close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY7775

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 7775
(13) C1
(19)
(46) 2006.02.28
(12)
7
(51) G 03B 9/06
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ИРИСОВАЯ ДИАФРАГМА
(21) Номер заявки: a 20020790
(22) 2002.09.27
(43) 2004.03.30
(71) Заявитель: Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский механический завод
имени С.И. Вавилова" (BY)
(72) Авторы: Бурский Вячеслав Александрович; Карпушин Вячеслав Алексеевич; Маслаков Вячеслав Николаевич;
Поздняков Михаил Григорьевич (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное
республиканское унитарное предприятие "Минский механический завод
имени С.И. Вавилова" (BY)
(56) Кругер М.Я. и др. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Л.: Машиностроение, 1967. - С. 376.
SU 1068874 A, 1984.
SU 1742777 A1, 1992.
US 4588276, 1986.
FR 2684460, 1993.
JP 5150287, 1993.
BY 7775 C1 2006.02.28
(57)
1. Ирисовая диафрагма, содержащая корпус, ведущее кольцо, осевые штифты, коронку, оправу, ведущие штифты и лепестки, приводимые в движение коронкой и ведущими
штифтами, отличающаяся тем, что коронка жестко соединена с ведущим кольцом, в котором равномерно по окружности выполнены осевые отверстия, в которых установлены
оси, с размещенными на них с возможностью вращения цилиндрическими роликами, на
периферийном диаметре коронки выполнен зубчатый профиль, кинематически связанный
с зубчатым профилем цилиндрического прямозубого колеса, установленного на валике
шагового двигателя.
Фиг. 1
BY 7775 C1 2006.02.28
2. Ирисовая диафрагма по п. 1, отличающаяся тем, что между зубчатым профилем,
выполненным на периферийном диаметре коронки, и цилиндрическим прямозубым колесом, расположенным на валике шагового двигателя, установлена паразитная шестерня с
возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси шагового двигателя.
3. Ирисовая диафрагма по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит блок управления угловым перемещением оси шагового двигателя, включающий фотоприемное устройство, электрически связанное с аналого-цифровым преобразователем, устройством формирования сигналов управления, схемой управления шаговым двигателем и датчиком
положений диафрагмы.
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в приборах для диафрагмирования светового пучка отраженного лазерного излучения.
Известна конструкция щелевой диафрагмы, используемая в лабораторных приборах и
позволяющая изменить ширину щели с точностью до 0,01 мм [1]. Известная конструкция
содержит ножи, имеющие форму клиньев, которые движутся в направляющих, расположенных под углом, благодаря чему можно изменять ширину щели. Ножи прижимаются к
направляющим пружинами. Для передвижения ножей служит микрометрический винт с
отсчетной шкалой, причем цена деления шкалы 0,01 мм.
Недостатками известной щелевой диафрагмы являются ее низкое быстродействие при
установке определенного сечения светового отверстия, а также и то, что получаемое отверстие не является цилиндрическим.
Указанные недостатки не могут быть устранены в известной конструкции вследствие
высокого трения между лепестками диафрагмы и опорными поверхностями, по которым
они движутся.
Концентрическая окружность, формируемая лепестками, может быть получена только с
использованием многолепестковой диафрагмы, с числом лепестков от 12 до 16. В случае
использования известной (двухлепестковой) диафрагмы получается квадратное отверстие.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является конструкция ирисовой диафрагмы, предназначенной для ограничения пучка лучей, проходящих через оптическую систему [2].
Известная ирисовая диафрагма содержит корпус, ведущее кольцо, осевые штифты,
коронку, оправу, ведущие штифты и лепестки, приводимые в движение коронкой и
ведущими штифтами.
Недостатками известной конструкции ирисовой диафрагмы являются невысокие функциональные свойства: отсутствие возможности автоматического регулирования диафрагмируемого отверстия в зависимости от изменения светового потока, проходящего через
отверстие диафрагмы.
Кроме того, диафрагма имеет низкую надежность из-за значительных сил трения, возникающих при движении коронки в оправе.
Указанные недостатки не могут быть устранены в известном техническом решении
из-за отсутствия электронной схемы управления, а также элементов передачи движения с
управляющего двигателя на поворотные элементы ирисовой диафрагмы. Значительное трение, возникающее при движении коронки в оправе, не может быть устранено без изменения
кинематической схемы всего механизма и замены опор скольжения на пары качения.
