Способ определения углов поворота объекта Советский патент 1980 года по МПК G01B11/26 

I

Изобретение относится к области контрольноизмерительной техники и может быть использовано при разработке двухкоординатных оптикоэлектронных угломерных устройств, служащих для бесконтактного измерения углов.

Известен способ определения углов поворота объекта, заключающийся в том, что направляют коллимированный пучок излучения на объект, отраженный от объекта пучок направляют на анализатор и измеряют координаты положения оптического изображения, определяемые проекциями направляющего вектора коллимированного пучка излучения на оси чувствительности анализатора 1).

Однако известный способ характеризуется ,j недостаточной точностью изме1 ення, обусловленной необходимостью измерения координат оптического изображения вдоль двух ортогональных направлений.

Целью нзоЬ лтения является повышение точ- у кости измерения.

Эта цель достигается тем, что формируют два отраженных от объекта пучка с помощью отражателя, выполненного в виде двух призм

Бр 180° с взаимно ортогональными ребрами, и один из них оптически поворачивают вокруг нормали к плоскости, образованной осями чувствительности анализатора, до совмещения проекции направляющего вектора коллимированного пучка на одну из осей чувствительности анализатора с другой и измеряют одноименные координаты полученных оптических изображений по одной оси чувствительности анализатора.

П|)едлагаемый способ предусматривает пространственное разделение пучка на объекте на две части, каждая из которых несет информацию об угловом положении объекта по одной из координат, т.е. направляющие векторы этих частей пучка лежат во взаимно ортогональных плоскостях. Пространственное разделение пучка означает, что вдоль коллимированиого пучка, параллельно оптической оси системы, можно установить условную плоскость таким образом, что по одну ее сторону будет находиться пучок, имеющий отклонение по одной только координате, а по другую сторону - пучок, имеющий отклонение по другой координате.

378358

Далее одну из частей пучка, например часть, имеющую отклонение по одной координате, выделяют и оптически поворачивают до совмещения проекции направляющего вектора этой части пучка с другой осью. Эти операции .вытгпп. няются путем введения в эту часть коллимированного пучка отражательной призмы, в частности такой призмой может быть призма Доне. После преобразования пучка на анализатор будут поступать , два Пучка, отклоненных в одной ю плоскости, причем угол отклонения пучка, поступающего посредственно от объекта, пропорционален углу поворота объекта вокруг одной оси, а угол отклонения пучка, прошедщего через призму Дове, пропорционален углу пово- ts рота объекта вокруг другой оси. Измеряя эти ; координаты с помощью однокоординатного анаi лизатора, получим информацию об угловом положении объекта относительно двух ортргональi ных координат.20

Предлагаемый способ реализуется с помоодью устройства, принципиальная схема которого изображенаНа чертеже,

С помощью оптической системы 1 формируют коллимированный пучок излучения и направля- 25 ют его на жестко связанные с объектом отражатель, состоящий из двух призм БР-180° 2 и 3, ребра которых взаимно ортогональны, Отраженный от объекта коллимированный пучок будет разделен на два, причем каждый из пучков ЗО содержит информацию об угловом наклоне объекта относительно только одной из осей, поскольку призма БР-180° инвариантна к поворотам вокруг оси, параллельной ребру ее двугранного угла, т.е. два отраженных коллимированных пучка будут лежать во взаимно ортогональных плоскостях. Один из этих пучков, например пучок, отраженный от призмы 3, подвергают простран ственному преобразованию с помощью призмы 4 Дове, установленной в пучке таким образом, 0 что нормаль к ее отражающей грани образует с осью чувствительности.анализатора 5 угол 45°,

т.е. пучок, отраженный от призмы 3, будет наклонен в той же плоскости, что и пучок, отраженный от призмы 2, В фокальной плоскости оптической системы 1 образуются два автоколлимационных изображения. Координаты точек измеряют с помощью однокоординатного анализатора 5.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений к упросшть контроль за счет устранения необходимости измерений во второй, ортогональной координате, что, в свою очередь, позволяет при реализации использовать один однокоординатный анализатор и одйН канал обработки инфopмaJ ш,

Фо, рмула изобретения

Способ определения ;/глов поворота объекта, заключающийся в тем, что направляют коплимированный пучок излучения на объект, отраженный от объекта пучок направляют на анализатор и измеряют координаты положения оптического изображения, определяемые проекциями нарравляющего аектора коллимированкого пучка излучения на оси чувствительности анализатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, формируют два отраженных от объекта пучка с помощью отражателя, выполненного в виде двух призм Бр-180 с взаимно ортогональными ребрами, и один из них оптически поворачивают вокруг нормали к плоскости, образованной осями чувствительности анализатора, до совмещения проекции Направляющего вектора коилимированного пучка на одну КЗ осей чувствительности анализатора с другой и измеряют одноименные координаты получегдаых оптических изображений по одной оси чувствительности анализатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельств9 СССР N 183410, ют. G 02 В 27/30, 1964 (прототип).