Устройство для переключения светового потока

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА1. Устройство для перекшочения светового потока, содержащее корпус с базовым цилиндрическим отверстием и перпендикулярными ему световыми отверстиями, в котором выполнена прорезь вдоль базового отверстия, цилиндрическую оправу, снабженную двумя пальцами, установленную с возможностью поворота в базовом отверстии корпуса и линейного смещения вдоль его оси, в которой выполнено световое отверстие перпендикулярно оси цилиндрической поверхности оправы и расположено зеркало отражающей поверхностью на оси оправы, толкатель, в котором выполнена прорезь, установленный соосно с цилиндрической поверхностью оправы с возможностью поворота в базовом отверстии корпуса и кинематически связанный с оправой, и пружину сжатия для фиксации рабочих положений зеркала, при этом первый палец оправы установлен в прорези корпуса, а второй - в прорези толкателя, отличающееся тем, что прорезь в корпусе выполнена в виде Г-образного паза, причем угловой размер радиальной части Г-образного паза больше угла поворота оправы с зеркалом, а длина линейной части Г-образного паза больше расстояния между центром зеркала и осью светового отверстия оправы, а прорезь в толкателе выполнена в виде винтового паза, пружина сжатия одним концом закреплена на торце оправы, а дРУгим на корпусе, при этом угол между плоскостями, проходящими через ось оправы и точки(71) Заявитель Открытое акционерное обшество Пеленг (ВЧ)(73) Патентообладатель Открытое акционер ное общество Пеленг (ВЧ)приложения силы пружины соответственно на оправе и корпусе, меньше угла поворота оправы с зеркалом, а расстояние между плоскостями, перпендикулярными оси оправы и проходящими через точки приложения силы пружины соответственно на оправе и корпусе,меньше расстояния между центром зеркала и осью светового отверстия оправы.2. Устройство по п.1, отличающееся тем. что пружина сжатия выполнена в виде цилиндрической пружины, помещенной внутри двух гильз, телескопических соединенных с возможностью взаимного перемещения, концы которых через сферические шарниры соединены с торцом оправы и корпусом.Заявляемое изобретение относится к оптическому прпборосгроенито и может быть использовано,в частности, в микроскопах и контрольно-измерительных оптических приборах.Известно устройство для переключения светового потока, содержащее корпус со световыми отверстиями, три подвижных зеркала, три упора, три электромагнитных защелки и электромагнит возврата зеркал в нерабочее положение. Работа устройства основана на том, что при подаче электрического сигнала на один из трех электромагнитов защелок, освобождается одно из трех зеркал, которое под действием пружины и собственного веса занимает рабочее положение. Для возврата данного зеркала в исходное положение подается электрический сигнал на электромагнит возврата. Аналогичные операции осуществляются при переключении светового потока в другом направлении при помощи второго и третьего зеркала и второго и третьего электромагнитов защелок 1.Недостатком данного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием трех зеркал и четырех электромагнитов,и ненадежность фиксации рабочих положений зеркал, обусловлеъшая ударными нагрузками на упоры при переключении зеркал.Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является устройство для переключения светового потока, содержащее корпус с базовым цилиндрическим отверстием и перпендикулярными ему световыми отверстиями, соосно расположенные в нем ползун,вьшолвенный в виде стакана с тремя отверстиями, снабженный пальцем, установленным в прямолинейном пазе корпуса с возможностью осевого перемещения, подпружиненный к фланцевой части корпуса толкатель, выполненный в виде стакана с отверстиями, подпружиненный ползуном к фланцевой части корпуса, оправу, выполненную в виде цилиндра с двумя отверстиями и зеркалом между ними, отражающая поверхность которого расположена на оси базового отверстия корпуса,причем оправа расположена внутри ползуна и толкателя, снабжена двумя пальцами, один из которых установлен в прорези толкателя с возможностью осевого перемещения, а другой установлен с возможностью фиксации в крайних положениях в винтовой прорези ползуна, длиной, равной половине витка, и шагом, равным двойному расстоянию от оси зеркала до каждой из осей отверстий оправы. Точки приложения сил пружин, расположенных между торцами заглушки базового отверстия корпуса и ползуна, оправы и ползуна совпадают с осью базового отверстия корпуса. Работа устройства основана на фиксации двух рабочих положений зеркала при повороте оправы в ползуне и обеспечении третьего рабочего положениязеркала при совместном перемещении толкателя, ползуна и оправы вдоль оси базового отверстия корпуса. При этом фиксация двух первых рабочих положений зеркала обеспечивается пружинами и конфигурацией винтового паза в ползуне, а для фиксации третьего рабочего положения зеркала необходимо приложить внешнее усилие 2.