CN107356913B - 一种机械定位式激光目标模拟器及调试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易机械定位式激光目标模拟器及使用调试方法，在调试完成激光模拟器与被测镜头安装平面的光轴一致性后，以后每次更换镜头时，只通过机械结构的定位方式，保证激光目标模拟器与被测光学系统的光轴一致性，则可以解决每次调试前均需要通过旋转激光镜头来调试与目标模拟器光斑的光轴一致性这一步骤，可大大提高生产效率，并且该调试装置结构简单，成本低。

Description

一种机械定位式激光目标模拟器及调试方法
技术领域
本发明属于激光目标模拟器技术领域，具体涉及一种机械定位式激光目标模拟器及调试方法。
背景技术
半主动激光制导引头的性能直接影响到激光制导武器的追踪目标方位的精度。导引头的作用是搜索、捕获和追踪目标。激光目标模拟器漫反射回来的激光信号经过光学系统聚焦到四象限探测器，经过预处理电路和信号采集，从而得到目标的方位信息。结合两轴转台的运动控制实现导引头对目标捕获和追踪。
在目前调试光学系统与四象限探测器的光轴一致性时，使用的目标模拟器结构复杂，每次调试时均需要通过旋转激光镜头来调试与目标模拟器光斑的光轴一致性后，才能调试四象限探测器的安装精度，过程复杂，不利于该激光光学系统与四象限探测器光学一致性的批量调试。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种简易机械定位式激光目标模拟器及使用调试方法，可大大提高生产效率，并且该调试装置结构简单，成本低。
一种机械定位式激光目标模拟器，包括激光器(1)、一体式框架(2)、准直扩束镜(5)、衰减片靶标(7)、被测镜头(9)以及四象限探测器(10)；
所述一体式框架(2)包括同轴放置的台阶型圆柱A和圆柱B；圆柱A和圆柱B通过两条加强筋固连形成一体式结构；圆柱A的内壁形成直径不同的圆柱孔b和圆柱孔c；圆柱孔c位于圆柱A的外侧，其内径小于圆柱孔b；其中，所述激光器(1)安装在圆柱孔c中，准直扩束镜(5)和衰减片靶标(7)均安装在圆柱孔b中，其中衰减片靶标(7)位于准直扩束镜(5)的前端；被测镜头(9)通过镜头安装架(4)安装在圆柱B的外侧，四象限探测器(10)安装在被测镜头(9)的前端。
较佳的，所述镜头安装架(4)为具有外翻边沿的中空圆柱体，被测镜头(9)安装在该圆柱体内部；镜头安装架(4)伸入圆柱A内，外翻边沿与圆柱A的后侧端面接触并固连。
较佳的，外翻边沿与圆柱A的后侧端面通过至少3个固紧螺丝(3)连接；固紧螺丝(3)沿同一个圆周均布在外翻边沿的圆周面上；每个固紧螺丝(3)的附近设置一个调整螺丝(8)，调整螺丝(8)旋在外翻边沿中，前端抵住圆柱A的后端面。
较佳的，圆柱A和圆柱B的同轴度在0.01mm之内。
较佳的，圆柱B的端面d与圆孔a的轴线垂直度小于0.01mm。
一种机械定位式激光目标模拟器的调试方法，包括如下步骤：
步骤一，在不安装被测镜头(9)以及四象限探测器(10)的前提下，调整激光器(1)的前后位置，保证经过准直扩束镜(5)的激光为平行光；
步骤二，把半反半透镜(12)安装在一体式框架(2)上，并通过经纬仪进行测试，保证激光光束与半反半透镜(12)的光轴垂直；然后在一体式框架(2)上安装CCD摄像机(15)，用于接收半反半透镜(12)反射的光线；
步骤三，在镜头安装架(4)的安装基面处安装反射镜(16)；转动反射镜(16)，使反射镜(16)绕激光器(1)的光轴进行圆周转动，此时，观察CCD摄像机(15)输出的图像中光斑是否圆周转动；如果转动，通过微调固紧螺丝(3)和调整螺丝(8)，使得旋转反射镜(16)时，输出图像中的光斑不进行圆周转动，然后在固紧螺丝(3)和调整螺丝(8)处涂AB胶固紧；