В основу изобретения положена задача создания ирисовой диафрагмы, обеспечивающей расширение функциональных свойств известных технических решений путем обеспечения возможности автоматического регулирования диафрагмируемого отверстия диафрагмы в зависимости от изменения проходящего через диафрагменное отверстие светового потока, а также повышение надежности работы диафрагмы за счет изменения кинематики механизма и конструктивной замены пар трения скольжения на пары качения.
Сущность изобретения заключается в том, что в ирисовой диафрагме, содержащей
корпус, ведущее кольцо, осевые штифты, коронку, оправу, ведущие штифты и лепестки,
2
BY 7775 C1 2006.02.28
приводимые в движение коронкой и ведущими штифтами, коронка жестко соединена с
ведущим кольцом, в котором равномерно по окружности выполнены осевые отверстия, в
которых установлены оси, с размещенными на них с возможностью вращения цилиндрическими роликами, на периферийном диаметре коронки выполнен зубчатый профиль, кинематически связанный с зубчатым профилем прямозубого колеса, установленного на валике шагового двигателя.
Между зубчатым профилем, выполненным на периферийном диаметре коронки, и цилиндрическим прямозубным колесом, расположенным на валике шагового двигателя, установлена паразитная шестерня с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси шагового двигателя.
Ирисовая диафрагма содержит блок управления угловым перемещением оси шагового
двигателя, включающий фотоприемное устройство, электрически связанное с аналогоцифровым преобразователем, устройством формирования сигналов управления, схемой
управления шаговым двигателем и датчиком положений диафрагмы.
Соединение коронки с диском, в котором равномерно по окружности выполнены осевые отверстия, в которых установлены оси, с размещенными на них с возможностью вращения цилиндрическими роликами, обеспечивает повышение надежности работы ирисовой диафрагмы за счет значительного снижения сил трения при повороте лепестков
диафрагмы, что обеспечивает ее безотказную работу за счет замены трения скольжения
трением качения.
Выполнение на периферийном диаметре коронки зубчатого профиля, кинематически
связанного с зубчатым профилем цилиндрического прямозубного колеса, расположенного
на валике шагового двигателя, обеспечивает возможность передачи приводного момента
от двигателя к коронке с минимальной потерей мощности, что повышает надежность работы механизма в целом.
Установка между зубчатым профилем, выполняемым на периферийном диаметре коронки, и цилиндрическим прямозубым колесом, расположенным на валике шагового двигателя паразитной шестерни с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси шагового двигателя, обеспечивает возможность устранения бокового зазора в
зацеплении, что повышает кинематическую точность передачи и снижает динамические
ударные нагрузки, имеющие место в передачах с зазорами в зацеплении. Это способствует
повышению надежности работы механизма ирисовой диафрагмы и ее долговечности.
Оснащение диафрагмы блоком управления угловым перемещением оси шагового двигателя, включающим фотоприемное устройство, электрически связанное с аналого-цифровым преобразователем, устройством формирования сигналов управления, схемой управления шаговым двигателем и датчиком положений диафрагмы, обеспечивает возможность
автоматического регулирования диаметра диафрагмируемого отверстия в зависимости от
изменения проходящего через диафрагменное отверстие светового потока, что расширяет
функциональные возможности ирисовой диафрагмы, снижает вероятность выхода из строя
дорогостоящих фотоприемных устройств, находящихся за диафрагмой, и обеспечивает величину стабильного светового потока, попадающего на фотоприемное устройство.
Сущность заявляемой ирисовой диафрагмы поясняется схемами на фиг. 1-4. На фиг. 1
показан общий вид ирисовой диафрагмы, разрез на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1, на
фиг. 3 - вид Б, на фиг. 4 - схема управления угловым перемещением ирисовой диафрагмы.
На фиг. 1 позицией 1 обозначен корпус, 2 - ведущее кольцо, жестко связанное с коронкой 3, осевые штифты - поз. 4, оправа 5 и лепестки 6. Лепестки 6 установлены с возможностью углового поворота с помощью коронки 3 и ведущих осевых штифтов 4. Коронка 3 жестко скреплена с ведущим кольцом 2 посредством диска 7 и проходящих в нем
винтов 8. В ведущем кольце 2 равномерно по окружности выполнены осевые отверстия с
проходящими в них осями 9, а на осях установлены с возможностью вращения цилиндрические ролики 10. На периферийном диаметре ведущей коронки 3 выполнен зубчатый
профиль 11, кинематически связанный с зубчатым профилем прямозубого колеса 12, установленного на валике 13 шагового двигателя 14.
