Устройство для контроля параметров систем стабилизации головного зеркала

Устройство для контроля параметров систем стабилизации головного зеркала
Полезная модель относится к области оптического приборостроения, более конкретно - к приборам для контроля параметров систем стабилизации головного зеркала.
Из всех известных технических решений наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для контроля параметров систем стабилизации головного зеркала I, включающее расположенные последовательно автоколлимационную зрительную трубу, оптический блок, содержащий два параллельных друг другу и жестко связанных между собой плоских зеркала, первое из которых является спектроделителем и расположено под углом 45° к оси автоколлимационной зрительной трубы, основание с горизонтальной платформой, имеющей две площадки для размещения контролируемых систем стабилизации головного зеркала и установленной с возможностью вращения вокруг по меньшей мере одной горизонтальной оси с помощью электропривода и редуктора, электронное устройство управления электроприводами и два плоских зеркала, закрепленных на платформе, первое из которых оптически связано с автоколлимационной зрительной трубой посредством первой контролируемой системы стабилизации головного зеркала и первого плоского зеркала оптического блока, а второе - посредством второй контролируемой системы стабилизации головного зеркала и двух плоских зеркал оптического блока. Оптический блок жестко связан с автоколлимационной зрительной трубой. Электронное устройство управления электроприводами включает пульт включения электроприводов и систему регулировки частоты вращения двигателей, а редуктор имеет механическое устройство изменения амплитуды колебаний платформы.
200312355 5
МПК: G 01C 25/00
Основными недостатками этого устройства являются невысокая точность контроля динамических параметров системы стабилизации головного зеркала, обусловленная жесткой связью оптического блока с автоколлимационной зрительной трубой и расположением его оптической оси параллельно визирной оси автоколлимационной зрительной трубы, а также невысокие эксплуатационные характеристики, обусловленные ограниченными возможностями задания динамических параметров поворота платформы и длительностью процесса их изменения.
Задачей полезной модели является повышение точности контроля динамических параметров системы стабилизации головного зеркала и повышение эксплуатационных характеристик устройства.
Для решения поставленной задачи в известном устройстве для контроля системы стабилизации головного зеркала, включающем расположенные последовательно автоколлимационную зрительную трубу, оптический блок, содержащий два параллельных друг другу и жестко связанных между собой плоских зеркала, первое из которых является спектроделителем и расположено под углом 45° к оси автоколлимационной зрительной трубы, основание с горизонтальной поворотной платформой, имеющей две площадки для размещения контролируемых систем стабилизации головного зеркала и установленной с возможностью вращения вокруг по меньшей мере одной горизонтальной оси с помощью электропривода и редуктора, электронное устройство управления электроприводом и два плоских зеркала, закрепленных на платформе, первое из которых оптически связано с автоколлимационной зрительной трубой посредством первой контролируемой системы стабилизации головного зеркала и первого плоского зеркала оптического блока, а второе посредством второй контролируемой системы стабилизации головного зеркала и двух плоских зеркал оптического блока, в отличие от прототипа оптический блок жестко закреплен на основании с горизонтальной поворотной платформой, его оптическая ось параллельна одной из горизонтальных осей вращения поворотной платформы, автоколлимационная зрительная труба перпендикулярна оптической
оси оптического блока, а электронное устройство управления электроприводом выполнено в виде электрически связанных друг с другом формирователя положения платформы, генератора внешних воздействий, суммирующего элемента, имеющего три входа и один выход, каскада усилителей, выход которого подключен к электроприводу, причем два входа суммирующего элемента связаны соответственно с формирователем положения платформы и с генератором внешних воздействий, выход суммирующего элемента подключен к каскаду усилителей, при этом устройство дополнительно снабжено датчиком углового положения платформы и электрически связанного с ним масштабирующим усилителем, расположенным за ним и электрически связанным с ним фазочувствительным усилителем, выход которого подключен к третьему входу суммирующего элемента.
Жесткое закрепление оптического блока на основании с горизонтальной
платформой, расположение его оптической оси параллельно одной из горизонтальных осей вращения поворотной платформы и размещение автоколлимационной зрительной трубы перпендикулярно оптической оси оптического блока обеспечивает повышение точности контроля системы стабилизации головного зеркала, так как при этом исключаются погрешности измерений, связанные с дрожанием автоколлимационных изображений марки в поле зрения автоколлимационной зрительной трубы. Этот эффект имеет место благодаря тому, что в полученной измерительной схеме в отличие от прототипа оптический блок работает как зеркальный ромб, повороты которого не вызывают отклонения выходящих из него лучей, так же как и повороты спектроделительного зеркала не вызывают отклонения проходящих через него лучей света. Выполнение электронного устройства в виде электрически связанных друг с другом формирователя положения платформы, генератора внешних воздействий, суммирующего элемента, имеющего три входа и один
выход, каскада усилителей, выход которого подключен к электроприводу,
причем два входа суммирующего элемента связаны соответственно с формирователем положения платформы и с генератором внешних воздействий, выход суммирующего элемента подключен к каскаду усилителей, при этом устройство дополнительно снабжено датчиком углового положения платформы и электрически связанного с ним масштабирующим усилителем, расположенным за ним и электрически связанного с ним фазочувствительным усилителем, выход которого подключен к третьему входу суммирующего элемента, обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик устройства, так как позволяет не только обеспечить электронное оперативное изменение исходного положения и частоты колебательных движений поворотной платформы, но и исключить длительный процесс настройки требуемой амплитуды колебаний.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для контроля параметров системы стабилизации головного зеркала, на фиг.2 - его функциональная схема, на фиг.З - вид поля зрения автоколлимационной зрительной трубы в момент контроля.
