Коаксиальная подвеска оптических элементов, стабилизирующих положение визирной оси в измерительных приборах Советский патент 1974 года по МПК G01C5/02 

1

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для подвески чувствительных элементов стабилизаторов вертикальных, горизонтальных или наклонных направлений (визирной линии), например в стабилизатоpax нивелиров.

Для стабилизации визирной-линии применяют чувствительные элементы на ленточных подвесках, недостатком которых является малый рабочий угловой диапазон, ие превышающий ±1°. Применяемые для этого простые подвески на приборных шарикоподшипниках также не обеспечивают работы стабилизатора с удовлетворительной точностью в широком угловом диапазоне из-за дефектов изготовления составных частей шарикоподшипника, в то время как работа шарикоподшипниковой подвески в узком угловом диапазоне, например, ±1 осуществляется с высокой точностью (порядка 1-3).

В известной коаксиальной подвеске на шарикоподшипниках высокая точность и широкий угловой диапазон обеспечиваются соосным расположением двузвенной подвески и двойной раздельной подвеской колец шарикоподшипников - внутреннего и наружного.

Однако практическое использование этой подвески сложно, так как необходимо изготовлять фактически две прецизионные оси, строго центрировать их одна относительно

другой и подвешивать каждую ось в отдельности, что затрудняет сборку, требует значительного количества шарикоподшипников, не позволяет осуществить оптимальные параметры подвески. Отсутствие надежных ограничителей колебаний грузов нарушает правильное функционирование подвески, не позволяя получить необходимую точность.

Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности и уменьшение габаритов.

Для этого в предлагаемой подвеске боковые ограничители перемещения чувствительного элемента и его оси качания совмещены, а продольные ограничители колебаний оси качания чувствительного элемента расположены непосредственно на чувствительном элементе с угловым расстоянием от положения равновесия оси качания, соответствующим режиму работы шарикоподшипниковой подвески в угловом диапазоне от 0,5 до Г.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид сверху (в плане); на фиг. 2 - то же, вид сбоку (со стороны оси).

Чувствительный элемент стабилизатора состоит из оправы 1, в которой смонтирован отражатель 2 или другой оптический элемент, служащий для индикации направления; боковых опор 3 и 4, лагер 5 и 6, которыми оправа опирается через шарикоподшипники 7 и 8

на ось 9 подвески; уравновешивающего груза 10. Ось подвески «аглухо скреплена с грузом И, превращающим ее в маятник, и опирается шарикоподшипниками 12 и 13 на лагеры 14 и 15, связанные с корпусом 16 прибора, в котором смонтирован стабилизатор, или с каким-либо неподвижным основанием. Боковые перемещения оси 9 фиксируются ограничителями 17 и 18, связанными с корпусом 16, которые ограничивают и боковые перемещения оправы 1 чувствительного элемента стабилизатора. Колебания оси-маятника ограничиваются ограничителями 19 и 20, скрепленными с оправой. Угловое расстояние (зазор) между грузом 11 и ограничителями 19 и 20 выбирают минимальным (порядка ОД мм), чтобы колебания оси относительно оправы чувствительного элемента ограничить узким угловым диапазоном (порядка 1-2). Все шарикоподшипники закреплены на оси 9 неподвижно с натягом, а в лагерах передвигаются свободно.

Устройство работает следующим образом.

При наклоне корпуса 16 в продольном направлении (перпендикулярно к плоскости чертежа) наружные кольца шарикоподшипников 12 и 13, связанные с лагерами 14 и 15, поворачиваются относительно внутренних колец, которые, как и внутренние кольца шарикоподшипников 7 и 8, будучи связанными с осью 9, свободно подвешенной благодаря наличию груза 11, не изменяют своего положения относительно направления силы тяжести. Наружные кольца шарикоподшипников 7 и 8, связанные с оправой 1 свободно подвешенного чувствительного элемента стабилизатора, также не изменяют своего положения относительно направления силы тяжести. В результате независимо от величины наклона корпуса 16 шарикоподшипники 7 и 8, служащие опорой чувствительному элементу стабилизатора, сохранят неизменной свою ориентировку как относительно чувствительного элемента, так и относительно направления силы тяжести.

включаясь в работу лишь в пределах узкото углового диапазона, -величина которого определяется точностью изготовления шарикоподшипников, маятниковым моментом и другими факторами и составляет ±10-30. При маятниковых колебаниях чувствительного элемента, вызванных, например, установкой прибора в рабочее положение и демпфируемых любым успокоителем известной конструкции (на чертеже не показан), ось 9 вместе с грузом 11 также колеблется, увлекаемая ограничителями 19 и 20, и демпфируется через эти ограничители одним и тем же успокоителем. Колебания оси 9 в пределах уклонений груза 11

от вертикали на величину, определяемую положением ограничителей 19 и 2U (до ±1). не гасятся успокоителем и обусловливают дополнительное повышение чувствительности подвески, создавая качающуюся опору чувствительного элемента. При боковых наклонах корпуса 16 в работу включаются боковые ограничители 17 и 18.

Предмет изобретения

Коаксиальная подвеска оптических элементов, стабилизируюших положение визирной оси в измерительных приборах, например в нивелирах, содержащая свободно подвешенные на шарикоподшипниковых опорах чувствительный элемент и ось его качания, а также ограничители их перемещений, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и уменьшения

габаритов, боковые ограничители перемещения чувствительного элемента и его оси качания совмещены, а продольные ограничители колебаний оси качания чувствительного элемента расположены непосредственно на чувствительном элементе с угловым расстоянием от положения равновесия оси качания, соответствующим режиму работы шарикоподшипниковой подвески в угловом диапазоне от 0,5 до 1.

п 9 ю 9 иг. г