[發(fā)明專利]傘狀多層分布式負載結構光電跟蹤平臺

有效

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• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104019791A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設計）人: 喬永明;靳虎敏;郝偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01C1/02
• 分類號: G01C1/02;G05D3/12
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

技術領域

本發(fā)明涉及一種光電經(jīng)緯儀跟蹤平臺。

背景技術

眾所周知，傳統(tǒng)的光學跟蹤設備，其跟蹤架是一個包含垂直軸和水平軸的兩軸系統(tǒng)，按照載物臺的連接和負載分布方式不同通常定義為U型和T型結構，這種傳統(tǒng)結構的跟蹤架設計簡便，并且從剛性和固有諧振頻率的角度分析也有利于提高系統(tǒng)的測量精度。但是基于此結構的光電跟蹤設備，光學載荷是沿垂直水平軸系方向平行放置的，因此即使配置多個光學探測器，但所有探測器的視軸指向在無窮遠處匯結為同一空間位置，其系統(tǒng)的光學視場由某一個光學載荷的探測器靶面大小和光學系統(tǒng)的焦距決定，為了保證一定的測量距離和分辨能力，最大的光學視場相對也非常有限。相應單臺經(jīng)緯儀在工作時只能對單個同一目標進行跟蹤。

上述的兩個問題是由傳統(tǒng)兩軸跟蹤架固有缺陷造成的，因此解決的途徑是唯一的，必須對跟蹤架本身結構進行根本的創(chuàng)新設計。令人遺憾的是受到傳統(tǒng)思想的束縛，人們只重視光電跟蹤設備作為目標運動軌跡測量與實況記錄功能的應用，而忽視其在寬視場等更寬領域的應用拓展。因此對光電跟蹤系統(tǒng)結構的設計近年來多集中在提高作用距離、提高測量精度等環(huán)節(jié)，對于旨在解決上述問題的研究幾乎是空白，近年來在國內(nèi)外相關文獻沒有發(fā)現(xiàn)類似報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種全新的光電經(jīng)緯儀跟蹤平臺結構，能夠滿足寬視場體系應用的光電跟蹤需求。

本發(fā)明的基本方案如下：

傘狀多層分布式負載結構光電跟蹤平臺，包括多層轉(zhuǎn)臺，相鄰層的轉(zhuǎn)臺之間均通過過渡連接罩采用螺釘固定連接；每一層轉(zhuǎn)臺上均設置有方位跟蹤系統(tǒng)和整體固定安裝于方位跟蹤系統(tǒng)上方的俯仰跟蹤系統(tǒng)，所述俯仰跟蹤系統(tǒng)包括伺服液壓缸、光柵尺組件和多套連桿組件；

所述連桿組件包括采用旋轉(zhuǎn)銷釘依次鉸接的驅(qū)動連桿、中間連桿以及旋轉(zhuǎn)連桿，其中在旋轉(zhuǎn)連桿上固定安裝有光學系統(tǒng)負載；伺服液壓缸的側壁在同一水平面內(nèi)均勻分布有多個固定臂，與所述多套連桿組件一一對應，在伺服液壓缸的液壓活塞上根據(jù)固定臂位置相應分布有多個連桿固定位置，即連桿組件的一端為旋轉(zhuǎn)連桿通過旋轉(zhuǎn)銷釘與固定臂鉸接，連桿組件的另一端為驅(qū)動連桿固定安裝于液壓活塞上，實現(xiàn)液壓活塞沿豎直軸向方向的往復運動經(jīng)連桿組件帶動光學系統(tǒng)負載的俯仰動作。

基于上述基本方案，本發(fā)明還做如下優(yōu)化限定和改進：

所述光柵尺組件包括光柵尺、光柵讀數(shù)器和光柵尺座，光柵尺座通過螺釘固定安裝于液壓活塞上，光柵讀數(shù)器通過螺釘固定安裝于光柵尺座上，與安裝于過渡連接罩上的所述光柵尺進行液壓伺服精確反饋。光柵尺可以采用粘接的方式與過渡連接罩固聯(lián)。

所述方位跟蹤系統(tǒng)主要由精密軸系、力矩電機、光學編碼器組成，與傳統(tǒng)方案的安裝結構相同。

所述中間連桿的兩端是通過旋轉(zhuǎn)銷釘和A型軸用彈性擋圈的組合與驅(qū)動連桿、旋轉(zhuǎn)連桿分別鉸接。

光學系統(tǒng)負載設置有一組安裝耳座(一般為兩個)，所述旋轉(zhuǎn)連桿穿過安裝耳座，通過螺釘固定連接，并采用螺釘鎖緊擋圈通過緊定螺釘加強固定。

每一層轉(zhuǎn)臺的方位跟蹤系統(tǒng)與俯仰跟蹤系統(tǒng)通過螺釘緊固過渡件的方式固定連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：

根據(jù)實際需要內(nèi)外轉(zhuǎn)臺可以安裝不同數(shù)量、不同類型的光學系統(tǒng)負載，通過各個光學系統(tǒng)的視場規(guī)劃和拼接，完全可以實現(xiàn)一定扇區(qū)的全方位視場，靜態(tài)指向時理論可以達到360°全方位的視場。即使靜態(tài)的工作視場拼接后達不到全方位周視，但每個光學負載需要動態(tài)搜索的區(qū)域相對原先跟蹤架結構中同樣的光學負載也大大減少。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的整體結構示意圖。

圖2為俯仰跟蹤系統(tǒng)中任一層的結構示意圖(主視圖)。

圖3為圖2的俯視圖。

附圖標號說明：

1-內(nèi)轉(zhuǎn)臺俯仰跟蹤系統(tǒng)，2-內(nèi)轉(zhuǎn)臺方位跟蹤系統(tǒng)，3-外轉(zhuǎn)臺俯仰跟蹤系統(tǒng)，4-外轉(zhuǎn)臺方位跟蹤系統(tǒng)，5、6-過渡連接罩，7、8-過渡件，9、10、11、12、13、14、15-固定螺釘，16-光柵尺，17-光柵尺座，18-光柵尺讀數(shù)器，19-液壓活塞，20-伺服液壓缸，21-A型軸用彈性擋圈，22-螺釘鎖緊擋圈，23-緊定螺釘，24-驅(qū)動連桿，25-中間連桿，26-旋轉(zhuǎn)連桿，27-旋轉(zhuǎn)銷釘，28-模擬負載。

具體實施方式