[发明专利]光电仪器姿态的稳定装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电仪器，是一种用于具有晃动的不同运动载体上成对使用的光电仪器姿态的稳定装置。

背景技术

光电仪器现在已经广泛应用，如激光测距、激光通信、激光雷达、激光测速、激光演示等等。对于固定基座上的光电仪器，使用方便，性能良好。但是实际应用中往往还需要在运动载体上使用。比如车载、船载等等。由于这些载体的晃动、摇摆和振荡，人工使用光电仪器就很困难，难以满足精密、实时测量和通信的要求。为此人们开发了各种自动跟踪瞄准机构。

目前常用的技术，是采用光电成像的方法监测目标或信标的方位，在本机采用万向结机构实现方位和俯仰两个角度的调整。这些装置一般都以航空、航天器上的应用为目标，系统十分复杂、精密，也很昂贵。随着光电仪器的普及，民用光电仪器的发展，开发一种既能满足工业、民用实际需求，又尽可能价格低廉、使用方便的光电仪器配套跟踪装置，是十分必要和迫切的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是要为具有晃动的不同的运动载体上成对使用的光电仪器提供一种光电仪器姿态的稳定装置，该装置应具有结构简单、使用方便、操作简便和成本低廉的特点。

为此要对常用的船载、车载光电仪器的使用的基本特点进行分析。一般光电仪器都成对使用，分离一定距离的两条船或两辆车上各安装一台；或者本车本船上安装一台，对方安装合作目标或信标装置。图1作为一个例子，显示了在波浪下本机船体俯仰晃动和目标上下起伏的不同影响。图中11和12为两个互相需要光束互连的船只。13为水平面；14为波浪；15为两船远距离连接的直线。16为船只11在海浪作用下俯仰起伏的方向。17为11所发射的激光束。这样一种系统的特点是，对方距离很远，对方车、船的上下左右有起伏晃动时，从本机观察，目标发生的角度偏移并不大。比如目标起伏10米，对于1公里远的光电仪器来说，角度偏移只有10毫弧度，即0.6度。如图1所示的角度β。但是承载光电仪器的本机的晃动，很容易有大角度的偏移。如图1所示的角度α。假设船长100米，同样的起伏幅度，可能造成的俯仰角度可达6度。这就很容易造成激光束脱靶。因此，克服本机载体晃动的影响，是实现目标对准的关键。这是特点之一。

引起船体晃动的因素，主要是波浪；引起车子摆动的原因，主要是道路的起伏。车子和船的运动，主要是前进。车子和船体形状，大多呈狭长形。载体转弯或水平面上的偏转造成的方位角偏移，其幅度和速度相对于俯仰来说一般是比较小的。另外一种影响是左右摆动，这种摆动相对于本机与目标之间的连线而言，是一个转动。它所引起的角度偏移，与目标的上下起伏相当，也比较小。因此，本机车船的上下俯仰起伏是主要因素。这是特点之二。

根据以上的系统特点分析，本发明提出一个基于重力原理的光电仪器姿态稳定装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于具有晃动的运动载体上成对使用的光电仪器姿态的稳定装置，其特征在于其构成是：所述的光电仪器通过旋转轴承和支架固定在所述的运动载体上，所述的光电仪器通过连杆与重锥刚性连接。

所述的光电仪器与所述的连杆之间或所述的光电仪器本身具有调节俯仰角度的机构。

所述的光电仪器与与所述的支架之间或所述的光电仪器本身具有调节水平方位的机构。

本发明的技术效果：

当运动载体由于波浪或地形起伏发生俯仰变化时，由于重锥的重力作用，可维持仪器稳定在水平方向上，保持光路的基本方向。

本发明原理明了，具有结构简单，使用方便，无需操作，成本低廉的特点。

附图说明

图1是运动载体激光和光电仪器光路特点示意图；

图2是本发明的姿态稳定装置基本结构示意图；

图3是本发明姿态稳定装置实施例一的示意图；

图4是本发明姿态稳定装置中支承架实施例；

图5是本发明姿态稳定装置实施例二的示意图。

具体实施方式

先请参阅图2，图2是本发明的姿态稳定装置基本结构示意图。由图可见，本发明光电仪器姿态的稳定装置，构成是：所述的光电仪器1通过旋转轴承6和支架5固定在所述的运动载体4上，所述的光电仪器1通过连杆3与重锥2刚性连接。当运动载体4由于波浪或地形起伏发生俯仰变化时，由于重锥2的重力作用，可维持所述的光电仪器1稳定在水平方向上，保持光路的基本方向。