Механизмы смены светофильтров. Насадные, вкладывающиеся и встроенные светофильтры. Способы крепления, установки и переключения

Сменные светофильтры в оптических приборах могут быть насадными (фотоаппараты), вкладывающимися (осветители) перед конденсорной линзой, встроенными (микроскопы голографические и телескопы).

Насадные СФ применяются в малогабаритных переносных приборах. Крепление СФ производится или в оправках по резьбе, или с помощью пружинящих разрезных оправ (рис.37). Такие СФ можно устанавливать перед объективом или за окуляром.

Встроенные СФ можно устанавливать в любом месте ОС внутри прибора кроме мест близких к плоскостям изображения. Выбор варианта конструкции таких устройств определяется габаритами узла, назначением прибора и условиями его работы. Наиболее распространенной является схема установки СФ в дисках плоской или сферической формы (рис.38).

На рис.12 показан м-м смены СФ в дальномере(автоматический), установленных в револьверную головку с приводом от конической передачи. Ведущий вал установлен в цилиндрическую фланцевую втулку, исполняющую роль подшипника скольжения и закрепленную в корпусе прибора посредством 2х винтов и 2х направляющих штифтов. На конце вала смонтирован барабан с 5ю сменными вставками, в которых резьбовыми кольцами закреплены СФ. Разнотолщинность стекол компенсируется разной высотой промежуточных колец. В заданном положении барабан останавливается благодаря коническому отверстию и пружинному фиксатору.

Механизм переключения СФ (рис.15). резьбовое кольцо заменено крышкой с винтами. Переключение СФ осуществляется с помощью пружинного фиксатора, закрепленного на конце рукоятки. При изменении её положения конусообразная часть фиксатора отжимается, поворачивается вокруг оси и входит в одно из 2х отверстий корпуса. Такая конструкция является более технологичной по сравнению с выше рассмотренными.

На рис. 39 приведена конструкция механизма СФ смонтированного в верхней части зрительной трубы. Для переключения СФ применен мальтийский механизм. При повороте диска 2 один из пальцев 3 входит в прорезь угольника 1, привинченного к оправе 3 СФ и поворачивает оправу в нижнее горизонтальное положение, показанное пунктиром. Второй СФ в это время удерживается от поворота ободком диска 2. При повороте диска 2 в противоположную сторону правый СФ поднимается, а левый опускается и занимает горизонтальное положение. Для исключения дребезжания СФ при вибрации из-за люфтов в сопряжениях применены спиральные пружины. Управление м-мом производится при помощи гибкого ремешка (поводка), закрепленного на шкиве 5.

 

№7. Соответствие оптических приборов эргономическим и эстетическим показателям. Пути повышения данных показателей при конструировании. Отработка силуэта изделия на эстетичность.

Эргономические и эстетические показатели характеризуют качество изделия и отражают его потребительскую стоимость. По ГОСТ 15.476-79 опр-ся степень соответствия нового прибора комплексу требований:

1) Эргономические показатели:

1.1) Антропометрические – характеризуют соответствие изделия и его эл-тов форме и размерам человеческого тела (высота окуляра отн-но пл-ти стола, форма и размер ручек настройки, форма наглазника) по ГОСТ 21752-76.

1.2) Гигиенические – уровень шума, вибраций, температура рабочего места, наличие излучения, освещенность шкал и экранов прибора.

1.3) Физиологические – отражают соответствие прибора пространственным, силовым и временным возможностям чела (длина хода подвижн. эл-тов, усилие и скорости органов управления).

1.4) Психофизиологические – указывают на соответствие изделия органам чувств человека (объем зрительной и звуковой информации, её инт-ть, скорость выдачи, компоновка).

1.5) Психологические – характеризуют соответствие прибора особенностям и возможностям деятельности высшей нервной системы человека (скорости реакции оператора на полученный сигнал, наглядность и удобство освоения процесса управления прибором).

2) Эстетические показатели: характеризуют изделие на основании его восприятия оператором (потребителем) как объекта искусства. Они выражаются в бальной системе (напр., проектируется новая модель фотоаппарата; единичные показатели эстетичности m_i, установленные экспертами, и их коэффициенты стоимости К_i приведены в табл. по пятибалльной шкале).

Единичные показатели				Единичные показатели
Знаковость	4,2	0,03	0.126	Оригинальность	4,2	0,03	0.126
Колорит и декоративность	4,1	0,06	0.248	Чистота контура и сопряжения	4,8	0,08	0.384
Стилевое соответствие	4,0	0,02	0.08	Покрытия и отделка	4,0	0,04	0.16
Соответствие моде	4,4	0,03	0.132	Четкость фирм-х знаков	4,4	0,02	0.088
Функциональная обусловленность	4,0	0,15	0.6	Устойчивость новизне	4,6	0,02	0.092
Эргономическая обусловленность	4,9	0,15	0.735	Упорядоченность графич. эл-тов	4,0	0,04	0.16
Пластичность	4,0	0,18	0.72	Колорит и декоративность	4,1	0,06	0.248

Групповой показатель эстетичности -

Знаковость – престижность. Стилевое соотв-е – д.б. узнаваем по внешнему виду. Функциональная обусловленность – соотв-е констр-ции современным достижениям науки и техники. Эргономическая обусловленность – д.б. удобен для чела. Организованность объема – д.б. симметричен в анфас и динамичен в профиль. Тектоничность – зримое отражение в форме прибора работы его конструкции. Колорит и декоративность – правильный подбор цветовой гаммы составных узлов.

