[發明專利]一種應用于航空相機的掃描機構

有效

• 申請號: 201310372932.4
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103471566A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 賈曉梅;王哲;林招榮;姚毅剛;安超;董欣
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G02B26/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種應用于航空相機的掃描機構，特別涉及一種對航空相機自動進行快速、準確像移補償的掃描機構，屬于航空光學遙感器技術領域。

背景技術

隨著航空技術的迅速發展，對光學遙感器成像質量的要求也越來越高，航空相機的成像質量受多方面因素的影響，包括相機本身的硬件、機載平臺、環境條件等，其中由于機載平臺的運動產生的像移是影響成像質量的重要因素。因此，要獲得高清晰和高分辨率的航拍圖像必須進行像移補償。并且紅外相機受探測器研制水平限制，像元數少、像元尺寸大，因此大多需要光機掃描成像，來滿足幅寬的要求，掃描機構可以實現航空相機大視場成像。

目前，傳統的掃描機構多采用減速裝置，使得整個機構的體積和質量較大，造成掃描機構的慣性增大，在對掃描機構進行操作控制時會出現時間上較大的滯后和超調現象，不能實現快速靈活準確控制。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提出一種應用于航空相機的掃描機構。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明一種應用于航空相機的掃描機構，該掃描機構與相機主體固定連接；

該掃描機構包括掃描鏡組件、俯仰軸系組件、U形環和橫滾軸系組件；掃描鏡組件與俯仰軸系組件通過俯仰軸固定連接；俯仰軸系組件與U形環的兩端活動連接；橫滾軸系組件與U形環的中間固定連接；

掃描鏡組件包括掃描反射鏡和反射鏡框，掃描反射鏡用無應力膠固定在反射鏡框中；

俯仰軸系組件包括俯仰軸、音圈電機、連接桿、轉接板、俯仰雙通道旋轉變壓器、俯仰雙通道旋轉變壓器固定座、俯仰光纖陀螺和俯仰限位組件；俯仰軸包括俯仰軸A和俯仰軸B；

俯仰光纖陀螺固定在反射鏡框上；音圈電機的轉子通過連接桿固定在俯仰軸A上；音圈電機的定子通過轉接板固定在U形環的一側；俯仰雙通道旋轉變壓器的轉子固定在俯仰軸B上；俯仰雙通道旋轉變壓器的定子固定在俯仰雙通道旋轉變壓器固定座上；俯仰雙通道旋轉變壓器固定座固定在U形環的另一側；俯仰限位組件固定在轉接板上；

橫滾軸系組件包括橫滾軸、橫滾軸承、軸承壓蓋、力矩電機、力矩電機固定座、橫滾雙通道旋轉變壓器、橫滾雙通道旋轉變壓器固定座、橫滾光纖陀螺和橫滾限位組件；

橫滾軸系組件中的橫滾光纖陀螺固定在U形環中間的內側，橫滾光纖陀螺的敏感軸與橫滾軸同軸；橫滾限位組件位于U形環的環上，固定在軸承壓蓋上；除橫滾光纖陀螺和橫滾限位組件，其他部分固定在U形環中間的外側；

力矩電機的轉子固定在橫滾軸上，力矩電機的定子固定在力矩電機固定座上；橫滾雙通道旋轉變壓器的定子固定在橫滾雙通道旋轉變壓器固定座上，橫滾雙通道旋轉變壓器的轉子固定在橫滾軸上；橫滾軸通過橫滾軸承來支撐，橫滾軸承通過軸承壓蓋進行預緊；

橫滾光纖陀螺用于測量橫滾軸系組件在慣性空間中的旋轉角速度；

俯仰光纖陀螺用于測量俯仰軸系組件在慣性空間中的旋轉角速度。

工作過程：外圍控制電路發出指令驅動力矩電機往復擺動，力矩電機帶動橫滾軸往復擺動，從而帶動U形環、掃描反射鏡、橫滾光纖陀螺和橫滾雙通道旋轉變壓器繞橫滾軸往復掃描擺動，利用橫滾雙通道旋轉變壓器檢測出的電壓值，經A/D數字轉化為橫滾軸旋轉的角度值，提供給外圍控制電路，外圍控制電路將從慣性導航器件讀取出的飛機姿態角和橫滾軸的角度值耦合，解算給出角度運動方程，得到的角度運動曲線，產生系統給定的角度運動信號；力矩電機根據角度運動信號往復擺動，帶動U形環、掃描反射鏡、橫滾光纖陀螺和橫滾雙通道旋轉變壓器繞橫滾軸往復掃描運動；為了使掃描時掃描反射鏡速度平穩，采用橫滾光纖陀螺檢測掃描反射鏡相對于慣性空間的速度變化，在外圍控制電路中增加速度反饋回路，速度反饋為內環控制系統；當外圍控制電路失控時，用橫滾限位組件使掃描反射鏡繞橫滾軸在±25°范圍內運動，同時在撞擊時，橫滾限位組件中的彈簧對掃描反射鏡起到減震的作用；