3
BY 7775 C1 2006.02.28
Между зубчатым профилем 11, выполненным на периферийном диаметре коронки 3, и
прямозубым колесом 12, установленным на валике 13 шагового двигателя 14, установлена
паразитная шестерня с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси шагового двигателя 14. Зубчатое колесо 12 жестко закреплено на оси 13 с помощью штифта 16.
Паразитная шестерня 15 прикреплена к корпусу 1 с помощью винта 17 и прямоугольной накладки 18, расположенной в пазу корпуса 1. На фиг. 2 показано осевое сечение A-A
на фиг. 1, где поз. 15 обозначена паразитная шестерня, 19 - винт оси вращения шестерни,
18 - прямоугольная прокладка, 12 - прямоугольное зубчатое колесо. На фиг. 3 показан вид
Б на фиг. 1, где позицией 6 обозначены лепестки ирисовой диафрагмы, поз. 4 - приводные
осевые штифты, поз. 20 - ограничительная накладка. Позицией 21 и 22 - детали крепления
шагового двигателя к корпусу 1 (фиг. 1) диафрагмы.
На фиг. 4 приведена схема управления угловым перемещением ирисовой диафрагмы,
где поз. 23 обозначена ирисовая диафрагма, поз. 24 - фотоприемное устройство, электрически связанное с аналого-цифровым преобразователем 25, устройством формирования сигналов управления 26, схемой управления шаговым двигателем 27, шаговым двигателем 14.
Ирисовая диафрагма 23 связана датчиком крайних положений 28 и шаговым двигателем 14.
Ирисовая диафрагма работает следующим образом: световой поток попадает на фотоприемное устройство 24 (фиг. 4), которое преобразует его в пропорциональный световому
потоку электрический сигнал. Электрический сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 25. В аналого-цифровом преобразователе сигнал преобразуется в цифровой
код.
Этот код поступает в устройство формирования сигналов управления 26, где производится проверка кода на соответствие значению оптимальной освещенности фотоприемного устройства и вырабатывается сигнал на схему управления шаговым двигателем 14. Эта
схема, в соответствии с поступившими сигналами, вырабатывает импульсы, которые шаговый двигатель 14 преобразует в элементы хода, закрывая либо открывая диафрагму, добиваясь того, чтобы код, поступающий в устройство формирования сигналов управления
26, соответствовал оптимальной освещенности фотоприемного устройства 24.
В крайних положениях диафрагмы установлены датчики положения (не показаны).
Сигналы с этих датчиков поступают в устройство формирования сигналов управления 26
для блокировки привода и выдаются во внешнюю цепь для сигнализации выхода освещенности фотоприемного устройства за пределы рабочей зоны.
При срабатывании шагового двигателя 14 вал 15, поворачиваясь вместе с зубчатым
колесом 12, приводит во вращение паразитную шестерню 15, которая, в свою очередь, поворачивает коронку 3 (фиг. 1).
Коронка 3, жестко скрепленная с ведущим кольцом 2, поворачивает его на роликах 10
во внутренней поверхности корпуса 1. Одновременно коронка 3 с помощью оправы 5 и
штифтов 4 (фиг. 3) поворачивает лепестки диафрагмы 6 (фиг. 3) до положения, которое
регламентировано поворотом шагового двигателя 14.
Для уменьшения кинематической погрешности в зубчатых зацеплениях (колесо 12 и
15) последнее смещает влево (фиг. 2, показано стрелкой) вместе с планкой 18, к которой
колесо прикреплено. Благодаря этому повышается кинематическая точность зубчатого
зацепления: зубчатый профиль 11, паразитная шестерня 15 и зубчатое колесо 12. После
смещения паразитной шестерни 15 ее закрепляют винтом 19 (фиг. 2).
Благодаря использованию электронной схемы управления обеспечивается точная установка требуемого диафрагменного отверстия, в зависимости от светового потока, подающегося на фотоприемное устройство. Установка коронки вместе с сопряженным с ней
ведущим кольцом на подшипники качения обеспечивает возможность снижения сил трения в механизме диафрагмы и повышает надежность ее работы по сравнению с известными конструкциями ирисовых диафрагм.
4
BY 7775 C1 2006.02.28
Источники информации:
1. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Изд. 3 / Под ред. В.А. Попова. - Л.: Машиностроение, 1980. - С. 346-347.
2. Справочник конструктора оптико-механических приборов. Изд. 2 / Под ред. M.Я. Кругера. - Л.: Машиностроение, 1967. - С. 376, рис. 1, 2
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
147 Кб
Теги
by7775, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа