CN106443955B - 一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置 - Google Patents

一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置,包括圆周旋转组件和大间距别汉棱镜组件,大间距别汉棱镜组件沿光路设置于圆周旋转组件内,所述的圆周旋转组件包括转子、定子和力矩电机,转子套装于定子内,转子和定子之间沿长度方向套设有多个轴承,大间距别汉棱镜组件固定设置于转子内腔,力矩电机固设于定子的一端,转子的一端与力矩电机的输出端连接。保证光轴一致性,实现大间距别汉棱镜的周向调节,采用紧凑设计和可装调设计,保证了成像精度,提高了可靠性。

Description

一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置
技术领域
本发明涉及光学技术领域,具体涉及一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置。
背景技术
光学瞄准镜在工业、民用、军事上应用比较广泛。周视光学瞄准镜是可以在方位向360°观察的瞄准镜。周视光学瞄准镜在军事领域的应用比较广泛,一般作为各种口径火炮的间接射击瞄准器使用,它的基本任务是赋予火炮射击时的初始值。周视光学瞄准镜在方位向360°观察扫描时,会产生像旋转。因此,周视光学瞄准镜一般都设计有消像旋机构,来消除方位向360。扫描时产生的像旋转。应用在军事领域的周视光学瞄准镜更是如此,并且对消像旋机构有着更高、更精确的要求[1]、[2]。
可见光望远系统主要用于搜索雷达搜索转向红外热像仪和电视系统观察过程的传递,弥补搜索雷达精度和光电系统视场的匹配间的矛盾。可见光望远系统也可用于独立的搜索和观察。由于系统的结构尺寸的限制,因此,周视可见光通道光学结构长,光学系统转折多,如图1所示。
在图2~图3中,头部反光镜和物镜组绕中心轴线。旋转,进行水平扫描。中继镜组以后的部分是固定不动的。在第三反光镜位置,光路近似平行光路,但由于受光路转折的限制,消像旋棱镜无法放置,因此消像旋棱镜只能放置在汇聚光路中。由于常用的道威棱镜只能应用于平行光路中,所以,本系统选用了别汉棱镜作为消像旋棱镜,并放置在如图2~图3所示的位置。
如图2所示,别汉棱镜是由两对棱镜组成的,它们中间的空气间隙约为0.1mm。这两对棱镜是不同的,各自的结构参数不同,因此应正确的调整和仔细的装配。从图中的光路可以明显地显示出它的一些特点。首先因为空气与玻璃交界面是垂直于光轴的的,所以可应用于收敛光束中。别汉棱镜的缺点,由于在玻璃中光路较长,决定了要求用高质量的玻璃制造别汉棱镜。同时,二个反射面必须非常平,这个长的玻璃内部光程和两个金属膜的反射面必将减少棱镜总的透过率。
[1]张轩涛.周视光路中的消像旋机构设计[M].南京理工大学,2007。
[2]赵延等.一种像旋扫描变焦红外光学系统[J].光电工程,2013,40(8):84-94。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,针对现有技术存在的上述缺陷,提供了一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置,保证光轴一致性,实现大间距别汉棱镜的周向调节,采用紧凑设计和可装调设计,保证了成像精度,提高了可靠性。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置,包括圆周旋转组件和大间距别汉棱镜组件,大间距别汉棱镜组件沿光路设置于圆周旋转组件内;
其中,所述的圆周旋转组件包括转子、定子和力矩电机,转子套装于定子内,转子和定子之间沿长度方向套设有多个轴承,大间距别汉棱镜组件固定设置于转子内腔,力矩电机固设于定子的一端,转子的一端与力矩电机的输出端连接。
按照上述技术方案,定子和转子均为两端未封闭的回转体。
按照上述技术方案,大间距别汉棱镜组件设置于转子中心。
按照上述技术方案,所述的轴承的个数为2个,轴承套设于定子的两端。
按照上述技术方案,轴承为角接触轴承。
按照上述技术方案,力矩电机的内侧设有隔圈,力矩电机通过隔圈与转子轴向连接,力矩电机的外侧设有电机压圈,电机压圈压紧力矩电机内圈,隔圈和压圈均套设于转子外圈上。
按照上述技术方案,大间距别汉棱镜组件包括底板、压板、半五棱镜和施密特棱镜,压板平行设置于底板上方,半五棱镜的一个面与施密特棱镜的一个面平行设置,半五棱镜和施密特棱镜依次沿光路设置,分布于压板和底板之间。
按照上述技术方案,半五棱镜和施密特棱镜之间设有分隔板,分隔板的上端和下端分别与压板和底板连接,半五棱镜和施密特棱镜的外侧均设有固定侧板,固定侧板的上端和下端分别与压板和底板连接。
