Механизм прецизионного позиционирования для изготовления высокоточных оптических устройств
PRECISION POSITIONING MECHANISM FOR THE MANUFACTURE OF HIGH-PRECISION OPTICAL DEVICES

Изобретение относится к оптическому приборостроению, а именно к механизмам для юстирования прецизионных угловых оптических изделий в частности ретрорефлекторов, и может быть применено при производстве высокоточных угловых оптических устройств.
Известны несколько систем схожего типа функционирования. Например, поворотное устройство для юстировки оптических элементов по авторскому свидетельству СССР № SU 1048442 А, МПК G02B 7/00, опубликованному 15.10.1983 г. Данный механизм представляет собой корпус и держатель оптического элемента, соединенные между собой плоскими пружинами. Перемещение держателя осуществляется посредством вращения диференциального винта. Но у данного устройства низкая чувствительность механизма, отсутствие возможности изменения двугранного угла между юстируемыми объектами, также изменение угла держателя возможно лишь в одной плоскости.
Известно юстировочное приспособление, близкое по технической сущности к предлагаемому устройству, в соответствии с авторским свидетельством СССР №SU 337747, МПК G02B 7/18, от 05.05.1972. В данном механизме основание шарнирно связано с дополнительным рычагом и резьбовыми отверстиями для винтов грубой и тонкой регулировки, установленных с возможностью проскальзывания их сферических торцов соответственно по опорным поверхностям корпуса и основания. Эти отличия обеспечивают повышение чувствительности юстировки при одновременном уменьшении габаритов устройства. С целью уменьшения габаритов данного механизма, промежуточный элемент выполнен в виде крестовины, в которую парами устанавливаются винты для регулировки положения юстируемого элемента. Данная конструкция технологична в изготовлении и имеет небольшие общие габариты. Но у данного устройства отсутствует возможность изменения двугранного угла между юстируемыми объектами, не эргономично расположены подвижные элементы, т.е. находятся за юстируемым объектом и имеют ограниченный диапазон перемещений и в момент юстировки перемещают корпус вокруг оси.
Наиболее близким механизмом к предлагаемому изобретению является юстировочное приспособление в соответствии с патентом Российской Федерации № RU 2336545 С2, МПК G02B 7/18 от 07.11.2005 года. Описанный механизм имеет основание, в котором закреплен корпус с оптическим элементом. Возможность поступательного и углового перемещения достигается посредством вращения соответствующих регулировочных винтов. При этом винты поступательного и углового перемещения разнесены в разных корпусных элементах, что позволяет проводить юстировки оптического объекта разграничено по линейному перемещению и углу. В данной схеме, применимо к решаемой задаче, отсутствует возможность изменения двугранного угла между юстируемыми объектами, избыточная сложность корпусных элементов конструкции и недостаточная чувствительность юстировки.
Задачей изобретения является создание механизма с возможностью одновременного юстирования по углу трех элементов высокоточных оптических устройств относительно друг друга.
Технический результат - создание механизма прецизионного позиционирования для изготовления высокоточных оптических устройств, обеспечивающего выставление общего угла расходимости не более 1 угловой секунды.
