Устройство контроля и юстировки оптических приборов
Полезная модель относится к области контрольно-юстировочной техники, более конкретно - к устройствам контроля и юстировки, применяемым при контроле параметров оптических приборов в том числе панорамных прицелов объектов бронетанковой техники при их ремонте или техническом обслуживании.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности контроля и полной компенсации ошибок углового и пространственного положения визирной линии контролируемого оптического прибора и оси аппаратуры контроля его параметров, а также обеспечение возможности работы с аппаратурой контроля параметров оптического прибора одним оператором.
Устройство содержит первый коллиматор, включающий установленные на одной оси и оптически связанные первый осветитель 4, первую сетку 5 с проекционной маркой и первый объектив 6, а также фланец 2 с установочной плоскостью, при этом ось первого коллиматора перпендикулярна установочной плоскости фланца 2. Устройство снабжено, по меньшей мере, двумя боковыми коллиматорами, симметрично расположенными относительно первого коллиматора и образующими с ним единый блок коллиматоров 1, и механизмом 3 углового и пространственного согласования осей коллиматоров с визирной осью контролируемого оптического прибора 13, имеющим элементы крепления 17 к контролируемому оптическому прибору 13, при этом каждый боковой коллиматор включает установленные на одной оси и оптически связанные второй осветитель 8, вторую сетку 9 с проекционной маркой и второй объектив 10, оси боковых коллиматоров образуют с осью первого коллиматора фиксированный угол, отличный от нуля, фланец 2 жестко закреплен на блоке коллиматоров 1 и снабжен ориентирующими элементами 15, а механизм 3 углового и пространственного согласования осей снабжен элементами сопряжения 19 с ориентирующими элементами 15 фланца 2.
Боковые коллиматоры снабжены щелевыми диафрагмами 12, расположенными в ходе коллимированных световых пучков с возможностью регулировки их положения относительно оси первого коллиматора.
Устройство может быть снабжено видеокамерой, оптически связанной со всеми коллиматорами, выход которой подключен к монитору 25. 2 з.п. формулы. 3 илл.
Полезная модель относится к области контрольно-юстировочной техники, более конкретно - к устройствам контроля и юстировки, применяемым при контроле параметров оптических приборов, в том числе панорамных прицелов объектов бронетанковой техники при их ремонте или техническом обслуживании. Такие устройства контроля и юстировки используются для того, чтобы обеспечить угловое согласование аппаратуры контроля параметров оптического прибора с его визирной линией.
Известно устройство контроля и юстировки оптических приборов [1], содержащее первый коллиматор, включающий установленные на одной оси и оптически связанные первый осветитель, первую сетку с проекционной маркой и первый объектив, а также фланец с установочной плоскостью, при этом ось первого коллиматора перпендикулярна установочной плоскости фланца. Такое устройство контроля и юстировки оптических приборов может крепиться на установочной площадке бронеколпака объекта (например, танка) и обеспечивает возможность определения неперпедикулярности визирной линии прицела к этой установочной площадке.
Недостатками известного устройства контроля и юстировки оптических приборов являются невозможность компенсации неперпедикулярности визирной линии прицела к установочной площадке бронеколпака объекта, невозможность контроля и компенсации несоосности визирной линии прицела и оси аппаратуры контроля параметров прицела, что особенно важно при контроле лазерных каналов прицела. В известном устройстве невозможно работать с помощью одного оператора, так как работа с аппаратурой контроля выполняется одним оператором на башне объекта, а второй оператор, находящийся внутри башни, должен наблюдать в окуляр прицела проекционные марки контрольной аппаратуры.
Задачей полезной модели является обеспечение возможности контроля и полной компенсации ошибок углового и пространственного положения визирной линии контролируемого оптического прибора и оси аппаратуры контроля его параметров, а также обеспечение возможности работы с аппаратурой контроля параметров оптического прибора одним оператором.
Для решения этой задачи известное устройство контроля и юстировки оптических приборов, содержащее первый коллиматор, включающий установленные на одной оси и оптически связанные первый осветитель, первую сетку с проекционной маркой и первый объектив, а также фланец с установочной плоскостью, при этом ось первого коллиматора перпендикулярна установочной плоскости фланца, снабжено дополнительно, по меньшей мере, двумя боковыми коллиматорами, симметрично расположенными относительно первого коллиматора и образующими с ним единый блок коллиматоров, и механизмом углового и пространственного согласования осей коллиматоров с визирной осью контролируемого оптического прибора, имеющим элементы крепления к контролируемому оптическому прибору, при этом каждый боковой коллиматор включает установленные на одной оси и оптически связанные второй осветитель, вторую сетку с проекционной маркой и второй объектив, оси боковых коллиматоров образуют с осью первого коллиматора фиксированный угол, отличный от нуля, фланец жестко закреплен на блоке коллиматоров и снабжен ориентирующими элементами, а механизм углового и пространственного согласования осей снабжен элементами сопряжения с ориентирующими элементами фланца.
Боковые коллиматоры снабжены щелевыми диафрагмами, расположенными в ходе коллимированных световых пучков с возможностью регулировки их положения относительно оси первого коллиматора.
В состав устройства контроля и юстировки оптических приборов дополнительно введена видеокамера, оптически связанная со всеми коллиматорами, выход которой подключен к монитору.
Снабжение известного устройства контроля и юстировки оптических приборов дополнительно, по меньшей мере, двумя боковыми коллиматорами, симметрично расположенными относительно первого коллиматора и образующими с ним единый блок коллиматоров, при этом каждый боковой коллиматор включает установленные на одной оси и оптически связанные второй осветитель, вторую сетку с проекционной маркой и второй объектив, оси боковых коллиматоров образуют с осью первого коллиматора фиксированный угол, отличный от нуля, обеспечивает возможность контроля не только неперпедикулярности визирной линии оптического прибора и установочной площадки, на которой крепится аппаратура контроля параметров оптического прибора, но и возможность контроля несоосности визирной линии оптического прибора и оси аппаратуры контроля параметров оптического прибора.
Введение в устройство контроля и юстировки оптических приборов механизма углового и пространственного согласования осей коллиматоров с визирной осью контролируемого оптического прибора, снабженного элементами крепления его к контролируемому оптическому прибору, снабжение фланца ориентирующими элементами, а механизма углового и пространственного согласования осей - элементами сопряжения с ориентирующими элементами фланца обеспечивает возможность не только контроля, но и полной компенсации ошибок углового и пространственного положения визирной линии контролируемого оптического прибора и оси аппаратуры контроля его параметров.
Введение в состав боковых коллиматоров щелевых диафрагм, расположенных в ходе коллимированных световых пучков и установка этих диафрагм с возможностью регулировки их положения относительно оси первого коллиматора повышает точность контроля соосности визирной линии контролируемого оптического прибора и оси аппаратуры контроля его параметров.
Введение в устройство контроля и юстировки оптических приборов видеокамеры, оптически связанной со всеми коллиматорами и имеющей выход для подключения к монитору, обеспечивает возможность работы с аппаратурой контроля параметров такого оптического прибора, как прицел, одним оператором, так как поле зрения окуляра прицела, находящегося внутри башни объекта, передается на экран монитора, размещенного на башне, где устанавливается аппаратура контроля.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства контроля и юстировки оптических приборов, на фиг.2 - принципиальная схема блока коллиматоров с механизмом углового и пространственного согласования осей коллиматоров с визирной осью контролируемого оптического прибора, на фиг.3 показано сечение световых пучков на выходе коллиматоров.
Устройство контроля и юстировки оптических приборов состоит из блока коллиматоров (БК) 1 (фиг.1, фиг.2), фланца 2 с установочной плоскостью и механизма 3 углового и пространственного согласования (МУПС) осей коллиматоров с визирной осью контролируемого оптического прибора.
БК 1 представляет собой жестко закрепленные в едином корпусе первый (центральный) коллиматор, включающий установленные на одной оси первый осветитель 4, первую сетку 5 с проекционной маркой и первый объектив 6 с выходным зрачком 7, и, по меньшей мере, два боковых коллиматора симметрично расположенных относительно первого коллиматора, каждый из которых включает установленные на одной оси второй осветитель 8, вторую сетку 9 с проекционной маркой и второй объектив 10 с выходным зрачком 11. На выходе боковых коллиматоров в ходе их коллимированных световых пучков соосно с боковыми коллиматорами установлены щелевые диафрагмы 12.
Первая сетка 5 установлена в фокальной плоскости первого объектива 6. Проекционная марка сетки 5 выполнена в виде прозрачного перекрестия на общем непрозрачном фоне и центрирована относительно оси первого объектива 6. Вторая сетка 9 каждого бокового коллиматора, проекционная марка которой представляет собой прозрачную диафрагму на общем непрозрачном фоне, установлена в фокальной плоскости второго объектива 10 каждого из боковых коллиматоров.
В осветителях 4, 8 первого и боковых коллиматоров используются светодиоды видимого диапазона излучения. Питание светодиодов осуществляется через соединитель (на фигурах не показан), установленный на корпусе БК 1.
На фиг.1, фиг.2, также условно показаны контролируемый оптический прибор 13 и его входной зрачок 14.