按照上述技术方案,分隔板和固定侧板均通过螺钉与压板和底部固定连接。
按照上述技术方案,大间距别汉棱镜组件与圆周旋转组件之间设有顶块。
本发明具有以下有益效果:
1、大间距别汉棱镜结构保证光轴一致性,大间距别汉棱镜组件设置于圆周旋转组件内,实现大间距别汉棱镜的周向调节,采用紧凑设计和可装调设计,保证了成像精度,提高了可靠性。
2、采用大间距别汉棱镜结构可以使一次像面处于半五角棱镜和施密特棱镜的两个平行面之间,保证光轴一致性的同时也通过分隔板方便地调整入射光轴与出射光轴同轴,并通过顶块工装辅助装调圆周旋转组的机械旋转轴、大间距别汉棱镜组件的光轴与系统光轴三轴合一,保证了成像质量和精度,采用紧凑设计和可装调设计,提高了装置的适用性和可靠性,从而确保旋转光束在紧凑平台上实现光束稳定的快速性和准确性。
附图说明
图1是本发明实施例中周视光学瞄准镜的光学原理图;
图2是本发明实施例中现有技术中别汉棱镜的剖视图;
图3是本发明实施例中现有技术中别汉棱镜的结构示意图;
图4是本发明实施例中大间距别汉棱镜光学消像旋装置的立面图;
图5是本发明实施例中大间距别汉棱镜光学消像旋装置的剖视图;
图6是本发明实施例中圆周旋转组件的立面图;
图7是本发明实施例中圆周旋转组件的剖视图;
图8是本发明实施例中大间距别汉棱镜组件的立面图;
图9是本发明实施例中大间距别汉棱镜组件的剖视图;
图中,1-圆周旋转组件,1.1-转子,1.2-电机压圈,1.3-力矩电机,1.4-第一螺钉,1.5-定子,1.6-第一止螺,1.7-平键,1.8-隔圈,1.9-角接触轴承,1.10-轴承压圈,1.11-顶起螺钉,2-大间距别汉棱镜组件,2.1-固定侧板,2.2-底板,2.3-半五棱镜,2.4-第二螺钉,2.5-压板,2.6-施密特棱镜,2.7-分隔板,3-第三螺钉,4-第二止螺,5-第三止螺,6-顶块,7-第四螺钉,8-头部立方棱镜,9-第一反光镜,10-物镜组,11-第二反光镜,12-0方位轴线,13-第一中继镜组,14-第三反光镜,15-第二中继镜组,16-别汉棱镜,17-分划板,18-目。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图4~图5所示,本发明提供的一个实施例中的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,包括圆周旋转组件1和大间距别汉棱镜组件2,大间距别汉棱镜组件2沿光路设置于圆周旋转组件1内;
其中,如图6~图7所示,所述的圆周旋转组件1包括转子1.1、定子1.5和力矩电机1.3,转子1.1套装于定子1.5内,转子1.1和定子1.5之间沿长度方向套设有多个轴承,大间距别汉棱镜组件2固定设置于转子1.1内腔,力矩电机1.3固设于定子1.5的一端,转子1.1的一端与力矩电机1.3的输出端连接;大间距别汉棱镜结构保证光轴一致性,大间距别汉棱镜组件2设置于圆周旋转组件1内,实现大间距别汉棱镜的周向调节,采用紧凑设计和可装调设计,保证了成像精度,提高了可靠性。
进一步地,定子1.5和转子1.1均为两端未封闭的回转体。
进一步地,大间距别汉棱镜组件2设置于转子1.1中心。
进一步地,所述的轴承的个数为2个,轴承套设于定子1.5的两端。
进一步地,轴承为角接触轴承1.9。
进一步地,力矩电机1.3的内侧设有隔圈1.8,力矩电机1.3通过隔圈1.8与转子1.1轴向连接,力矩电机1.3的外侧设有电机压圈1.2,电机压圈1.2压紧力矩电机1.3内圈,隔圈1.8和压圈均套设于转子1.1外圈上。
进一步地,如图8~图9所示,大间距别汉棱镜组件2包括底板2.2、压板2.5、半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6,压板2.5平行设置于底板2.2上方,半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6依次沿光路设置,分布于压板2.5和底板2.2之间。
进一步地,半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6之间设有分隔板2.7,分隔板2.7的上端和下端分别与压板2.5和底板2.2连接,半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6的外侧均设有固定侧板2.1,固定侧板2.1的上端和下端分别与压板2.5和底板2.2连接;分隔板2.7和固定侧板2.1从多个方向对半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6进行固定,通过调整分隔板2.7和固定侧板2.1的位置对半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6的角度和位置进行调整,有利于大间距别汉棱镜组件2的稳定性,且降低装调难度,提高了装调的精度。
