Устройство для контроля пространственного положения объектов

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционного контроля положения объектов в пространстве или управления их движением по заданной плоскости или линии. Целью изобретения является увеличение дальности :действия устройства. Достижение цели обеспечивается введением в устройство третьего и четвертого источников света, оптически связанных с коллиматором через вторую зеркальную призму , и выполнением коллиматора в виде биаксиальной оптической трубы, каждый объектив которой выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, между которыми расположены зеркальные призмы . В результате обеспечивается возможность создания в пространстве двух противоположно направленных параллельных оптических лучей, что обеспечивает возможность управления объектами с точностью + 0,75 мм на дальности 310 м. При увеличении дальности точность сохраняется в приемлемых для решения практических задач пределах. Т з.п. ф-лы, 3 ил. с 5 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (50 4 (05 D 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3967690/24-24 (22) 21. 10. 85 (46) 15 „11, 87, Бюл. Р 42 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) С.Т,Цуккерман (53) 621.396.933 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 266239, кл. G 05 П 3/00, 1965.

Цуккерман С,Т. и др. Управление машинами при помощи оптического луча.

Л,: Машиностроение, 1969, с. 36, рис, 21. (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах дистанционного контроля положения объектов в пространстве или управления их движением по заданной плоскости или линии, Целью изобретения является увеличение дальности . действия устройства. Достижение цели обеспечивается введением в устройство третьего и четвертого источников света, оптически связанных с коллиматором через вторую зеркальную призму, и выполнением коллиматора в виде биаксиальной оптической трубы, каждый объектив которой выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, между которыми расположены зеркальные призмы. В результате обеспечивается возможность создания в пространстве двух противоположно направленных параллельных оптических лучей, что

О обеспечивает возможность управления объектами с точностью + 0,75 мм на дальности 310 м. При увеличении дальности точность сохраняется в прием-" С лемых для решения практических задач пределах. f з.п. ф-лы, 3 ил.

1352464

55

Оптико-электронное устройство предназначается для автоматического, дистанционного контроля пространственного положения объекта или управления его движением по заданной плоскости или линии.

Целью изобретения является увеличение дальности действия устройства.

На фиг,1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг.2, 3 устройство со щелевой диафрагмой и фотоприемником в одной из главных плоскостей объектива.

Устройство содержит корпус 1, первую выпукло-вогнутую линзу 2, вторую выпукло-вогнутую линзу 3, зеркальную призму 4, поворотную призму 5, конденсор 6, источник 7 света, окуляр

8, сетку 9 окуляра, выключаемое зеркало 10, регулируемый упор 11, блок

12 питания источников света, фотоприемник 13, щелевую диафрагму 14, светофильтр 15, предусилитель 16, блок

17 фильтров, компаратор 18, выходной усилитель 19.

На фиг.1 изображен продольный разрез биаксиального устройства для контроля в вертикальной плоскости, где в цилиндрическом корпусе 1 по обоим концам установлены одинаковые объективы иэ линз 2 и 3 с зеркальными разделительными призмами 4 между ними, острые ребра которых расположены в сопряженных главных плоскостях объективов. Грани призм 4 подсвечиваются вынесенными за пределы корпуса для уменьшения тепловыделения в нем источниками света 7 посредством четырех одинаковых систем из конденсоров 6 и поворотных призм 5. Как видно из хода лучей, оба объектива с разделительными призмами имеют общую ось 0-0.

Для совмещения визирной оси с осью управляющего луча при наводке устройства на приемный пункт каждый из объективов снабжен окуляром 8 с сеткой 9 и включаемым в ход лучей зеркалом 10 с регулируемым упором 11.

Блок 12 питания (заимствованный из ПУЛ-Н) питает верхние светодиоды током с частотой f а нижние — с частотой f . Следует заметить, что благодаря вынесению светодиодов тепловыделение в корпусе уменьшено до

10-15 мВт, исключающие тепловые деформации устройства, 5

На фиг,2 и 3 показан вариант устройства, в котором левая разделительная призма заменена на установленный. за щелевой диафрагмой 14 и светофильтром 15 фотоприемник 13, образующий вместе с правым объективом приемный пункт. Фотоприемник 13 соединен с электронной схемой, состоящей из предусилителя 16„ блока 17 фильтров, компаратора 18 и выходного усилителя 19 (заимствованной иэ ПУЛ-Н).

Выходы из усилителя 19 могут быть использованы как для автоматической наводки правого объектива на аналогичную биаксиальную систему, так и для визуалькой индикации, Работа устройства происходит следующим образом.

Изображения светящихся с = 0,930,95 мкм торцов источников 7 света накладываются с помощью кокденсо- ров 6 и призм 5 на зеркальные грани призм 4, Поскольку острые ребра этих призм находятся в сопряженных фокальных плоскостях обьективов, то иэ обоих объективов выходят параллельные между собой пучки параллельных лучей, как бы разрезанные проходящей через ось горизонтальной плоскостью, .выше которой лучи модулированы частотой Г,, а ниже — частотой f . При этом ширина зоны перехода от одной частоты к другой определяется величиной сферической аберрации объекти-. ва, Например, при реальной 2 B g

=20 угл.с. эта зона имеет на дальности

300 мвеличику 30мм, обеспечивается реально достигнутая чувствительность

+ 0,75 мм на 310 м.

Благодаря тому,-что оба объектива имеют между главной точкой и ребрами призм 4 общую ось, образуя так называемую "биаксиалькую систему > параллельность выходящих из ких пучков лучей во всех случаях сохраняется полностью. Таким образом, применение биаксиальной системы позволяет при тех же габаритах, источниках и качестве оптики увеличить дальность действия вдвое, сохраняя весьма высокую стабильность работы.

Изображенный на фиг.2 и 3 вариант промежуточного приемопередающего устройства позволяет увеличивать дальность действия. В этом варианте принимаемое правым объективом излучение от соседнего биаксиального устройства в виде лучей А направляет!

352464

20 ся через светофильтр 15 и через непрозрачную щелевую диафрагму 14 на фотоприемник 13 и далее на электронную схему, выходы которой приводят

5 автоматически к совмещению биаксиальной оси данного устройства с направлением принятого излучения. Таким образом, направляемое левым объективом излучение в виде лучей В продол- 10 жает с высокой параллельностью принятое и позволяет его увеличить на дальность действия данной системы.

Формула из о бретения15

1.Устройство для контроля пространственного положения объектов, содержащее два источника света, аптически связанных через первую зеркальную призму с коллиматором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения дальности действия, устройство содержит третий и четвертый источники света, оптически связанные с коллиматором через вторую зеркальную призму; коллиматор выполнен в виде биаксиальной оптической трубы каждый объектив которой выполнен в виде двух выпукло-вогнутых линз, первая .и вторая зеркальные призмы расположены соответственно между выпукло-вогнутыми линзами объективов биаксиальной оптической трубы на ее оптической оси, причем каждый из объективов снабжен окуляром с сеткой и выключаемым зеркалом, имеющим регулируемый упор.

2, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увсличения дальности действия -устройств" в одной из главных плоскостей объектива установлена непрозрачная щелевая диафрагма с фотоприемником.

1352464

Составитель О.Кулаков

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 5565/47 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4