CN104298249A - 光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构 - Google Patents

光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构 Download PDF

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牛学东
马晓鹏
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Abstract

本发明涉及机载光电技术领域，特别是涉及到一种光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构。该光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构包括光电舱体和运动载体，所述光电舱体具有光轴，光电舱体的一端固定装配在运动载体上，另一端逐渐向前或向后倾斜并与竖直平面之间形成了用于使光电舱体的过顶区域偏离至光轴工作角度范围之外的倾斜角。在光电舱体经过物体正上方时，可避免光轴出现与垂直向下的情况，从而避免光轴进入到光电舱体的过顶区域，该光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构在不需增加任何零部件的情况下解决了光电稳定平台的过顶问题。

Description

光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构
技术领域
本发明涉及机载光电技术领域，特别是涉及到一种光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构。 
背景技术
一些光电产品具有导航、迅速捕获、跟踪目标的功能，其往往会被悬挂在运动载体（如飞机、舰艇等）上，被用于高分辨率的对地观测、航空摄影及测绘、电力巡线等领域。这些光电产品均包括外部安装有光电传感器装置的光电舱体和设于光电稳定舱体内的光电稳定平台。 
上述产品的结构外形通常有球状和圆筒式两种，其中以球状的产品应用最广泛。球状产品的核心部件是光电稳定平台。光电稳定平台通过隔离运动载体的运动干扰来不断调整平台的姿势和位置变化，保持其姿态的稳定及行进间的目标跟踪与瞄准。 
光电稳定平台的框架形式可有多种选择，两轴两框架和两轴四框架是两种具有代表性的球状稳定平台结构形式。两轴四框架的结构形式由于其对外部干扰具有良好的运动隔离性及较高的稳定精度，被广泛的应用于高精度的稳定系统中，它能够实现微弧级的稳定控制。 
两轴四框架稳定平台结构由外框架系统和内框架系统构成，外框架系统（粗稳定系统）包括外方位框和外俯仰框；内框架系统（精稳定系统）包括内方位框和内俯仰框，如图1所示。内框架内安装有被稳定负载及陀螺仪。陀螺仪分别敏感内俯仰轴和内方位轴的干扰运动。当基座出现扰动时,干扰速率沿着粗稳方位→粗稳俯仰→精稳方位→精稳俯仰的路径传递到光轴,使光轴偏离原来的惯性空间。安装在内框架上的陀螺感受到该干扰速率后,驱动内环架平台轴电机,产生与干扰速率大小相等、方向相反的补偿速率,从而抵消干扰速率,使光轴保持稳定。 
当光电稳定平台的俯仰工作角度较大时，有可能出现传感器光轴垂直向下（通称为“过顶”）的状态，如图2所示，此时方位轴的稳定功能完全丧失。对于与方位轴、俯仰轴正交垂直的第三轴而言，稳定平台不具备角运动的自由度。因此，在这种状态下，系统只能实现俯仰单轴稳定，不再具有两自由度稳定功能。图3显示的是现有光电舱体与运动载体之间的安装示意图，从图中可以看出，光轴的工作角度范围θ涵盖了光电稳定平台的过顶区域。但在实际使用时，产品对地面目标进行观测和跟踪时又必须经常处于“过顶”的工作状态，所以有必要对此问题进行研究和解决。 
通常解决“过顶”问题的办法有：1、适当调整光传感器装置的工作角度，以避开光轴垂直向下的“过顶”状态。但这种方法不符合客户的需求，同时也会影响到产品性能的发挥；2、增加控制陀螺。但要更改稳定平台的内部结构，也不满足体积、重量等设计指标；3、编制控制算法，进行坐标转换。此种方案使算法更加复杂，且对旋变精度也有很高的要求。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构，以解决光电稳定平台的过顶问题。 
为了解决上述问题，本发明的光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构采用以下技术方案：光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构，包括光电舱体和运动载体，所述光电舱体具有光轴，光电舱体的一端固定装配在运动载体上，另一端逐渐向前或向后倾斜并与竖直平面之间形成了用于使光电舱体的过顶区域偏离至光轴工作角度范围之外的倾斜角。 
所述运动载体上设有倾斜面，所述光电舱体通过垂直安装在所述倾斜面上而形成了所述倾斜角。 
光电舱体安装于运动载体的底部并且相对于竖直平面向后倾斜。 
在该安装结构中，由于光电舱体的一端固定装配在运动载体上，另一端逐渐向前或向后倾斜并与竖直平面之间形成了用于使光电舱体的过顶区域偏离至光轴工作角度范围之外的倾斜角，因此，在光电舱体经过物体正上方时，可避免光轴出现与垂直向下的情况，从而避免光轴进入到光电舱体的过顶区域，该光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构在不需增加任何零部件的情况下解决了光电稳定平台的过顶问题。 
附图说明
图1是两轴四框架稳定平台在光轴（视轴）水平时的原理图； 
图2是两轴四框架稳定平台在光轴（视轴）竖直时的原理图；
图3是现有的光电舱体与运动载体之间的安装示意图；
图4是本发明的光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构的示意图。
具体实施方式
光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构的实施例，如图4所示，该光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构包括光电舱体11和运动载体12。 
在本实施例中，运动载体12的底部设有一个相对于水平面从前向后逐渐向上倾斜的倾斜面，该倾斜面用于安装光电舱体11。 
光电舱体11具有光轴，在本实施例中，光电舱体11垂直安装在运动载体12的倾斜面上，由此使得其向后倾斜并形成了与竖直平面之间的夹角，该夹角使得光电舱体12的过顶区域被规避在了光轴的工作角度范围之外。 
在光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构的其它实施例中，光电舱体还可以相对于竖直平面向前倾斜，还可通过改变光电舱体的用于与运动载体配合的部位的结构来形成所述倾斜角。 

Claims (3)

1.光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构，包括光电舱体和运动载体，所述光电舱体具有光轴，其特征在于，光电舱体的一端固定装配在运动载体上，另一端逐渐向前或向后倾斜并与竖直平面之间形成了用于使光电舱体的过顶区域偏离至光轴工作角度范围之外的倾斜角。
2.根据权利要求1所述的光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构，其特征在于，所述运动载体上设有倾斜面，所述光电舱体通过垂直安装在所述倾斜面上而形成了所述倾斜角。
3.根据权利要求1或2所述的光电舱体与运动载体之间的防过顶安装结构，其特征在于，光电舱体安装于运动载体的底部并且相对于竖直平面向后倾斜。
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