Недостатком данного устройства является низкая надежность юстировки и фиксации рабочих положений зеркала, обусловленная фиксацией углового положения зеркала относительно ползуна, а не корпуса, и приложением силы пружин только в направлении оси базового отверстия корпуса, что приводит к различным значениям углового положения зеркала относительно корпуса за счет зазоров между пальцем ползуна и стенками прямолинейного паза корпуса.В основу изобретения положена задача, создания устройства для переключения светового потока, конструктивное выполнение которого путем введения новых конструктивных элементов и их связей с известными устраняет неоднозначность углового положения зеркала за счет обеспечения прижима пальца оправы с зеркалом непосредственно к базовым поверхностям корпуса, что позволит повысить надежность юстировки и фиксации рабочих положений зеркала.Сущность изобретения заключается в том,что в устройстве для переключения светового потока, содержащем корпус с базовым цилиндрическим отверстием и перпендикулярными ему световыми отверстиями, в котором выполнена прорезь вдоль базового отверстия, цилиндрическую оправу, снабженную двумя пальцами, установленную с возможностью поворота в базовом отверстии корпуса и линейного смещения вдоль его оси, в которой выполнено световое отверстие перпендикулярно оси цилиндрической поверхности оправы н расположено зеркало отражающей поверхностью на оси оправы, толкатель, в котором выполнена прорезь, установленный соосно с цилиндрической поверхностью оправы с возможностью поворота в базовом отверстии корпуса и кинематически связанный с оправой, и пружину сжатия для фиксации рабочих положений зеркала, при этом первый палец оправы установлен в прорези корпуса, а второй - в прорези толкателя, прорезь в корпусе выполнена в виде Г-образного паза, причем угловой размер радиальной части Г-образного паза больше угла поворота оправы с зеркалом, а длина линейной части Г-образного паза больше расстояния между центром зеркала и осью светового отверстия оправы, а прорезь в толкателе выполнена в виде винтового паза, пружина сжатия одним концом закреплена наторце оправы, а другим - на корпусе, при этом угол между плоскостями, проходящими через ось оправы и точки приложения силы пружины соответственно на оправе и корпусе, меньше угла поворота оправы с зеркалом, а расстояние между плоскостями, перпендикулярными оси оправы и проходящими через точки приложения силы пружины соответственно на оправе и корпусе, меньше расстояния между центром зеркала и осью светового отверстия оправы.Пружина сжатия выполнена в виде цилиндрической пружины, помещенной внутри двух гильз, телескопически соединенных с возможностью взаимного перемещения, концы которых через сферические шарниры соединены с торцом оправы и корпусом.Сущность заявляемого устройства поясняется чертежами. На фиг.1 изображено устройство для переключения светового потока в разрезе на фиг.2 - вид со стороны толкателя на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.1 на фиг.5 - сечение А-А при повернутом толкателе на фихжб - сечение Б-Б при повернутом толкателе на фиг.7 устройство при линейно-смещенной оправе на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.7.Устройство для переключения светового потока состоит из корпуса 1 с базовым цилиндрическим отверстием 2, световыми окнами 3,4, 5, и 6 и Г-образным пазом 7 с радиальной частью 8 и линейной частью 9. В отверстии 2 корпуса 1 расположена цилиндрическая оправа 10 с зеркалом 11, закрепленным отражающей поверхностью на оси цилиндрической оправы 10, световым отверстием 12 и двумя пальцами 13 и 14. Палец 14 оправы 10 входит в Г-образный паз 7 корпуса 1. Оправа 10 установлена в отверстии 2 корпуса 1 с возможностью поворота и линейного перемещения. Соосно с оправой 10 в корпусе 1 установлен с возможностью поворота в отверстии 2 толкатель 15,снабженный винтовой прорезью 16, в которую входит палец 13 оправы. На толкателе 15 закреплена рукоятка 17, занимающая три фиксированных положения, обозначенных на фиг.2 буквами В, Г и Д. Для предотвращения осевого перемещения толкателя 15 предусмотрена крышка 18, закрепленная на корпусе 1. Угловой размер радиальной части 8 Г-образного паза 7 выполнен большим угла поворота оправы 10 с зеркалом 11, длина линейной части 9 Г-образного паза 7- выполнена большей расстояния между центром зеркала 11 и осью светового отверстия 12 оправы 10. На корпусе 1 закреплены с возможностью регулировки положения пласгшш 19 и 20 с упорными поверхностями 21 и 22 соответственно,контактИРУЮЩИе с пальцем 14 оправы 10. На корпусе 1 при помощи пальца 23 со сферой 24 на конце закреплен один конец пружинысжатия 25, состоящей из цилиндрической пружины 26, помещенной внутри двух гильз 27 и 28, телескопически соединенных с возможностью взаимного перемещения. Второй конец пружины сжатия 25 при помощи пальца 29 со сферой 30 на конце закреплен на торце оправы 