УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА

Полезная модель относится к приборостроению, в частности к котировочным устройствам, предназначенным для точной установки и закрепления объектов, например оптических элементов и приборов, размещаемых в оптико-электронных системах, к которым предъявляются повышенные требования к их позиционированию.
Известны устройства, применяемые для ориентации объекта при придании ему необходимого положения, (см. патент US 5241183, 250/453 публ. 08.31.1993). В этом патенте описано устройство, содержащее платформу, на которой установлено основание с возможностью перемещения вдоль оси X, при этом основание снабжено оправой, на которой размещено устройство для закрепления регулируемой детали (прибора) с возможностью его перемещения вдоль оси Y.
Недостатком устройства является его нетехнологичность, что связано с применением большого количества высокоточных и сложных механических деталей.
Также известны устройства для регулирования положения объекта, описанные в патентах US 6244192, 108/20 06.12.2001; WO/2005/124789, G12В 5/00 29.12.2005; PCT/JP2006/323116, G12В 5/00, 20.11.2006.
Известные устройства для регулирования положения объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям содержат два неподвижных привода и две каретки, установленные друг над другом в направляющих прямолинейного перемещения вдоль осей X, Y.
Недостатком этих устройств является то, что перемещение регулируемого объекта осуществляется только в двух направлениях, при этом электромеханический привод, осуществляющий перемещение по оси Y
устанавливается на каретке перемещающейся вдоль оси X, что приводит к сложностям токоподвода.
Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является описание изобретения к авторскому свидетельству №436394, G12В 5/00, 15.07.1974. Устройство для регулирования положения объекта по двум взаимно перпендикулярным направлениям, содержит две неподвижные направляющие, представляющее собой основание, две каретки, установленные в направляющих прямолинейного перемещения, в каждой из которых перпендикулярно к направляющим ее перемещения выполнены дополнительные направляющие, представляющие собой посадочное место для установки в них регулируемого объекта.
Такое устройство позволяет исключить движение переноса кареток, так как при перемещении регулируемого объекта в одном направлении механизм перемещения в другом направлении (каретка) остается неподвижным. Однако, такое устройство, обеспечивающее регулирование положения объекта вдоль осей X, Y, имеет ограниченные функциональные возможности, так как в нем не предусмотрено регулирование положения объекта вдоль оси Z перпендикулярной осям X, Y и вокруг нее, что необходимо осуществлять в оптико-электронных системах (ОЭС), например, при ориентации матричного фотоприемного устройства (МФПУ):
- МФПУ необходимо выставлять так, чтобы его фоточувствительные элементы были параллельны осям ОЭС;
- МФПУ необходимо размещать в фокальной плоскости оптической системы ОЭС;
- при использовании двух МФПУ их фоточувствительные элементы должны быть параллельны не только осям ОЭС, но и их оси необходимо совместить между собой.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание механического устройства, установленный
объект в котором обладает четырьмя степенями свободы, соответствующими трем поступательным движениям и одному вращательному.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей устройства и повышении точности регулирования положения объекта.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования положения объекта, содержащем основание, на котором закреплены каретки, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения в двух взаимно перпендикулярных направлениях X, Y, и посадочное место для размещения регулируемого объекта, последнее выполнено в виде крепежного узла, установленного по центру второй по высоте каретки с обеспечением как возвратно поступательного перемещения объекта вдоль оси Z, так и разворота вокруг нее.
Причинно-следственная связь между достигаемым техническим результатом и совокупностью существенных признаков обусловлена монтировкой регулируемого объекта в посадочное место, обеспечивающее перемещение объекта вдоль оси Z и вокруг нее, и установкой посадочного места по центру второй каретки, скользящей вдоль оси Y по неподвижным направляющим, размещенным на первой каретке, перемещаемой вдоль оси Х по неподвижным направляющим, расположенным на основании, что позволяет осуществлять перемещение регулируемого объекта в любом из вышеуказанных направлений, в то время как по другим направлениям механизмы перемещения остаются неподвижными. Благодаря совокупности независимых перемещений обеспечивается возможность регулировки даже МФПУ и значительно повышается точность его позиционирования.
Для пояснения сущности заявляемой полезной модели предоставляется чертеж. Для простоты рассмотрения устройства выбрана схема без электромеханических приборов для перемещения вдоль осей Х и Y с малым диапазоном линейных перемещений, на котором изображен общий вид в
разрезе. В состав заявляемого устройства входят основание 1, предназначенное для крепления на изделии, снабженное неподвижными направляющими 2, выполненными в виде ласточкиного хвоста, по которым вдоль оси Х перемещается возвратно поступательно каретка 3 с помощью винтов 4-4'. На каретке 3 перпендикулярной оси Х (вдоль оси Y) выполнены неподвижные направляющие 5, представляющие собой ласточкин хвост, по которым возвратно поступательно скользит каретка 6 с помощью винтов 7-7'. На каретке 6 жестко размещено посадочное место для установки регулируемого объекта, выполненное виде крепежного узла, включающего направляющую, например, фланец 8, гайку 9, навернутую на резьбовую поверхность втулки 11 и скользящую по внутренней поверхности фланца 8, служащей направляющей по оси Z. Скольжение гайки 9 по поверхности фланца 8 обеспечивается гайкой 10, которая после окончательной юстировки (перемещения вдоль оси Z) фиксирует гайку 9. Для исключения разворота втулки 11 относительно фланца 8 при вращении гайки 9 имеется винт-штифт 12, гладкое окончание которого перемещается вдоль вертикального паза втулки 11. Втулка 11 служит направляющей для втулки 13 и имеет в верхней части вилку 14, внутри которой перемещается рычаг 15 с помощью винтов 16-16' вокруг оси Z. Рычаг 15 принадлежит втулке 13, в которую непосредственно устанавливается юстируемый объект.
Устройство работает следующим образом. Объект устанавливается во втулку 13. Юстировка объекта вдоль оси Х осуществляется за счет перемещения каретки 3 по направляющим 2 с помощью винтов 4-4'. Юстировка объекта по оси Y осуществляется за счет перемещения каретки 6 по направляющим 5 с помощью винтов 7-7'. Регулировка вдоль оси Z осуществляется за счет поворота гайки 9 скользящей по резьбе втулки 11 и удерживаемой гайкой 10 в прижатом к фланцу 8 состоянии. Направление перемещения вдоль оси Z обеспечивают цилиндрические возможности фланца 8 и втулки 11 и винт-штифт 12 перемещающийся в пазе втулки 11 не
позволяющий повороту втулки 11 при вращении гайки 9. После окончательной юстировки, гайка 10 фиксирует положение гайки 9 относительно фланца 8. В верхней части втулки 11 имеется вилка 14, внутри которой перемещается рычаг 15, принадлежащий втулке 13 с помощью винтов 16-16' осуществляется поворот объекта вокруг оси Z.
Использование полезной модели обеспечивает высокую точность позиционирования регулируемого объекта и позволяет определять как оптимальное положение МФПУ относительно осей ОЭС, так и их взаимное положение МФПУ в двухканальных системах ОЭС.