Устройство фиксации осевых микроперемещений

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 12 В 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4629872/21 (22) 02.01.89 (46) 23.03.92. Бюл. N 11 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В. И. Бойков, С. В. Быстров, А. В, Смирнов и М. С. Чежин (53) 621,396.662(088.8) (56) Ерашов В. И. Юстировочное устройство. — Оптико-механическая промышленность, 1987, гЬ 9, с. 54.

Харди Дж. У. Активная оптика./ Новая техника управления световым лучом, — ТИИЭ Р, 1978, т. 66, N -6, с. 63, рис. 29, (54) УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ОСЕВЫХ

МИКРОПЕРЕМЕЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано

БЫ, 1721633 А1 в системах юстировки оптических приборов. Цель изобретения — повышение точности фиксации заданных положенйй стержня и упрощение технологичности конструкции.

Втулка 1 снабжена мембранами 3, размещенными на обоих ее концах и соединенными со стержнем 2, зазор между втулкой и стержнем заполнен легкоплавким металлом

5, а в средней части втулки по ее периметру расположены нагревательно-охлаждающие элементы, например элементы Пельтье 6, с возможностью контактирования с легкоплавким металлом. Внешняя поверхность стержня и внутренняя поверхность втулки в зоне их контактирования с легкоплавким металлом выполнены рифлеными. Устройство также содержит винтовые соединения 4, проводники 7. 1 ил.

1721633

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в системах юстировки оптических приборов, в адаптивной оптике.

Целью изобретения является повышение точности фиксации заданных положений стержня и упрощение технологичности конструкции.

На чертеже схематично изображена конструкция устройства фиксации осевых микроперемещений.

Устройство состоит из втулки 1, обхватывающей фиксируемый стержень 2. На обоих концах втулка 1 герметично соединена со стержнем 2 при помощи мембран 3.

Герметичное соединение мембран 3 со стержнем 2 может обеспечиваться, например, с помощью винтовых соединений 4.

Объем между втулкой 1, стержнем 2 и мембранами 3 заполнен легкоплавким металлом 5. В средней части втулки 1 по ее периметру расположены нагревательно-охлаждающие элементы, например элементы

Пельтье 6, имеющие тепловой контакт с металлом 5. К элементам Пельтье подключены проводники 7.

Кроме того, внутренняя поверхность втулки 1 и внешняя поверхность стержня 2 в зоне их контакта с легкоплавким металлом

5 выполнены рифлеными.

Устройство работает следующим образом.

По проводникам 7 через элементы

Пельтье 6 пропускают электрический ток в направлении, обеспечивающем выделение тепла на спаях элементов Пельтье, контактирующих с металлом 5. Металл 5 расплавляется и стержень 2 получает возможность осевого перемещения относительно втулки

1 в диапазоне, ограниченном упругостью мембран 3. Во время установки заданного положения стержня 2 ток через проводники

7 поддерживается на уровне, обеспечивающем достаточное количество тепла для поддержания металла 5 в жидком состоянии.

Для фиксации заданного положения стержня 2 относительно втулки 1 направление тока в проводниках 7 переключают на обратное, что приводит к поглощению тепла в зоне контакта элементов Пельтье 6 с металлом 5. В результате металл 5 охлаждается и начинается его кристаллизация от центра втулки 1 к ее краям.

Интенсивность поглощения тепла элементами Пельтье должна быть такой, чтобы обеспечить необходимый для описанного процесса градиент температуры от центра втулки к ее краям. В случае, если металл 5 при застывании расширяется, фронт кристаллизации выталкивает жидкую фазу к

5 краям втулки и в конце процесса она деформирует мембраны, практически не сместив стержень 2 относительно втулки 1, так как кристаллизация в обоих направлениях идет равномерно, а к концу процесса средняя

10 часть стержня уже закреплена во втулке застывшим металлом. В случае, если металл 5 при застывании сжимается, фронт кристаллизации вбирает в себя жидкую фазу и в конце процесса мембраны слегка деформи15 руются атмосферным давлением, опять же практически без смещения стержня 2. После застывания металла 5 ток в проводниках

7 может быть выключен до следующей перестройки положения стержня 2. Температур20 ные деформации металла 5 в твердом состоянии направлены не на смещение стержня 2, а на его растяжение или сжатие. а так как жесткость стержня 2 вы ше жесткости прослойки металла 5 (вследствие боль25 шой площади сечения), то это не приводит к заметным смещениям его положения.

Устройство фиксации осевых микроперемещений может быть изготовлено из следующих элементов: втулка 1 и стержень 2 из

30 инвара или суперинвара, имеющего близкий к нулю температурный коэффициент расширения; мембраны 3 из какого-либо упругого металла, например бериллиевой бронзы; в качестве легкоплавкого металла 5

35 могут быть использованы различные сплавы, например сплавы Розе (Т . = 97 С), д Арсе (Т л. = 79 С), Вуда (Ton, = 68 С) и другие; элементы Пельтье 6 изготавливаются из различных полупроводниковых мате40 риалов и металлов.

Формула изобретения

Устройство фиксации осевых микроперемещений, содержащее стержень, втулку, обхватывающую с зазором стержень, 45 узелфиксации,отличаю щеесятем, что, с целью повышения точности фиксации заданных положений стержня и упрощения технологичности конструкции, втулка снабжена мембранами, размещенными на обоих

50 ее концах и соединенными со стержнем, зазор между втулкой и стержнем заполнен легкоплавким металлом, а в средней час и втулки по ее периметру расположены нагревательно-охлаждающие элементы с воз55 можностью контактирования с легкоплавким металлом.