步骤四，拆除CCD摄像机(15)、半反半透镜(12)以及反射镜(16)，安装好被测镜头(9)和四象限探测器(10)后，调试被测镜头(9)与四象限探测器(10)的光轴重合。
所述步骤一中，采用五棱镜平移法将准直扩束镜(5)的激光调整为平行光。
本发明具有如下有益效果：
本发明一种简易机械定位式激光目标模拟器及使用调试方法，在调试完成激光模拟器与被测镜头安装平面的光轴一致性后，以后每次更换镜头时，只通过机械结构的定位方式，保证激光目标模拟器与被测光学系统的光轴一致性，则可以解决每次调试前均需要通过旋转激光镜头来调试与目标模拟器光斑的光轴一致性这一步骤，可大大提高生产效率，并且该调试装置结构简单，成本低。
附图说明
图1(a)为本发明的一体式框架的剖面图，图1(b)为本发明的一体式框架的立体图；
图2为本发明的机械定位式激光目标模拟器结构图；
图3为本发明的机械定位式激光目标模拟器使用调试方法示意图；
图4为本发明的镜头安装架上的螺钉安装示意图；
图5为本发明的半反半透镜架和CCD安装架在一体式框架上的安装示意图。
其中，1-激光器，2-一体式框架，3-固紧螺钉，4-镜头安装架，5-准直扩束镜，6-压圈，7-衰减片靶标，8-调整螺钉，9-被测镜头，10-四象限探测器，11-半反半透镜架，12-半反半透镜，13-CCD探测组件固定架，14-CCD安装架，15-CCD摄像机，16-反射镜，17-反射镜安装座。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
一种简易机械定位式激光目标模拟器主要包括：1064nm的激光器1，一体式框架2，固紧螺钉3，镜头安装架4，准直扩束镜5，准直扩束镜压圈6，衰减片靶标7，调整螺钉8，被测镜头9，四象限探测器10。
所述一体式框架2为台阶型圆柱A，圆柱B，通过加强筋Ⅰ，加强筋Ⅱ进行连接的一体式结构件。其中台阶型圆柱A中的台阶圆柱孔b，c，与圆柱B中的圆孔a采用一次装夹进行加工，可保证3个圆柱孔的同轴度在0.01mm之内，并保证圆柱B端面d与圆孔a的轴线垂直度小于0.01mm，其中圆孔a安装镜头安装架4，圆柱孔b安装准直扩束镜5，圆柱孔c安装1064nm激光器1；在加强筋Ⅰ，Ⅱ加工螺纹孔，用来安装半反半透镜架。
1064nm激光器1通过前后调整，使激光束出射位置在准直扩束镜5的焦点上，然后固定；准直扩束镜5通过准直扩束镜压圈6固定在一体式框架2上，通过调整固紧螺钉3，调整螺钉8，保证镜头安装架4的镜头安装基准面与激光模拟器发射的激光束光轴一致性满足使用要求。调试完成后直接通过镜头安装基面和镜头安装架4上的基准面即可保证被测镜头光轴与激光模拟器发射的激光束光轴一致性，即可通过调整四象限探测器10的安装位置，进一步调试被测镜头9与四象限探测器10的光轴一致性。
一种简易机械定位式激光目标模拟器调试方法
步骤一，在不安装被测镜头9以及四象限探测器10的前提下，首先通过调整1064nm激光器1的前后位置，保证经过准直扩束镜5的激光为平行光，检测方法采用常规的五棱镜平移法；
步骤二，把CCD探测组件安装在序号2上，通过经纬仪进行测试，保证激光光束经过半反半透镜12的光轴的垂直性，然后安装CCD摄像机15。其中CCD探测组件包括：半反半透镜镜架11，半反半透镜12，CCD探测组件固定架13，CCD安装架14，CCD摄像机15组成。
