Устройство фиксации положения лазерного луча

Устройство фиксации положения лазерного луча, содержит корпус с входным отверстием для входа лазерного луча и ПЗС матрицей, установленной внутри корпуса напротив отверстия. Матрица снабжена интерфейсом для передачи данных о положении лазерного луча. Корпус устройства содержит четыре грани, на каждой грани корпуса, примерно в районе сечений корпуса плоскостью, проходящей через плоскость упомянутой ПЗС матрицы, расположены базовые поверхности, при этом каждая базовая поверхность включает зону для контакта с контактными поверхностями измерительных приборов. 1 н.п.ф.

Предлагаемая полезная модель относится к приспособлениям к измерительным устройствам, в частности для абсолютных и относительных измерений положения лазерного луча.

Известны устройства, которые применяются для фиксации положения лазерного луча, применяемого в измерительных приборах и комплексах.

Полезная модель RU 40103, G01B 11/26, публикация 27.08.2004 «Устройство для определения углового рассогласования пучков лазерного излучения», включает оптический приемный блок лазерного излучения, в виде последовательно установленных светофильтров и объектива, контрольно-измерительный блок, состоящий из телевизионной камеры с фоточувствительной площадкой (ПЗС-матрицей), связанной с компьютером. Данное устройство предназначено только для измерения угловых отклонений без измерений параллельных смещений, вследствие применения на входе приемного устройства объектива.

Известно изобретение RU 1550831, G01B 11/27, публикация 15.08.1994, «Лазерное центрирующее устройство», позволяющее контролировать смещение центра отверстия крупногабаритного объекта относительно опорного направления. Световой пучок от лазера направляется на мишень центроискателя, расположенного в корпусе, устанавливаемого на контролируемый объект. Изображение следа пучка на мишень и ее перекрестие переносят на экран с помощью положительной линзы. Измеряют величину смещения центра мишени с помощью двух индикаторов линейных перемещений, по значениям которых судят об отклонении центра контролируемого отверстия относительно опорного направления, материализуемого лазером.

К недостаткам данного устройства следует отнести его недостаточную универсальность в применении и отсутствие выхода на автоматизированную обработку измерений в реальном времени.

Решенная полезной моделью техническая задача заключается в создании универсального устройства, позволяющего вести различные измерения в машиностроении, при сборке крупногабаритных конструкций с высокой точностью измерения.

Сущность предлагаемой полезной модели состоит в том, что устройство фиксации положения лазерного луча, содержит корпус с входным отверстием для входа лазерного луча и ПЗС матрицей, установленной внутри корпуса напротив отверстия. Матрица снабжена интерфейсом для передачи данных о положении лазерного луча. Корпус устройства содержит четыре грани, на каждой грани корпуса, примерно в районе сечений корпуса плоскостью, проходящей через плоскость упомянутой ПЗС матрицы, расположены базовые поверхности, при этом каждая базовая поверхность включает зону для контакта с контактными поверхностями измерительных приборов.

Устройство предназначено для определения расстояния между центром сечения пучка лазерного луча и плоскостью базовой отсчетной поверхности. При необходимости зона для контакта с контактными поверхностями стыкуется с контактной поверхностью того или иного измерительного прибора.

Каждая базовая поверхность может содержать маркер, чтобы избежать ошибок в подсоединении измерительных поверхностей.

Отверстие корпуса может включать защитное стекло, а также может быть снабжено съемным светофильтром.

Корпус устройствам может быть выполнен восьмигранным, при этом четыре грани содержат базовые поверхности с зонами для контакта с контактными поверхностями измерительного прибора.

Устройство дополнительно содержит плоскость для установки корпуса на горизонтальную поверхность и приспособления для установки устройства на штатив.

Матрица может быть закреплена внутри корпуса жестко по отношению к корпусу через систему юстировки положения матрицы. При этом, система юстировки может содержать механизм поворота матрицы в плоскости расположения матрицы для совмещения системы координат матрицы с системой координат зон контакта.

Интерфейс для передачи данных с матрицы о положении лазерного луча может быть выполнен в виде разъема с кабелем, соединяющим матрицу с устройством обработки данных, например, компьютером.

