[发明专利]一种应用于航空相机的扫描机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于航空相机的扫描机构，特别涉及一种对航空相机自动进行快速、准确像移补偿的扫描机构，属于航空光学遥感器技术领域。

背景技术

随着航空技术的迅速发展，对光学遥感器成像质量的要求也越来越高，航空相机的成像质量受多方面因素的影响，包括相机本身的硬件、机载平台、环境条件等，其中由于机载平台的运动产生的像移是影响成像质量的重要因素。因此，要获得高清晰和高分辨率的航拍图像必须进行像移补偿。并且红外相机受探测器研制水平限制，像元数少、像元尺寸大，因此大多需要光机扫描成像，来满足幅宽的要求，扫描机构可以实现航空相机大视场成像。

目前，传统的扫描机构多采用减速装置，使得整个机构的体积和质量较大，造成扫描机构的惯性增大，在对扫描机构进行操作控制时会出现时间上较大的滞后和超调现象，不能实现快速灵活准确控制。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种应用于航空相机的扫描机构。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明一种应用于航空相机的扫描机构，该扫描机构与相机主体固定连接；

该扫描机构包括扫描镜组件、俯仰轴系组件、U形环和横滚轴系组件；扫描镜组件与俯仰轴系组件通过俯仰轴固定连接；俯仰轴系组件与U形环的两端活动连接；横滚轴系组件与U形环的中间固定连接；

扫描镜组件包括扫描反射镜和反射镜框，扫描反射镜用无应力胶固定在反射镜框中；

俯仰轴系组件包括俯仰轴、音圈电机、连接杆、转接板、俯仰双通道旋转变压器、俯仰双通道旋转变压器固定座、俯仰光纤陀螺和俯仰限位组件；俯仰轴包括俯仰轴A和俯仰轴B；

俯仰光纤陀螺固定在反射镜框上；音圈电机的转子通过连接杆固定在俯仰轴A上；音圈电机的定子通过转接板固定在U形环的一侧；俯仰双通道旋转变压器的转子固定在俯仰轴B上；俯仰双通道旋转变压器的定子固定在俯仰双通道旋转变压器固定座上；俯仰双通道旋转变压器固定座固定在U形环的另一侧；俯仰限位组件固定在转接板上；

横滚轴系组件包括横滚轴、横滚轴承、轴承压盖、力矩电机、力矩电机固定座、横滚双通道旋转变压器、横滚双通道旋转变压器固定座、横滚光纤陀螺和横滚限位组件；

横滚轴系组件中的横滚光纤陀螺固定在U形环中间的内侧，横滚光纤陀螺的敏感轴与横滚轴同轴；横滚限位组件位于U形环的环上，固定在轴承压盖上；除横滚光纤陀螺和横滚限位组件，其他部分固定在U形环中间的外侧；

力矩电机的转子固定在横滚轴上，力矩电机的定子固定在力矩电机固定座上；横滚双通道旋转变压器的定子固定在横滚双通道旋转变压器固定座上，横滚双通道旋转变压器的转子固定在横滚轴上；横滚轴通过横滚轴承来支撑，横滚轴承通过轴承压盖进行预紧；

横滚光纤陀螺用于测量横滚轴系组件在惯性空间中的旋转角速度；

俯仰光纤陀螺用于测量俯仰轴系组件在惯性空间中的旋转角速度。

工作过程：外围控制电路发出指令驱动力矩电机往复摆动，力矩电机带动横滚轴往复摆动，从而带动U形环、扫描反射镜、横滚光纤陀螺和横滚双通道旋转变压器绕横滚轴往复扫描摆动，利用横滚双通道旋转变压器检测出的电压值，经A/D数字转化为横滚轴旋转的角度值，提供给外围控制电路，外围控制电路将从惯性导航器件读取出的飞机姿态角和横滚轴的角度值耦合，解算给出角度运动方程，得到的角度运动曲线，产生系统给定的角度运动信号；力矩电机根据角度运动信号往复摆动，带动U形环、扫描反射镜、横滚光纤陀螺和横滚双通道旋转变压器绕横滚轴往复扫描运动；为了使扫描时扫描反射镜速度平稳，采用横滚光纤陀螺检测扫描反射镜相对于惯性空间的速度变化，在外围控制电路中增加速度反馈回路，速度反馈为内环控制系统；当外围控制电路失控时，用横滚限位组件使扫描反射镜绕横滚轴在±25°范围内运动，同时在撞击时，横滚限位组件中的弹簧对扫描反射镜起到减震的作用；