步骤三，在镜头安装架4的安装基面处安装反射镜组件，其中反射镜组件由反射镜16，反射镜安装座17组成。所述反射镜16反射面的平面度应≤0.008mm，所述反射镜安装座17与镜头安装架4采用小间隙配合，间隙应小于0.008mm。通过反射镜安装座17上的手柄转动反射镜座17，使反射镜16靠镜头安装架4的基面进行圆周转动，此时，观察CCD摄像机15输出的图像中光斑是否圆周转动；如果转动，通过微调固紧螺钉3和调整螺钉8，保证在旋转反射镜16时，输出图像中的光斑不进行圆周转动，然后在固紧螺钉3和调整螺钉8处涂AB胶固紧；其中，调整的方法为，松弛固紧螺钉3，分别旋动调整螺钉8，由此调整镜头安装架4的安装平面与圆柱A的端面d之间的角度，使得固定在镜头安装架4的反射镜16将激光反射回CCD摄像机15时，其上的光斑不进行圆周转动。
步骤四，拆除CCD探测组件(即半反半透镜镜架11，半反半透镜12，CCD探测组件固定架13，CCD安装架14，CCD摄像机15)，反射镜组件(即反射镜16，反射镜安装座17)，安装好被测镜头9和四象限探测器10后，调试被测镜头9与四象限探测器10的光轴一致性。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械定位式激光目标模拟器，其特征在于，包括激光器(1)、一体式框架(2)、准直扩束镜(5)、衰减片靶标(7)、被测镜头(9)以及四象限探测器(10)；
所述一体式框架(2)包括同轴放置的台阶型圆柱A和圆柱B；圆柱A和圆柱B通过两条加强筋固连形成一体式结构；圆柱B的内壁形成直径不同的圆柱孔b和圆柱孔c；圆柱孔c位于圆柱B的外侧，其内径小于圆柱孔b；其中，所述激光器(1)安装在圆柱孔c中，准直扩束镜(5)和衰减片靶标(7)均安装在圆柱孔b中，其中衰减片靶标(7)位于准直扩束镜(5)的前端；被测镜头(9)通过镜头安装架(4)安装在圆柱A的外侧，四象限探测器(10)安装在被测镜头(9)的前端。
2.如权利要求1所述的一种机械定位式激光目标模拟器，其特征在于，所述镜头安装架(4)为具有外翻边沿的中空圆柱体，被测镜头(9)安装在该圆柱体内部；镜头安装架(4)伸入圆柱A内，外翻边沿与圆柱A的后侧端面接触并固连。
3.如权利要求2所述的一种机械定位式激光目标模拟器，其特征在于，外翻边沿与圆柱A的后侧端面通过至少3个固紧螺丝(3)连接；固紧螺丝(3)沿同一个圆周均布在外翻边沿的圆周面上；每个固紧螺丝(3)的附近设置一个调整螺丝(8)，调整螺丝(8)旋在外翻边沿中，前端抵住圆柱A的后端面。
4.如权利要求2所述的一种机械定位式激光目标模拟器，其特征在于，圆柱A和圆柱B的同轴度在0.01mm之内。
5.一种如权利要求3所述的机械定位式激光目标模拟器的调试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，在不安装被测镜头(9)以及四象限探测器(10)的前提下，调整激光器(1)的前后位置，保证经过准直扩束镜(5)的激光为平行光；
步骤二，把半反半透镜(12)安装在一体式框架(2)上，并通过经纬仪进行测试，保证激光光束与半反半透镜(12)的光轴垂直；然后在一体式框架(2)上安装CCD摄像机(15)，用于接收半反半透镜(12)反射的光线；
步骤三，在镜头安装架(4)的安装基面处安装反射镜(16)；转动反射镜(16)，使反射镜(16)绕激光器(1)的光轴进行圆周转动，此时，观察CCD摄像机(15)输出的图像中光斑是否圆周转动；如果转动，通过微调固紧螺丝(3)和调整螺丝(8)，使得旋转反射镜(16)时，输出图像中的光斑不进行圆周转动，然后在固紧螺丝(3)和调整螺丝(8)处涂AB胶固紧；
步骤四，拆除CCD摄像机(15)、半反半透镜(12)以及反射镜(16)，安装好被测镜头(9)和四象限探测器(10)后，调试被测镜头(9)与四象限探测器(10)的光轴重合。
6.如权利要求5所述的一种机械定位式激光目标模拟器的调试方法，其特征在于，所述步骤一中，采用五棱镜平移法将准直扩束镜(5)的激光调整为平行光。
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