Повышение показателей эргономичности и эстетичности при разработке конструкции изделия достигаются следующим путем:

1. Отработкой внешней формы изделия с художественной точки зрения – общего стиля изделия, масштаба и соответствие объемов основных органов, силуэта, цветности, соответствие моде. Например, форма и окраска стационарного прибора должна вызывать ощущение устойчивости.

2. Акцентирование важнейших элементов в изделии. В первую очередь подвижных частей, органов управления и контроля. Пример, круглые настроечные ручки микроскопа выполняют из пластика черного цвета, которые отчетливо выделяются на фоне металлического корпуса кофейного цвета.

На рис.1 показана художественно-конструктивная отработка силуэта изделия с целью организации объемов основных элементов и формообразующих линий.

Что м. сделать: 1) наклонить окуляр; 2) наклонить корпус; 3) перекомпоновать органы управления; 4) переработать основание (сделать более устойчивым).

Рис.1 Рис.2

Во втором варианте (рис.2) повышена устойчивость конструкции изделия за счет низкого центра тяжести. Разделены также органы управления, настройки на резкость и перемещение по координатам. Устранено несоответствие толщины стойки и корпуса, одновременно увеличена эргономичность изделия, наклонены окуляры микроскопа, которые обеспечивают более удобное положение глаз наблюдателя относительно прибора.

 

№8. Конструирование и размещение органов управления прибора. Мнемоничность и безопасность управления.

При компоновке приборов следует учитывать, что сигналы в начале и в конце ряда распознаются легче. Если в середину ряда ввести хорошо выделяющийся элемент отсчета, то количество передаваемой информации может быть больше.

Для лучшего восприятия группы сигналов рекомендуется метрическое и ритмическое построение отсчетных элементов и индикаторов.

При метрическом построении индикаторы группируются в наиболее удобные для восприятия ряды (рис. 1.1 а, б, в). Основные индикаторы (элементы) выделяются жирным обозначением и другим цветом.

Ритмическое восприятие (рис. 1.1 г) позволяет человеку сосредоточиться в нужном направлении и в образной форме может давать представление об относительной величине сигнала.

Отсчетные шкалы следует по возможности располагать перпендикулярно к линии наблюдения.

Рис. 1.1. Примеры использования метрического (а, б, в) и ритмического (г) рядов

Наиболее удобная форма кнопок (например, вкл./выкл. прибора) – четырехугольная с закругленными углами и кромкой. Для предотвращения скольжения пальцев на кнопках делаются выемки или насечки. Ширина кнопок, расположенных рядом 13-18 мм.

Усилие для нажатия (1кг – 10 Н):

- часто используемых кнопок – 140-600 гр;

- редко используемых кнопок – не более 1200 гр.

Величина и форма рычагов и рукояток должна быть приспособлена к строению руки человека (удобный охват рукой; без острых кромок и углов). Точность движения выше, если рукоятки двигаются с некоторым постоянным усилием.

Удобные направления правой руки должны быть симметричны удобным направлениям левой руки (система п(г)ироскопа).

При светлой окраске корпусов приборов ручки делают черными, при темной окраске – ручки хромируют.

В конструкции органов управления должны быть учтены привычные направления и мнемоничность движения рук (табл. 1.1, 1.2).

Таблица 1.1Мнемоничность управления

Таблица 1.2Допустимые моменты и углы поворота рукояток

Мнемоничность управления уменьшает ошибки оператора, увеличива­ет быстроту работы и освобождает память оператора от излишнего запоминания.

Оптимальное рабочее пространство для размещения органов управления - это радиус дуги, описываемый локтевым суставом оператора (33-43 см), менее важные и редко ис­пользуемые органы управления можно размещать на расстоянии вытянутой руки (55-75 см).

Рекомендуемые моменты и усилия на рукоятках приборов:

- на рукоятках грубой наводки микроскопов – 10 Н·м;

- на рукоятках микрометрической наводки микроскопов – 0.01 Н·м;

- на рукоятках визирования и наведения 0.15-0.25 Н·м;

- максимально допустимые усилия 40 - 60 Н.

Зажимные рукоятки для вращательного движения должны иметь 2-4 выступа или быть круглыми с рифлением. Вращательное движение более удобно, чем возвратно-поступательное. Рукоятки для точных перемещений лучше располагать справа.

Быстрее объекты разыскиваются по цвету, потом по форме, размерам и яркости.