Полезная модель иллюстрируется чертежами.

На Фиг.1 показано сечение вертикальной плоскостью устройства по центральной оси, а на Фиг.2. приведен вид устройства в аксонометрии. На Фиг.3 приведен пример использования устройства при измерении внутренних поверхностей.

Устройство фиксации положения лазерного луча (Фиг.1, Фиг.2), содержит корпус 1 с входным отверстием 2 для входа лазерного луча и ПЗС матрицей 3, установленной внутри корпуса напротив отверстия 2. Матрица 3 снабжена микросхемой иинтерфейсом 4 для передачи данных о положении лазерного луча, облучающего матрицу. Для повышения точности измерений целесообразно использовать кольцевой лазерный луч с яркой центральной точкой. Корпус 1 устройства содержит четыре грани 5, на каждой грани 5 корпуса, примерно в районе сечений корпуса плоскостью, проходящей через плоскость упомянутой ПЗС матрицы 3, расположены базовые поверхности 6. Каждая базовая поверхность включает зону 7 для контакта с контактными поверхностями измерительных приборов. Матрица 3 может поворачиваться в плоскости своей установки (механизм поворота на чертежах не показан) для юстировки и при необходимости, для совмещения системы координат матрицы 3 с системой координат зон 7 контакта измерительных приборов. Матрица 3 может включать измерительную микросхему и связана с помощью кабеля 8 с разъемом 9, установленным на крышке 10 корпуса 1. Компьютер 15 (Фиг.3) содержит необходимое программное обеспечение для оценки положения лазерного луча относительно матрицы 3, а также зон контакта 7 каждой базовой поверхности 6.

На Фиг 3 показан один из примеров использования устройства при измерении внутренних размеров. Источник лазерного излучения 11 создает опорный кольцевой лазерный луч 12 с яркой центральной точкой, положение которой фиксируется матрицей 3 устройства. К зоне 7 контакта базовой поверхности 6, в данном случае, одной из вертикальных базовых поверхностей, контактирует щуп нутромера 13, другой щуп которого опирается на измеряемую поверхность 14. Данные о координатах передаются с матрицы в переносной компьютер 15, где определяются размеры внутренних поверхностей крупногабаритных деталей. Таким же образом устройство может использоваться для определения положения любых поверхностей и точек, в любом из четырех направлений.

Погрешность постоянных отрезков между центром матрицы и шлифованными плоскостями базовых поверхностей калибруются в пределах ±,00011-0,005 мм в зависимости от необходимыхЯ требований на каждом отдельном приборе. Такая точность определения координат лазерного луча относительно зон контакта базовых поверхностей позволяет проводить точные измерения в различных областях техники.

1. Устройство фиксации положения лазерного луча, содержащее корпус с входным отверстием для входа лазерного луча и ПЗС матрицей, установленной внутри корпуса напротив отверстия, при этом упомянутая матрица снабжена интерфейсом для передачи данных с матрицы о положении лазерного луча, корпус устройства содержит четыре грани, на каждой грани корпуса, примерно, в районе сечений корпуса плоскостью, проходящей через плоскость упомянутой ПЗС матрицы, расположены базовые поверхности, при этом каждая базовая поверхность включает зону для контакта с контактными поверхностями измерительных приборов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая базовая поверхность содержит маркер.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое отверстие корпуса включает защитное стекло.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое отверстие корпуса снабжено съемным светофильтром.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус устройства выполнен восьмигранным, при этом четыре грани содержат упомянутые базовые поверхности.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит плоскость для установки корпуса на горизонтальную поверхность и приспособления для установки устройства на штатив.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что матрица закреплена внутри корпуса жестко по отношению к корпусу через систему юстировки положения матрицы.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что система юстировки содержит механизм поворота матрицы в плоскости расположения матрицы для совмещения системы координат матрицы с системой координат зон контакта.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый интерфейс для передачи данных с матрицы о положении лазерного луча выполнен в виде разъема с кабелем, соединяющим матрицу с устройством обработки данных, например компьютером.