устройство для коллинеарного переноса оптических осей

Формула изобретения

Устройство для коллинеарного переноса оптических осей, содержащее внешнюю и внутреннюю трубы, на боковой поверхности которых выполнены по четыре симметрично расположенных окна, в окнах установлены сильфоны, внутренняя труба выполнена с герметичными торцами и установлена во внешней на двух опорах, две пентапризмы, установленные во внутренней трубе перед входным и выходным окнами, объем между трубами заполнен жидкостью, отличающееся тем, что введены компенсатор веса, два дополнительных сильфона, которые установлены в торцах внешней трубы, а компенсатор веса установлен на середине длины внутренней трубы на ее наружном диаметре, пентапризма перед выходным окном выполнена с пространственным ходом лучей, при этом одна из опор выполнена в виде карданного подвеса, связанного с внешней и внутренней трубами, а другая в виде шарикоподшипника, закрепленного на внутренней трубе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам, используемым при точном монтаже, юстировке и работе крупногабаритных оптических систем. Устройство предназначено для высокоточного коллинеарного переноса оптических осей нa расстояния порядка метра и болеe при эксплуатация его в произвольных пространственных положениях [1]

Известно устройство класса коллинеарного переноса с призменной системой В 180^o, содержащее внутреннюю и внешнюю трубы, на боковой поверхности каждой из которых выполнены два окна, две пентапризмы, установленные во внутренней трубе перед окнами, при этом внутренняя труба установлена во внешней на опорах с возможностью ограниченного осевого перемещения и поворота [2]

Причинами, препятствующими повышению точности устройства кол линеарного переноса оптических осей, являются деформация внутренней трубы под действием силы тяжести, разделение хода лучей крышеобразными гранями пентапризмы, ограниченное осевое перемещение и поворот внутренней трубы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для коллинеарного переноса оптических осей, содержащее внутреннюю и внешнюю трубы, с герметичным торцами, на боковой поверхности которых выполнены четыре симметрично расположенные окна, в окнах установлены сильфоны внутренняя труба установлена во внешней на двух oпopax, две пентапризмы, установленные во внутренней трубе перед входным и выходным окнами, объем между трубами заполнен жидкостью [3]

Причиной, препятствующей получению высокой точности устройства, является потеря точности коллинеарного переноса оптических осей вследствие невозможности компенсации остаточного прогиба внутренней трубы, из-за двоения изображения и наличия осевого перемещения и поворота внутренней трубы.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, обеспечивающего повышение точности коллинеарного переноса лучей оптических осей.

Технический результат повышение точности устройства для коллинеарного переноса оптических осей достигается тем, что в устройство, содержащее внешнюю и внутреннюю трубы, на боковой поверхности которых выполнены четыре, симметрично расположенные окна, в окнах установлены сильфоны, внутренняя труба выполнена с герметичным терцем и установлена во внешней на двух опорах, две пентапризмы, установленные во внутренней трубе перед входным и выходным окнами, объем между трубами заполнен жидкостью этом в устройство введены компенсатор два дополнительных сильфона, которые установлены в торцах внешней трубы, а компенсатор веса установлен на середине длины внутренней,на ее наружном диаметре, пентапризма перед входным окном выполнена с пространственным ходом лучей, при этом одна из опор выполнена в виде карданного подвеса, вязанного с внешней и внутренней трубами, а другая в виде шарикоподшипника, закрепленного на внутренней трубе.

На фиг. 1. показана схема предложенного устройства для коллинеарного переноса оптических осей; на фиг. 2 выполнение опоры устройства, разрез А-А на на фиг 1.

Устройство для коллинеарного переноса оптических осей содержит внутреннюю трубу 1 и внешнюю трубу 2. Нa боковых поверхностях труб 1 и 2 имеются окна 3-6, в которых установлены сильфоны 7 10. Во внутренней трубе перед окнами 3 л 4 установлены пентапризмы 11 и 12. Внутренняя труба 1 установлена во внешней 2 на двух опорах, каждая из которых расположена на расстоянии 0,2 l от концов внутренней трубы 1, где l длина внутренней трубы 1. Первая опора содержит рамку 13 и две дары взаимно перпендикулярных полуосей 14 и 15, при этом рамка 15 установлена между трубами 1 и 2 соосно сними. Полуоси 14 соединены жестко с рамкой и и через подшипники 16 с внутренней трубой 1, полуоси 15 посредством подшипников 17 соединены с рамкой 13 и жестко с внешней трубой 2. Полуоси 14 лежат в плоскости, параллельной основанию пентапризм 11 12. Вторая опора 18 выполнена в виде шарикоподшипника, установленного наружном диаметре внутренней трубы 1 с зазором относительно внешней трубы 2. На наружном диаметре внутренней трубы 2, на расстоянии 0,5 l от конца внутренней трубы 1, установлен компенсатор веса (балансиры) 19. Объем между трубами 1 и 2 заполнен жидкостью 20. Во внешней трубе 2, на ее концах, установлено по сильфону 21. Устройство содержит защитные крышки 22, которые выполнены с отверстиями 23 и прикреплены к торцам внешней трубы 2.

Устройство работает следующим образом.

Внешняя труба 2 крепится на деформирующемся основании или конструкции, занимающей произвольное пространственное положение.

Высокая точность устройства обеспечивается стабильностью внутренней трубы 1: она не деформируется под действием собственного веса поскольку взвешена в жидкости 20, а остаточный дебаланс скомпенсирован балансирами 19. Сильфоны 7 -10 исключают передачу деформаций внешней трубы 2 на внутреннюю трубу 1, а их симметричное расположение исключает действие избыточных сил со стороны жидкости 20 и позволяет внутренней трубе 1 находиться в равновесии, не прогибаясь в опорах. При изменении температуры окружающей среды сильфоны 21, граничащие с воздухом через отверстия 23 крышки 22, исключают действие избыточных сил со стороны жидкости 20. Поскольку первая опора 13 -17 находятся на расстоянии 0,2 l где l длина внутренней трубы 1, то это позволяет пентапризмам 11 и 12 не изменять взаимное угловое положение при имеющихся погрешностях остаточного прогиба внутренней трубы 1 и в связи с различием коэффициентов объемного теплового расширения жидкости 20 и материала внутренней трубы 1.

Визирный луч направления после попадания в окно 3, после прохождения пентапризмы 11, 12 и окна 4, образует направление , коллинеарное . При этом наличие пентапризмы с пространственным ходом лучей 12 (4) качество изображения, так как исключает двоение изображения и рассеяние света на ребре крышки, свойственные призмам с крышами.

Таким образом, устройство обеспечивает повышение точности коллинеарного переноса осей направлений и , разнесенных на на расстояния порядка метра и более при установке его на деформирующиеся конструкции и эксплуатации в произвольных пространственных положениях.