения, причем

5 центрирующий механизм содержит две подвижные призмы с роликами и стойки основания, выполненные в виде П-образных скоб, по центру которых установлены шаровые опоры, в гнездах каждой из которых

0 размещены шарики меньшего диаметра, контактирующие с шариком большего диаметра, который в свою очередь взаимодействует с соответствующей подвижной призмой, на стойках смонтированы проуши5 ны с катками, при этом подвижные призмы центрирующего механизма установлены между катками проушин с возможностью взаимодействия с основанием через шариковые сепараторы, фиксирующий механизм содержит подъемную через винтовой рычаг

траверзу, взаимодействующую с подвиж- низма визуального контроля входит микро- ной скобой капиров, кинематически связан- скоп с призмой, размещенной вблизи торца ных с роликами подвижных призм втулки, центрирующего механизма, а в состав меха50

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к юстировочным устройствам оптических наконечников Целью изобретения является упрощение конструкции юстировочного узла Устройство содержит центрирующую втулку, установленную в зазоре между световолокном и корпусом наконечника, вставку из нейзильбера, запрессованную в конусную выборку в корпусе наконечника, и котировочный винт, концом взаимодействующий с материалом вставки через ее торцовую поверхность Световолокно размещено в центральном отверстии вставки Смещение конца светово- локна при юстировке происходит за счет деформации вставки из нейзильбера под давлением торца юстировочного винта, углубляющегося в материал вставки со стороны ее торца в направлении оси наконечника 7 ил

..

А-А

10

Фиг 2

.

Г риг

ff-Д

Г - Г /70вер#у/7 0

Фиг 5

-20

Фиг4

М

ft

и

Д. Д лоВерщ/гн ЖД

29

Редактор С.Лисина

Техред М.Моргентал

Заказ 2504ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. J01

15

Фие.7

Корректор Л.Филь