В конкретном исполнении устройство контроля и юстировки оптических приборов включает четыре боковых коллиматора, расположенных по окружности симметрично оси первого коллиматора (фиг.3). В простейшем случае может быть использовано только два таких коллиматора, однако, четыре коллиматора обеспечивают оптимальные условия для контроля несоосности визирной оси контролируемого оптического прибора 13 и оси первого коллиматора, оцениваемой в двух взаимно ортогональных направлениях.
Оси боковых коллиматоров образуют с осью первого коллиматора фиксированный угол, отличный от нуля. Наклон оси боковых коллиматоров реализуется смещением диафрагм второй сетки 9 четырех диаметрально расположенных боковых коллиматоров в радиальном направлении относительно оси первого коллиматора в сторону увеличения радиуса. Величина смещения 
диафрагм второй сетки 9 (фиг.2) боковых коллиматоров в конкретном исполнении определяется из условия, что через входной зрачок 14 контролируемого оптического прибора 13 проходит хотя бы половина светового пучка каждого бокового коллиматора и может быть определена по формуле:
,
где f' - фокусное расстояние объектива бокового коллиматора;
- угол наклона оси бокового коллиматора относительно оси первого коллиматора;
S - расстояние между выходным зрачком бокового коллиматора и плоскостью, в которой находится входной зрачок контролируемого оптического прибора;
Dб - расстояние между оптическими осями объективов диаметрально расположенных боковых коллиматоров;
D3p - диаметр входного зрачка контролируемого оптического прибора.
На фиг.3 показаны щелевые диафрагмы 12, установленные на выходе боковых коллиматоров, выполненные в виде сегментов одинаковых размеров, выходной зрачок первого коллиматора, диаметр которого равен Dзр1, и боковых коллиматоров, диаметр которых равен Dзp2.
Расстояние R от оси первого коллиматора до середины щелевой диафрагмы 12 (фиг.2, фиг.3) вычисляется по формуле:
где L - расстояние между плоскостью установки щелевой диафрагмы и входным зрачком контролируемого оптического прибора.
Ширина h щелевой диафрагмы 12 (фиг.3) должна быть минимальной, так как она определяет точность согласовании осей контролируемого оптического прибора 13 и БК 1. Такой выбор величин R и h обеспечивает возможность наблюдения всех четырех изображений марок боковых коллиматоров БК 1 только в случае соосности его первого коллиматора с визирной осью контролируемого оптического прибора 13.
Щелевые диафрагмы 12 (фиг.1, фиг.2) установлены с возможностью регулировки их положения относительно оси первого коллиматора, в конкретном исполнении в пределах установочных винтов, с последующей фиксацией их положения. Это позволяет достичь максимальной точности контроля путем перемещения диафрагм в процессе юстировки устройства.
БК 1 жестко закреплен на фланце 2. Ось первого коллиматора перпендикулярна установочной плоскости фланца 2. Фланец 2 снабжен ориентирующими элементами 15, выполненными в конкретном исполнении в виде втулок с невыпадающими винтами, с помощью которых фланец 2 с БК 1 крепится на МУПС 3.
МУПС 3 состоит из неподвижного основания 16 и подвижных плит кинематически связанных друг с другом и с основанием 16. На основании 16 имеются элементы крепления 17 к контролируемому оптическому прибору 13, выполненные в конкретном исполнении в виде винтов, обеспечивающих однозначную жесткую фиксацию МУПС 3 к контролируемому оптическому прибору 13.
На верхней подвижной плите 18, входящей в состав МУПС 3, установлены направляющие штифты с внутренней резьбой, являющиеся элементами сопряжения 19 МУПС 3 с ориентирующими элементами 15 на установочной плоскости фланца 2.
С помощью винтов 20 одна из подвижных плит, входящая в состав МУПС 3, обеспечивает перемещение закрепленной на МУПС 3 установочной плоскости фланца 2 параллельно этой плоскости в горизонтальном и вертикальном направлениях, с помощью винтов 21, обеспечивающих перемещение другой подвижной плиты, - развороты вокруг оси первого коллиматора и наклоны в вертикальной и горизонтальной плоскости относительно нормали к установочной плоскости фланца 2.
Окуляр 22 (фиг.1) контролируемого оптического прибора (прицела) 13 рассчитан для работы совместно с глазом оператора. Для наблюдения поля зрения окуляра 22 на значительном расстоянии от него в состав устройства контроля и юстировки оптических приборов введена видеокамера, включающая закрепленные в едином корпусе объектив 23 и матрицу фотоприемников 24, связанную с устройством формирования видеосигнала (на фигурах не показан), установленную в фокальной плоскости объектива 23 и центрированную относительно его оси. Выход видеокамеры подключен к монитору 25 с помощью кабеля. Длина кабеля позволяет использовать монитор 25 для работы как внутри, так и снаружи башни объекта. Видеокамера закреплена в держателе, обеспечивающем ее установку перед окуляром 22 контролируемого оптического прибора (прицела) 13 и имеющем подвижки для согласования оси видеокамеры и окуляра 22. В конкретном исполнении держатель видеокамеры устанавливается по месту установки держателя налобника.