Устройство для контроля параметров системы стабилизации головного зеркала включает (фиг.1)расположенные последовательно
автоколлимационную зрительную трубу (автоколлиматор) 1, оптический блок 2, содержащий два параллельных друг другу и жестко связанных между собой плоских зеркала 3 и 4, первое из которых является спектроделителем и расположено под углом 45° к оси автоколлимационной зрительной трубы 1, основание 5 с горизонтальной поворотной платформой 6, имеющей две площадки 7 и 8 для размещения контролируемых систем стабилизации головного зеркала и установленной с возможностью вращения вокруг по меньшей мере одной горизонтальной оси 9 с помощью электропривода 10 и редуктора (на фиг.1 не показан), электронное устройство 11 управления электроприводами и два плоских зеркала 12 и 13, закрепленных на платформе 6, а также датчик 14 углового положения платформы. На фиг.1 показаны также две контролируемые системы стабилизации головного зеркала 15 и 16.
Оптический блок 2 жестко закреплен на основании 5 с горизонтальной поворотной платформой 6, например, путем приклеивания, его оптическая ось (линия, соединяющая центры отражающих поверхностей зеркал 3 и 4) параллельна горизонтальной оси 9 вращения поворотной платформы 6. Автоколлимационная зрительная труба 1 перпендикулярна оптической оси оптического блока 2. Плоское зеркало 12оптически связано с
автоколлимационной зрительной трубой 1 посредством первой контролируемой системы стабилизации головного зеркала 15 и первого плоского зеркала 3 оптического блока, а плоское зеркало 13 - посредством второй контролируемой системы стабилизации головного зеркала 16 и двух зеркал 3 и 4 оптического блока.
Сущность электронного устройства 11 поясняет функциональная схема, приведенная на фиг.2.
Электронное устройство 11 управления электроприводами выполнено в виде электрически связанных друг с другом формирователя положения платформы 17, генератора внешних воздействий 18, суммирующего элемента 19, имеющего три входа и один выход, каскада усилителей 20, выход которого подключен к электроприводу 10, осуществляющему движения поворотной платформы 6 через редуктор 21, причем два входа суммирующего элемента связаны соответственно с формирователем положения платформы 17 и с генератором внешних воздействий 18, а выход подключен к каскаду усилителей 20. Датчик 14 углового положения платформы связан электрически с масштабирующим усилителем 22, которыйэлектрически связан с
фазочувствительным усилителем 23, выход которого подключен к третьему входу суммирующего элемента 19.
На фиг.З показан вид поля зрения автоколлимационной зрительной трубы 1 в момент контроля. Автоколлимационные изображения 24 и 25 марки образованы светом, отраженным от плоских зеркал 12 и 13.
На поворотную платформу устанавливаются контролируемые системы стабилизации головных зеркал 15 и 16. Пучок лучей света автоколлиматора 1 на плоском зеркале 3 оптического блока 2 делится на две части. Первая часть пучка проходит через плоское зеркало 3, отражается от головного зеркала контролируемой системы стабилизации 15, затем от зеркала 12 и в обратном направлении возвращается в автоколлиматор 1, в поле зрения которого формируется автоколлимационное изображение марки 24. Вторая часть пучка лучей света автоколлиматора 1 отражается от спектроделительного покрытия плоского зеркала 3, затем от плоского зеркала 4, затем от головного зеркала контролируемой системы стабилизации 16, затем от плоского зеркала 13 и в обратном направлении возвращается в автоколлиматор 1, в поле зрения которого формируется автоколлимационное изображение марки 25. Система стабилизации 15 может являться базовой, а система стабилизации 16 - парной, работающей вместе с базовой. С помощью электронного блока управления 11 оператор задает требуемый режим движения поворотной платформы 6, устанавливая регуляторами исходное положение платформы, частоту и амплитуду ее колебаний, и наблюдает за относительным перемещением изображений 24 и 25 в поле зрения автоколлимационной зрительной трубы 1 в горизонтальном и вертикальном направлениях. При правильной работе систем 15 и 16 стабилизации головного зеркала относительное расположение изображений не меняется. В случае же отклонений от правильной их работы величины углов а и Р изменяются во времени и превышают их допустимые значения. Благодаря тому, что оптический блок 2 жестко связан с основанием 5, а его колебания не приводят к отклонению выходящих из него пучков лучей света, изображения 24 и 25 в поле зрения автоколлимационной зрительной трубы не размываются и не возникает значительных погрешностей оценки углов а и р. Благодаря организации управления поворотной платформой 6 в соответствии со схемой, приведенной на фиг.1, не требуется длительная настройка режимов ее работы.
В данном случае рассмотрен пример реализации устройства с одной степенью свободы при движении поворотной платформы - поворотом вокруг одной горизонтальной оси. Практически возможно реализовать устройство, поворотная платформа которого имеет две или три степени свободы, что позволит реализовать достаточно сложные законы движения контролируемых систем стабилизации головного зеркала. Суть технического решения при этом не меняется.
Таким образом, новое устройство для контроля параметров систем стабилизации головного зеркала обеспечивает не только повышение точности контроля динамических параметров системы стабилизации головного зеркала, но и повышение эксплуатационных характеристик по сравнению с прототипом.