Un examen plus approfondi du mouvement cinématique

Les systèmes mécaniques peuvent être classés en fonction du nombre de degrés de liberté présents. Un corps rigide tridimensionnel a exactement six degrés de liberté indépendants : la translation (X, Y, Z) et la rotation (R_x, R_y, R_z). Lorsque chaque degré de liberté est singulièrement restreint par une partie d’une monture, la monture entière est définie comme une monture cinématique. La figure 1 illustre une monture cinématique.

Figure 1: TECHSPEC® Kinematic Mount Design Fully Constrains all 6 Degrees of Freedom

Les Montures Optiques Cinématiques TECHSPEC^® d’Edmund Optics^® utilisent le système de contrainte classique comprenant le cône, la rainure et le plat. Les figures 2 et 3 illustrent notre Monture Optique Cinématique de 1" de diamètre. Pour visualiser le fonctionnement de la Monture Optique Cinématique, imaginez un élément optique aligné dans le système de coordonnées des trois vis de réglage.

Figure 2: Groove, Cone, and Flat Constraint System

Figure 3: Three Screw 1" Diameter Kinematic Optic Mount

Plaçez la pointe de la vis de réglage A dans le cône pour contraindre les degrés de liberté translationnels (X, Y, Z). Lorsque la rainure est orientée le long de l’axe x, comme représenté sur la Figure 1, plaçez la pointe de la vis de réglage B dans la rainure, contraint deux des trois degrés de liberté rotationnels restants (R_y, R_z). Le degré de liberté (R_x) final sera enfin retiré en plaçant la pointe de la vis de réglage C contre la face plane (Figure 4).

Figure 4: Ball Tip Screw Against Flat Face Constrains the Rx Degree of Freedom

Edmund Optics^® propose des Montures Cinématiques avec deux ou trois vis de réglage. Deux vis de réglage, sur la rainure et sur le plat, peuvent être utilisées pour régler les degrés de liberté rotationnels. Contrairement à notre exemple ci-dessus, les axes de rotation se situent derrière l’optique lorsque le réglage est effectué ce qui crée une légère translation de l’optique également dans l’axe Z.

Ainsi, une troisième vis peut être placée au-dessus du cône, pour compenser cette translation indésirable. La configuration à trois vis permet à l’élément optique d’être mis en rotation, de la manière requise, en utilisant les deux premières vis de réglage, et ensuite d’être ramené à sa position d’origine le long de l’axe Z, à l’aide de la troisième vis.