Устройство контроля и юстировки оптических приборов работает следующим образом.
МУПС 3 размещают на установочной площадке бронеколпака объекта на выходе контролируемого оптического прибора (прицела) 13 и с помощью элементов крепления 17 неподвижного основания 16 жестко фиксируют его положение. По направляющим элементов сопряжения 19 на верхней подвижной плите 18 МУПС 3 устанавливают фланец 2 с жестко закрепленным на нем БК 1 и ориентирующими элементами 15 жестко фиксируют его положение.
Перед окуляром 22 контролируемого оптического прибора (прицела) 13 устанавливают видеокамеру, подключают ее к монитору 25. Подвижками держателя видеокамеры добиваются, чтобы изображение прицельной марки контролируемого оптического прибора (прицела) 13 находилось в центральной части экрана монитора 25. Для возможности работы одним оператором монитор 25 размещают на башне объекта в удобном для оператора месте.
Включают осветители 4, 8 первого и боковых коллиматоров. Световое излучение от боковых коллиматоров, выходящее через щелевые диафрагмы 12, и от первого коллиматора - через его выходной зрачок 7, проходит через входной зрачок 14 контролируемого оптического прибора (прицела) 13. Наблюдают за изображением на экране монитора 25. С помощью винтов 21 на МУПС 3 добиваются наблюдения на экране монитора 25 изображения перекрестия сетки 5 первого коллиматора, совпадающего с центром прицельной марки контролируемого прицела 13. Затем с помощью винтов 20 МУПС 3 добиваются наблюдения на экране монитора 25 изображения диафрагм сетки 9 четырех боковых коллиматоров одинаковой интенсивности. Тем самым совмещают ось первого коллиматора с визирной линией контролируемого оптического прибора (прицела) 13.
После выполнения данных котировочных операций фланец 2 с БК 1 снимают с МУПС 3, предварительно ослабив ориентирующие элементы 15 на фланце 2. Найденное с помощью БК 1 положение винтов 20, 21 на МУПС 3 позволяет устанавливать на него аппаратуру контроля параметров контролируемого оптического прибора (прицела) 13, имеющую аналогичные фланцу 2 элементы сопряжения с МУПС 3, без дополнительных котировочных операций. При этом ось визирного канала оптического модуля этой аппаратуры после ее закрепления на МУПС 3 оказывается совмещенной с визирной линией контролируемого оптического прибора (прицела) 13, так как конструктивно обеспечено соответствие базирования БК 1 и аппаратуры контроля на МУПС 3.
Таким образом, предлагаемое устройство контроля и юстировки оптических приборов обеспечивает возможность контроля и полной компенсации ошибок углового и пространственного положения визирной линии контролируемого оптического прибора и оси аппаратуры контроля его параметров, а также возможность работы с аппаратурой контроля параметров оптического прибора одним оператором.
Источники информации
1. Патент BY 
1372. МПК 601В 11/26, публ. 30.06.2004 г. - прототип.
1. Устройство контроля и юстировки оптических приборов, содержащее первый коллиматор, включающий установленные на одной оси и оптически связанные первый осветитель, первую сетку с проекционной маркой и первый объектив, а также фланец с установочной плоскостью, при этом ось первого коллиматора перпендикулярна установочной плоскости фланца, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено по меньшей мере двумя боковыми коллиматорами, симметрично расположенными относительно первого коллиматора и образующими с ним единый блок коллиматоров, и механизмом углового и пространственного согласования осей коллиматоров с визирной осью контролируемого оптического прибора, имеющим элементы крепления к контролируемому оптическому прибору, при этом каждый боковой коллиматор включает установленные на одной оси и оптически связанные второй осветитель, вторую сетку с проекционной маркой и второй объектив, оси боковых коллиматоров образуют с осью первого коллиматора фиксированный угол, отличный от нуля, фланец жестко закреплен на блоке коллиматоров и снабжен ориентирующими элементами, а механизм углового и пространственного согласования осей снабжен элементами сопряжения с ориентирующими элементами фланца.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковые коллиматоры снабжены щелевыми диафрагмами, расположенными в ходе коллимированных световых пучков с возможностью регулировки их положения относительно оси первого коллиматора.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно снабжено видеокамерой, оптически связанной со всеми коллиматорами, выход которой подключен к монитору.
