[发明专利]光电吊舱稳像回扫一体化控制装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种光电吊舱稳像回扫一体化控制装置及测量方法，该装置基座将固连在光电吊舱上，反射镜通过万向铰链与基座连接，由万向铰链提供支撑和转轴方向的限制，驱动部分为四台由线圈与永磁体组成的摆动音圈电机，音圈电机线圈与基座通过紧固螺钉连接，永磁体与反射镜胶合，反射镜转角反馈信号由布置于基座上的激光位移传感器提供；定义万向铰链两正交轴分别为光电吊舱稳像回扫一体化控制装置X轴与Y轴；相较于以压电陶瓷为驱动方式的稳像系统，本发明采用音圈电机作为驱动装置，反射镜口径、转角均明显增大；相较于一般二维电调视轴稳定系统，本发明结构简单、重量较轻，反射镜绕X轴的转角较一般对称布置时增大，最大转角为10°。

主权项

1.一种光电吊舱稳像回扫一体化控制装置，其特征在于：包括：反射镜(1)；由音圈电机线圈(2)与音圈电机永磁体(3)组成的摆动音圈电机；转角反馈部分；由十字形连接件(5)、金属轴(6)、两个T形连接件(7)与两个梯形连接件(8)组成的万向铰链；基座(9)；环形轴套(10)；第一紧固螺钉(11)；第二紧固螺钉(12)；第三紧固螺钉(13)；其中：基座(9)固连光电吊舱，反射镜(1)通过万向铰链与基座(9)相连，音圈电机一端与基座(9)相连，另一端与反射镜(1)相连，转角反馈部分的激光位移传感器(4)与基座(9)相连于音圈电机下方；所述反射镜(1)包括反射镜面与机械接口，反射镜面用于调整光路，保证光电吊舱内光学仪器在各种工况下的稳相；反射机械接口为两道矩形凹槽，用于与万向铰链部分连接；所述万向铰链通过梯形连接件(8)与基座(9)相连，通过T形连接件(7)与反射镜(1)背面的机械接口胶合，T形连接件(7)与梯形连接件(8)分别连接到十字形连接件(5)的两轴上，则反射镜(1)可以通过绕万向铰链的两正交轴做扭转运动完成相对于基座(9)的任意方向转动；安装完成后定义万向铰链两正交轴分别为光电吊舱稳像回扫一体化控制装置X轴与Y轴；所述摆动音圈电机由音圈电机线圈(2)与音圈电机永磁体(3)组成，音圈电机永磁体(3)垂直穿过音圈电机线圈(2)且与音圈电机线圈(2)间保持一定间隙，音圈电机两两一组，每组音圈电机呈对称布置，对称平面垂直于反射镜平面且过反射镜中点，两组音圈电机连线均与X轴夹角22.5°；安装时其音圈电机线圈(2)部分与基座(9)通过螺钉相连，音圈电机永磁体(3)与反射镜(1)胶合；此种结构下，反射镜(1)可以在X轴上获得较音圈电机最大行程更大的偏转角度；所述转角反馈部分包括四个激光位移传感器(4)，胶装于驱动部分音圈电机永磁体正下方的基座平面上，测量的数据为音圈电机永磁体距激光位移传感器的距离；音圈电机工作时，音圈电机永磁体(3)与基座(9)发生相对运动，由于每组音圈电机以反射镜中心呈对称布置，故激光传感器可以得到两组关于音圈电机转角的差分数据，进而得到反射镜转角数据；还包括环形轴套(10)与第一紧固螺钉(11)，安装时环形轴套(10)通过第一紧固螺钉(11)紧固于万向铰链的金属轴(6)上，作为金属轴(6)的轴向定位装置；安装时驱动部分音圈电机摆动中心与装置X轴、Y轴在同一水平面内，以保证音圈电机的驱动转轴与万向铰链一致；十字形连接件(5)上Y轴的孔中穿过金属轴(6)，同时金属轴(6)安装于两个梯形连接件上，使十字形连接件(5)可以相对梯形连接件自由转动，且十字形连接件(5)中心到每一个梯形连接件(8)的距离一致，金属轴(6)两端还安装了环形轴套(10)，通过紧固螺钉(11)固定于金属轴(6)上，环形轴套(10)的一边应紧贴梯形连接件(8)，以限制装置工作时金属轴(6)的轴向运动，十字形连接件另一轴上安装两个T形连接件(7)，使两T形连接件(7)可沿十字形连接件(5)X轴自由转动，由于T形连接件(7)与反射镜(1)的配合已经限制了其沿X轴的平动，故不需要再对其进行限位；该光电吊舱稳像回扫一体化控制装置音圈电机采用非均布布置，使得采用同种电机时反射镜绕装置Y轴的转角增大，最大转角为10°。