进一步地,分隔板2.7和固定侧板2.1均通过螺钉与压板2.5和底部固定连接。
进一步地,大间距别汉棱镜组件2与圆周旋转组件1之间设有顶块6;用于调整大间距别汉棱镜组件2的位置和角度,顶块6作为辅助导向元件。
本发明的一个实施例中,本发明的工作原理:
将旋转中的光束经过大间距别汉棱镜组件2旋转后,形成正立的稳定的光学图像,采用紧凑设计和可装调设计,提高了装置的适用性和可靠性,从而确保旋转光束在紧凑平台上实现光束稳定的快速性和准确性。
所述的圆周旋转组件1包括转子1.1,电机压圈1.2,力矩电机1.3,第一螺钉1.4,定子1.5,第一止螺1.6,隔圈1.8,角接触轴承1.9及轴承压圈1.10。所述转子1.1中心安装有一个大间距别汉棱镜组件2;外部有一个安装角接触轴承1.9的定子1.5;力矩电机1.3通过第一螺钉1.4安装在定子1.5上,转子1.1通过平键1.7与力矩电机1.3径向连接,力矩电机1.3与转子1.1之间放置隔圈1.8,电机压圈1.2安装在转子1.1上压紧力矩电机1.3,电机压圈1.2通过第一止螺1.6固定在转子1.1上,轴承压圈1.10安装定子1.5上压紧角接触轴承1.9,如图7所示。
大间距别汉棱镜组件2包括安装在棱镜安装底板2.2上的半五棱镜2.3和施密特棱镜2.6,两块棱镜通过固定侧板2.1及分隔板2.7确定相对位置后利用压板2.5上的第二螺钉2.4固定锁紧,如图8~图9所示。
将大间距别汉棱镜组件2整体安装在圆周旋转组1内,确保整体的刚性,并辅助顶块6工装作为导向元件,通过大间距别汉棱镜组件2的三顶三拉螺钉组擒纵设计,交替调节锁紧第三螺钉3和顶起螺钉1.11,将大间距别汉棱镜组件2调整到正确姿态,保证光轴一致性的同时也使圆周旋转组的机械轴、大间距别汉棱镜组件2的机械轴与光轴三轴合一,保证了成像精度。在大间距别汉棱镜组件2中使用分隔板2.7调整半五角棱镜2.3和施密特棱镜2.6的两个平面的平行相错移动,提高整机装调的快捷性和准确性;同时采用压板2.5、固定侧板2.1和底板2.2固定半五角棱镜和施密特棱镜2.6,有利于大间距别汉棱镜组件2的稳定性,且降低装调难度,提高了装调的精度。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明申请专利范围所作的等效变化,仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,包括圆周旋转组件和大间距别汉棱镜组件,大间距别汉棱镜组件沿光路设置于圆周旋转组件内;
其中,所述的圆周旋转组件包括转子、定子和力矩电机,转子套装于定子内,转子和定子之间沿长度方向套设有多个轴承,大间距别汉棱镜组件固定设置于转子内腔,力矩电机固设于定子的一端,转子的一端与力矩电机的输出端连接;
大间距别汉棱镜组件包括底板、压板、半五棱镜和施密特棱镜,压板平行设置于底板上方,半五棱镜的一个面与施密特棱镜的一个面平行设置,半五棱镜和施密特棱镜依次沿光路设置,分布于压板和底板之间;
半五棱镜和施密特棱镜之间设有分隔板,分隔板的上端和下端分别与压板和底板连接,半五棱镜和施密特棱镜的外侧均设有固定侧板,固定侧板的上端和下端分别与压板和底板连接。
2.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,定子和转子均为两端未封闭的回转体。
3.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,大间距别汉棱镜组件设置于转子中心。
4.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,所述的轴承的个数为2个,轴承套设于定子的两端。
5.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,轴承为角接触轴承。
6.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,力矩电机的内侧设有隔圈,力矩电机通过隔圈与转子轴向连接,力矩电机的外侧设有电机压圈,电机压圈压紧力矩电机内圈,隔圈和压圈均套设于转子外圈上。
7.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,分隔板和固定侧板均通过螺钉与压板和底部固定连接。
8.根据权利要求1所述的大间距别汉棱镜光学消像旋装置,其特征在于,大间距别汉棱镜组件与圆周旋转组件之间设有顶块。
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