10. Сферы 24 и 30 пальцев 23 и 29 и отверстия гильз 27 и 28 образуют сферические шарниры,центры которых 31 и 32 взаимосвязаны углом и расстоянием и являются точками приложения силы пружины сжатия 25 (направление силы пружины сжатия 25 на фигурах показано стрелкой и обозначено буквой), соответственно к корпусу 1 и оправе 10. Причем,пальцы 23 и 29 закреплены так, что в плоскости, перпендикулярной оси базового отверстия 2, точка 32 приложения силы пружины сжатия 25 на торце оправы 10, при поворотах ее в два фиксированных положения (на фиг. 2 обозначены буквами В и Г),располагается по разные стороны плоскости Е (см. фиг. 3 и 5), проходящей через ось оправы 10 и точку 31 приложения силы пружины сжатия 25 на корпусе 1, что обеспечивается выполнением условия. А в плоскости, параллельной оси оправы 10,точка 32 приложения силы пружины сжатия 25 к оправе 10, при ее смещениях в два фиксированных положения (см. фиг. 1 и 7), располагается по разные стороны плоскости Ж, перпендикулярной оси оправы 10 и проходящей через точку 31 приложения силы пружины сжатия 25 к корпусу 1, что обеспечивается выполнением условия.-Рр показаны направления действия радиальной составляющей силы пружины сжатия 25. На фиг. 1 и 7 стрелками с индексами д и -Рл показаны направления действия линейной составляющей силы пружины сжатия 25.Устройство для переключения светового потока работает следующим образом.В начальном положении (фиг. 1), при котором рукоятка 17 толкателя 15 занимает положение, обозначенное на фиг.2 буквой В,световое излучение проходит в отверстие 3 корпуса 1, отражается от зеркала 11 и выходит через отверстие 4 корпуса 1, как показано стрелками на фиг.4. При этом сила Р цилиндрической пружины 26 создает крутящий момент на оправе 10, и радиальная составляющая Рр этой силы (см.фиг.3) прижимает палец 14 к упорной поверхности 22 регулируемой пластины 20, обеспечивая тем самым фиксацию оправы 10 с зеркалом 11 от разворота. А линейная составляющая Рд силы цилиндрической пружины 26 (фиг. 1) прижимает палец 14 к стенке радиальной части 8 Г-образного паза 7, обеспечивая фиксацию оправы 10 от линейного смещения.Регулируя положение пластины 20 с упорной поверхностью 22, устанавливается необходимое рабочее угловое положение зеркала 11. Для переключения зеркала 11 во второе рабочее положение, при котором световое излучение проходит в отверстие 3 корпуса 1,отражается от зеркала 11 и выходит в отверстие 5 корпуса 1, как показано стрелками на фиг.6, поворачивают толкатель 15 за рукоятку 17 в положение, обозначенное на фиг.2 буквой Г. При этом палец 13 через паз 16 толкателя 15 поворачивает оправу 10 с зеркалом 11,которая фиксируется от линейного смещения пальцем 14, входящем в радиальную часть 8 Г-образното паза 7. Палец 29 при повороте оправы 10 описывает дугу, и до совмещения точки 32 с плоскостью Е сила Рр противодействует повороту оправы 10, а при дальнейшем ее повороте меняет знак на противоположный и силой -Рр заканчивает поворот оправы 10 до упора пальца 14 в упорную поверхность 21 регулируемой пластины 19, обеспечивая тем самым фиксацию оправы 10 с зеркалом 11 во втором рабочем положении от разворота. А линейная составляющая Рд,как и в первом рабочем положении зеркала 11, фиксирует его от линейного смещения.Регулируя положение пластины 19 с упорной поверхностью 21, устанавливают необходимое угловое положение зеркала 11 в его втором рабочем положении. Поворотом рукоятки 17 в обратном направлении в положение В зеркало 11 переводится в исходное состояние, т.е. в первое рабочее положение. Для переключениязеркала 11 в третье рабочее положение, при котором световое излучение последовательно проходит отверстие 3 корпуса 1, световое отверстие 12 оправы 10 и выходит через отверстие 6 корпуса 1, как показано стрелками на фиг.8, поворачивают толкатель 15 за рукоятку 17 в положение, обозначенное на фиг.2 буквой Д. При этом толкатель 15 поверхностью винтового паза за палец 13 линейно перемещает оправу 10 с зеркалом 11, которая фиксируется от разворота стенками линейной части 9 Г-образного паза 7 и упорной поверхностью 22 пластины 20, с которыми контактирует палец 14. При перемещении оправы 10 до смещения точки 32 с плоскостью Ж сила Гл противодействует перемещению оправы 10, а при ее дальнейшем смещении меняет знак на противоположный и силой -Рд заканчивает линейное перемещение оправы 10 до упора пальца 14 в конце линейной части 9 Г-образного паза 7, обеспечивая тем самым фиксацию зеркала 11 в третьем рабочем положении, при котором совмещаются оси отверстий 3 и 6 корпуса 1 с осью отверстия 12 оправы 10 (см. фиг. 7 и 8). При обратном повороте рукоятки 17 оправа с зеркалом переключается в исходное положение.Таким образом, во всех положениях зеркала 11 его оправа 10 через палец 14 прижимается пружиной сжатия 25 по двум взаимно перпендикулярным направлениям к упорным поверхностям корпуса 1 и заснет этого повышается надежность юстировки и фъптатши рабочих положений зеркала 11.