УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ГАБАРИТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Полезная модель относится к области лазерной техники, в частности к котировочным устройствам оптических элементов для мощных лазерных систем.
Известно координатное устройство, предназначенное для установки зеркально-линзового объекта состоящее из столика с укрепленной на нем оправой, внутри которой на трех жестких нерегулируемых растяжках подвешен оптический элемент (см. Ю.В. Шарловский. Механические устройства малых оптических систем. М., Машиностроение, 1979, стр. 70, рис. 70).
Использование данного устройства возможно лишь для небольших и относительно легких оптических элементов. Кроме того, исключена возможность регулирования оптического элемента, т.к. он подвешен на нерегулируемых растяжках.
Известно устройство для юстировки зеркал резонатора лазера (п. SU №1839876, опубл. 20.06.2006), предназначенное для установки зеркально-линзовых объектов, состоящее из стола с укрепленной на нем оправой зеркала со штангой и механизмами горизонтального и вертикального перемещений и механизмы поворота.
При использовании указанного устройства исключена возможность поперечного позиционирования оптических элементов относительно оптической оси устройств, кроме того, невозможно осуществлять юстирование габаритных и тяжелых оптических элементов.
Техническим результатом настоящей полезной модели является возможность при заданных габаритах и массе устройств обеспечивать высокую надежность и жесткость конструкции, возможность юстирования в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях, уменьшения заклинивания и обеспечения равномерности хода. Кроме того, предложенная конструкция позволяет нивелировать механические погрешности при изготовлении габаритных частей устройств лазерных систем, не требуя обеспечения высокой точности изготовления деталей, что существенно снижает стоимость его изготовления.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве позиционирования габаритных оптических элементов, содержащем опорную поверхность с оправой оптического элемента, имеющую возможность горизонтального и вертикального перемещений, опорная поверхность снабжена телескопическими направляющими, каждая из которых закреплена на угловых элементах и имеет возможность поперечного относительно оптической оси устройства и вертикального перемещения, при этом поперечное перемещение осуществляется за счет боковых винтовых пар толкающих механизмов, а вертикальное - за счет винтовых пар, установленных в опорных швеллерах.
Предложенное устройство позиционирования габаритных оптических элементов позволяет при минимальных затратах и простоте конструкции обеспечить высокую надежность и жесткость последней с возможностью юстирования в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях.
На фиг. 1 изображено устройство позиционирования с оптическим элементом (адаптивное зеркало), на фиг. 2 изображен разрез опорного швеллера с винтовым толкателем, телескопическая направляющая и подвесной механизм.
Устройство состоит из алюминиевой плиты 1, жестко собранной с оправой оптического элемента (зеркало), двух телескопических направляющих 2, связанных с плитой 1 и угловыми элементами 3 при помощи винтовых соединений, а также двух опорных швеллеров 4, имеющих возможность за счет подвесных механизмов 6 осуществлять вертикальные подвижки. Винтовые толкатели 5 обеспечивают поперечное перемещение угловых элементов 3 относительно оптической оси устройства.
Винтовые толкатели 5 состоят (см. фиг. 2) из неподвижно закрепленного на опорном швеллере 4 стакана 8, подвижного вкладыша 9, упора 10, неподвижно закрепленного на угловом элементе 3, толкающего болта 11 и пары упорных гаек 14, 15. Увеличенное отверстие в стакане 8, подвижный вкладыш 9 и пазы, выполненные в угловом элементе, позволяют избежать возникновения перекосов и заклинивания при вращении пары винтовых толкателей. Упор 10 для облегчения монтажа устройства выполнен разборным и тоже с большим, чем диаметр резьбы толкающего болта 11, отверстием. Для обеспечения лучшего контакта толкающего болта 11 с упором 10 применяются упорные гайки 14, 15 с разной резьбой.
Подвесной механизм 6 состоит из неподвижно закрепленного кронштейна с резьбовой втулкой 12, направляющей 7, подвесного болта 13 и конусной шайбы 16. Для уменьшения эффекта заклинивания опорная поверхность подвесного болта 13 выполнена в виде сферы, отверстие в опорном швеллере имеет увеличенный диаметр, а упорная поверхность шайбы 16 имеет конусную поверхность.
Устройство работает следующим образом: при выполнении монтажной юстировки оптического элемента в оптический тракт лазерных систем, вращением резьбовых пар винтовых толкателей 5 и подвесных механизмов 6, а также перемещением конструкции по телескопическим направляющим 2, обеспечивается заданный ход плиты 1 с оптическим элементом (см. фиг. 1).
Предложенная конструкция устройства точного позиционирования габаритных оптических элементов позволяет обеспечить высокую надежность и жесткость конструкции, обеспечивает возможность пространственного позиционирования в вертикальном, горизонтальном и поперечном направлениях. Наличие сферических опорных поверхностей и направляющих подвесных механизмов 6 и наличие винтовых толкателей 5 (см. фиг. 1) позволяет снизить вероятность возникновения заклинивания.
Длина рабочего хода механизмов юстирования позволяет компенсировать возможные механические погрешности, возникающие в процессе изготовлении и сборки составных частей конструкции, вследствие чего не требуется предъявлять высокую точность к изготовленным деталей, тем самым существенно снижая стоимость.