Индикаторы с цифровыми счётчиками значительно более производительны, чем движущиеся шкалы и точнее (2% ошибок против 9%).

При конструировании отсчётных устройств приборов в большинстве случаев рекомендуется использовать тип индикатора с движущимся указателем, нежели с движущейся шкалой.

 

 

№10. Окуляры микроскопов. Окуляр Гюйгенса. Измерительный окуляр Гюйгенса. Компенсационный окуляр.

Конструкции окуляров микроскопов просты и, как правило, не имеют устройств для фокусировки. Последняя осуществляется подвижкой всего тубуса мик-па. Исключение – измерительный окуляр Гюйгенса и Кельнера (рис.45 б, г). Установка окуляра в микроскоп осуществляется с помощью специального тубуса, имеющего посадочный диаметр, равный 23,2Н11 мм. Диаметр корпуса окуляра стандартизован и равен 23f9 мм. Фиксация окуляра в осевом направлении производится с помощью опорного буртика на оправе глазной линзы или на корпусе окуляра.

В зависимости от оптических свойств окуляры разделяют на окуляры Гюйгенса, Кельнера, компенсационные, ортоскопические, симметричные, специальные и отрицательные (гомалы). Рассмотрим наиболее характерные из них.

Окуляр Гюйгенса (рис.45, а). Он состоит из двух двояковыпуклых линз – коллективной и глазной, обращенных выпуклыми поверхностями к объективу. Передний фокус окуляра Гюйгенса расположен между линзами, что позволяет устанавливать в его оптической схеме сетку и использовать окуляр как измерительный. Окуляры Гюйгенса используются в сочетании с объективами-ахроматами.

На рис. 45, а показана конструкция окуляра Гюйгенса без сетки. Коллективная линза крепится резьбовым кольцом, а глазная – завальцовкой. Оправы линз на резьбе установлены в корпус, наружный диаметр которого используется в качестве посадочного диаметра для крепления окуляра в тубус микроскопа. Диафрагма поля зрения помещена между линзами и удерживается в корпусе за счёт трения. Такую конструкцию с небольшими вариациями имеют окуляры АМ-6, АМ-31, М-7, М-10 и М-11.

Измерительный окуляр Гюйгенса (рис. 47, б). Состоит из корпуса, в котором на резьбе жестко установлена оправа с коллективной линзой и измерительной сеткой. Оправа глазной линзы представляет собой втулку с наружной окулярной резьбой, обеспечивающей диоптрийное перемещение окуляра для точной фокусировки на сетку. Обозначение АМ-8.

Окуляры компенсационные. Оптическая схема этих окуляров подобна окулярам Гюйгенса, только вместо одиночной и глазной линз используется линзовый блок в виде двух склеенных линз. Компенсационные окуляры также могут иметь сетку и использоваться в качестве измерительных. Их конструкции ничем не отличаются от вышерассмотренных (рис. 45, а, б). Рассматриваемые окуляры используются с объективами-апохроматами и объективами-ахроматами больших увеличений для компенсации аберраций. Обозн. АМ-13.

Окуляры Кельнера (рис.45, в). Оптическая схема этих окуляров включает в себя коллективную линзу и глазной линзовый блок, состоящий из двух склеенных линз. Диафрагма поля зрения находится в передней фокальной плоскости окуляра, которая расположена впереди коллективной линзы на расстоянии примерно 0,3 ф_ок. Конструкция окуляра содержит корпус с наружным диаметром, изготовленным под тубус микроскопа. К корпусу на резьбе крепятся оправы с оптическими деталями. Оправа с глазными линзами фиксируется на промежуточной втулке, которая, с одной стороны, позволяет устанавливать необходимый воздушный промежуток между второй и третьей оптическими поверхностями, а с другой – является упором при установке окуляра в тубус микроскопа. Окуляры Кельнера применяют в бинокулярных стереоскопических микроскопах с внутренним диаметром посадочного отверстия 30 мм. Обозн. АТ-18. Симметричные окуляры. Оптическая схема имеет 2 одинаковых симметрично расположенных оптических блока (склейки из 2-х линз). Удаление выходного зрачка больше, чем в окуляре Кельнера. Значителен и передний фокальный отрезок S_f=0.75f^/_ok. Это создает большое удобство наблюдения с этими окулярами при их малых фокусных расстояниях.

Конструкция симметричного измерительного окуляра АТ-38 показана на рис. 45, г. В общем корпусе установлены на резьбе собственно окуляр (АТ-36) и оправа с сеткой, которая закреплена в ней резьбовым кольцом.

Окуляры ортоскопические (рис. 45, д). используют с объективами-ахроматами в тех случаях, когда желательно иметь большое окулярное увеличение и угловое поле зрения до 50°. Передний фокус у этих окуляров расположен перед передней линзой. На рис. 45, д показана конструкция окуляра АМ-18. В общем корпусе крепятся на резьбе собственно окуляр и на трении - диафрагма. Линзы окуляра закреплены с помощью резьбового и промежуточного колец.