фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь

Формула изобретения

Фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, устройство растрового сопряжения, состоящее из измерительного и индикаторного растров с излучателями и фотоприемниками, измерительный шток, направляющий стержень, платформу, закрепленную на измерительном штоке, держатель с устройством регулировки его положения, отличающийся тем, что держатель выполнен с пазом, расположенным параллельно рабочим поверхностям измерительного и индикаторного растров, устройство регулировки положения держателя установлено между корпусом и держателем и выполнено в виде цилиндра с размещенным внутри него регулировочным элементом, имеющим фланец, сопряженный с пазом держателя, а платформа имеет ограничитель поворота, который выполнен в виде паза, расположенного на линии соединения осей измерительного штока и направляющего стержня, сопряженного с пазом ограничителя, при этом стержень имеет эксцентриковый выступ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к инкрементным средствам измерения линейных перемещений.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, измерительный шток, растровое сопряжение, состоящее из растровой линейки и индикаторной маски с излучателем и фотоприемниками, см. “Фотоэлектрические преобразователи информации”, под ред. Л.Н. Преснухина. М.: Машиностроение, 1974. Рис.93. С.180.

Этот преобразователь не имеет устройства регулировки положения растрового сопряжения, это усложняет регулировку и создает необходимость выполнения размеров отдельных деталей до единиц микрометров.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, измерительный шток, держатель, растровое сопряжение, состоящее из растровой линейки и индикаторной маски с излучателями и фотоприемниками, см. авторское свидетельство СССР № 1019211 по кл. G 01 В 5/02, опубл. 1983 г.

У этого преобразователя каждый оптический информационный канал образован излучателем, растровой линейкой, соответствующим окном индикаторной маски и фотоприемником, т.е. элементы информационного канала установлены на деталях, имеющих различное базирование; кроме того, устройство регулировки положения растрового сопряжения обеспечивает угловое перемещение только по двум осям и не обеспечивает линейной регулировки в направлении, перпендикулярном рабочей поверхности растров, это требует проведения сложных доводочных операций и снижает точность настройки элементов растрового сопряжения.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, направляющие стержни, измерительный шток, растровое сопряжение, состоящее из измерительного растра и индикаторного растра с излучателями и фотоприемниками, платформу, связанную с измерительным штоком, на которой размещен измерительный растр, держатель, на котором закреплены индикаторный растр, излучатели и фотоприемники, см. авторское свидетельство СССР по кл. G 01 B 5/02, опубл. 1991 г.

У этого преобразователя регулировка зазора между измерительным и индикаторным растрами или регулировка углового положения элементов растрового сопряжения может быть выполнена за счет точного выполнения держателя индикаторного растра и платформы, на которой закреплен измерительный растр, или за счет точных подгоночных операций по дополнительной обработке держателя и платформы, такая регулировка требует разборки преобразователя, это усложняет настройку и требует увеличения необходимого времени на сборку и регулировку.

Известен фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь, содержащий корпус, устройство растрового сопряжения, состоящее из измерительного и индикаторного растров с излучателями и фотоприемниками, измерительный шток, направляющий стержень, платформу, закрепленную на измерительном штоке, держатель с устройством регулировки его положения, см. авторское свидетельство СССР № 1497443 по кл. G 01 В 5/02, опубл. 1989 г.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатками.

У преобразователя - прототипа:

- устройство регулировки положения держателя обеспечивает одновременную юстировку измерительного растра по двум осям, что усложняет настройку преобразователя;

- устройство регулировки положения измерительного растра выполнено в виде двух регулировочных винтов, упирающихся сферическими концами в измерительный растр, что приводит к развороту растра при перемещении стержня вокруг оси, проходящей через сферические концы регулировочных винтов;

- регулировочные винты, выполненные из антифрикционного материала, например фторопласта, имеющего большой коэффициент линейного расширения, не обеспечивают (в условиях изменяющихся параметров окружающей среды) необходимого зазора между растрами, что снижает точность преобразователя;

- держатель осуществляет точные угловые и линейные перемещения индикаторного растра только при выполнении высокоточных пригоночных операций, что увеличивает время на настройку преобразователя и усложняет ее проведение.

В основу настоящего изобретения положено решение технической задачи, позволяющей упростить настройку, повысить контроль и точность сочленения растрового сопряжения и увеличить надежность преобразователя.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь содержит корпус, устройство растрового сопряжения, состоящее из измерительного и индикаторного растров с излучателями и фотоприемниками, измерительный шток, направляющий стержень, платформу, закрепленную на измерительном штоке, держатель с устройством регулировки его положения; держатель выполнен с пазом, расположенным параллельно рабочим поверхностям измерительного и индикаторного растров, устройство регулировки положения держателя установлено между корпусом и держателем и выполнено в виде цилиндра с размещенным внутри него регулировочным элементом, имеющим фланец, сопряженный с пазом держателя, а платформа имеет ограничитель поворота, который выполнен в виде паза, расположенного на линии соединения осей измерительного штока и направляющего стержня, сопряженного с пазом ограничителя, при этом стержень имеет эксцентриковый выступ.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию “новизна”.

За счет реализации отличительных признаков (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Наличие устройства регулировки положения держателя в виде цилиндра, размещение его между корпусом и держателем, возможность разворота держателя с индикаторным растром, излучателями и фотоприемниками вокруг оси цилиндра перпендикулярно поверхности растров повышают надежность настройки преобразователя.

Установка регулировочного элемента внутри цилиндра повышает плотность компоновки.

Выполнение регулировочного элемента с фланцем, наличие у держателя паза, взаимодействие фланца с пазом, расположение паза параллельно рабочей поверхности растров, перемещение держателя вдоль оси цилиндра улучшают настройку и повышают контроль растрового сопряжения.

Наличие на направляющем стержне эксцентрикового выступа, а на платформе ограничителя поворота ее относительно измерительного штока, сопряжение ограничителя с выступом повышают точность сочленения растрового сопряжения.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:

на фиг. 1 - общий вид преобразователя (разрез);

на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 (устройство регулировки положения держателя);

на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1;

на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг.1.

Фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь содержит: корпус 1, устройство растрового сопряжения 2, держатель 3, измерительный шток 4, направляющий стержень 5.

Устройство растрового сопряжения 2 содержит: индикаторный растр 6, излучатель 7, измерительный растр 8, фотоприемник 9.

Между держателем 3 и корпусом 1 установлено устройство регулировки положения держателя 10: цилиндр 11, регулировочный элемент 12 (внутри цилиндра 11), фланец 13 (на регулировочном элементе 12).

Держатель 3 имеет паз 14.

Платформа 15 закреплена на измерительном штоке 4.

Ограничитель углового положения платформы 15 выполнен в виде паза 16.

Предохранительное амортизирующее кольцо 17 установлено на штоке 4.

Эксцентриковый выступ 18 имеется на стержне 5.

Пружина 19 установлена в корпусе 1.

Между держателем 3 и корпусом 1 установлено устройство регулировки положения держателя 10, выполненное в виде цилиндра 11, ось которого перпендикулярна индикаторному растру 6. Регулировочный элемент 12 устройства 10 размещен в цилиндре 11 и имеет фланец 13. В держателе 3 выполнен паз 14 П-образной формы. Паз 14 сопряжен с фланцем 13 регулировочного элемента 12.

Направляющий стержень 5 имеет эксцентриковый выступ 18 и установлен в корпусе 1. На измерительном штоке 4 закреплена платформа 15. Направляющий стержень 5 проходит сквозь платформу 15 и взаимодействует с ограничителем углового положения 16, который ограничивает поворот платформы 15 относительно измерительного штока 4 и выполнен в виде паза.

В корпусе 1 между измерительным штоком 4 и направляющим стержнем 5 расположена пружина 19. Пружина 19 обеспечивает силовое замыкание платформы 15 с измерительным штоком 4 и корпусом 1.

На измерительном штоке 4 установлено амортизирующее кольцо 17 из упругого материала, предохраняющее измерительный шток 2 от ударов об измеряемую деталь.

Измерение осуществляется следующим образом. Измерительный шток 4 перемещают относительно корпуса 1, при этом измерительный растр 8 перемещается относительно индикаторного растра 6, излучателей 7 и фотоприемников 9. В индикаторном растре 6 имеются четыре светопропускающих окна (не показаны), в которых растровые штрихи сдвинуты на шага растра, что позволяет получить сигналы sinx; cosx; -sinx; -cosx, которые используются для формирования счетных импульсов в устройстве обработки (не показано).

Устройство регулировки положения 10 держателя 3 обеспечивает его разворот с индикаторным растром 6, излучателями 7 и фотоприемниками 9 вокруг оси цилиндра 11 перпендикулярно поверхности растров 6 и 8.

Регулировочный элемент 12 своим фланцем 13 взаимодействует с пазом 14 держателя 3 и обеспечивает перемещение держателя с индикаторным растром 6, излучателями 7 и фотоприемниками 9 вдоль оси цилиндра 11, осуществляя тем самым регулировку зазора между растрами 6 и 8.

Эксцентриковый выступ 18 на направляющем стержне 5 взаимодействует с пазом 14, расположенным на линии соединения осей штока 4 и стержня 5, обеспечивая плавную регулировку положения измерительного растра 8 вокруг оси, перпендикулярной штрихам.

Предложенный фотоэлектрический инкрементный растровый преобразователь изготовлен на заводе “Измерон”, и это обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию “промышленная применимость”.

Использование предложенного преобразователя позволяет:

- упростить настройку;

- повысить надежность настройки;

- увеличить точность и контроль сочленения растрового сопряжения.