Это достигается тем, что в механизме прецизионного позиционирования для изготовления высокоточных оптических устройств, состоящем, по меньшей мере, из одного углового стола имеющего плиту, закрепленную на угловом кронштейне посредством микрометрических винтов и усилия пружин. В отличие от известного, механизм снабжен тремя угловыми столами, размещенными взаимнопендикулярно на общем для трех столов несущем кронштейне, с возможностью регулирования общего угла расходимости плоскостей плит. В каждую плиту соосно микрометрическим винтам установлены опорные втулки с торцевым сферическими углублениями, с возможностью взаимодействия с микрометрическими винтами для перемещения и фиксации плиты, не допускающей линейных смещений. Микрометрические винты установлены в переходные втулки с прецизионной резьбой, размещенные в угловом кронштейне, каждого углового стола. Механизм снабжен кронштейнами и поджимными винтами, установленными в плите с возможностью фиксирования элементов высокоточного оптического устройства.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид, а на фиг. 2 функциональная схема механизма прецизионного позиционирования для изготовления высокоточных оптических устройств
Основание 1 (фиг. 1 и фиг. 2) и три установочные ножки 2, посредством которых выставляется горизонтальное положение всего механизма (позиции 1 и 2 служат для пояснения выбранной конструкции механизма), прикреплены к несущему кронштейну 3, функцию которого в наиболее близком аналоге выполняет основание-рама. Угловые столы 4 в количестве трех штук размещены взаимнопендикулярно на общем для трех столов 4 несущем кронштейне 3, с возможностью регулирования общего угла расходимости плоскостей плит 5. Каждый из трех угловых столов 4 представляет собой плоскую плиту 5, заменяющую в наиболее близком аналоге оправу, с установленным на нее кронштейном 6, выполняющим функцию крышки в наиболее близком аналоге, и двумя поджимными винтами 7. Плита 5 через три опорные втулки 8 с торцевыми сферическими углублениями, посредством усилия пружины 9 и штифтов 10, соединяется со сферическими головками трех микрометрических винтов 11, которые являются регулировочными винтами углового поворота в наиболее близком аналоге. Три микрометрических винта 11, установлены соответственно в три переходные втулки 13 с прецизионной резьбой, которые размещаются в угловом кронштейне 12. Механизм снабжен кронштейнами 6 и поджимными винтами 7, установленными на плитах 5 для фиксации элементов высокоточного оптического устройства в механизме.
Механизм функционирует следующим образом. Горизонтальное положение приспособления на опорной плоскости достигается регулировкой установочных ножек 2 в основании 1. Три угловых стола 4, установленные на несущем кронштейне 3, имеют по три степени свободы каждый. Регулировка их углового положения осуществляется посредством вращения микрометрических винтов 11 со сферическими головками. Микрометрические винты 11 со сферическими головками через переходные втулки 13 изменяют положение плиты 5. Три зеркальные пластины -элементы высокоточного оптического устройства, фиксируются на плитах 5 поджимными винтами 7 установленными в кронштейны 6. При помощи поочередного вращения микрометрических винтов 11 достигается изменение угловых размеров между зеркальными пластинами, что в свою очередь позволяет производить прецизионную корректировку общего угла расходимости высокоточного оптического устройства на протяжении всего цикла изготовления.
Угловой стол 4 представляет собой плоскую плиту 5 высокого класса точности, закрепленную на угловом кронштейне 12 посредством двух пружин 9 и трех микрометрических винтов 11 со сферическими наконечниками, представляющими по сути своей шарнирные соединения. Посредством поочередного вращения данных микрометрических винтов 11 достигается перемещение плиты 5 по углу и высоте. Опорные втулки 8 с торцевыми сферическими углублениями, закрепленные на плите 5, обеспечивают фиксацию шарнирных наконечников микрометрических винтов 11, и тем самым, исключают линейные перемещения самой плиты 5 во время изменения ее угла наклона. Каждый угловой стол 4 позволяет изменять угол наклона установленного на нем элемента высокоточного оптического устройства относительно двух соседних. Использование трех перпендикулярно расположенных друг к другу угловых столов 4, закрепленных на общем несущем кронштейне 3, который, в свою очередь, установлен на основании 1, благодаря использованию микрометрических винтов 11, установленных в переходные втулки 13, и взаимодействующих с опорными втулками 8 с торцевыми сферическими углублениями, позволяет проводить прецизионную корректировку общего угла расходимости плоскостей плит 5, а соответственно и установленного на них высокоточного оптического устройства с точностью не более 1 угловой секунды.
Таким образом, создан механизм прецизионного позиционирования высокоточных оптических устройств, позволяющий проводить прецизионную корректировку общего угла расходимости плоскостей плит с высокой точностью (не более 1 угловой секунды).