CN109951626A - 具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，包括定位座和连接管，所述连接管穿过定位座，并与定位座以球铰方式连接，连接管的两端分别安装有X光CCD和滤片，连接管在靠近X光CCD的一端设有精密调节机构，调节该精密调节机构能够带动所述连接管相对于定位座偏转，所述连接管在X光CCD与定位座之间设有容纳腔体，容纳腔体内通过升降机构安装有可见光CCD。本发明的有益效果是：能够进行在线自动瞄准，且瞄准精度高。

Description

具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机

技术领域

本发明属于激光聚变实验技术领域，具体涉及一种具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机。

背景技术

在惯性约束聚变(ICF)的实验中，离不开激光焦斑的诊断，而X光针孔成像又是不可或缺的激光焦斑诊断技术，因此，X光针孔成像在惯性约束聚变实验中已经得到了广泛的应用，他可以提供激光加热靶的二维图像。

随着我国惯性约束聚变(ICF)研究向精密物理化方向发展，成像系统的记录元件由传统的胶片改为现目前的CCD相机作为记录元件，大大缩减了采集、分析图象的时间。

原型针孔相机配备X光CCD成像技术，虽然具有使用方便、分辨率高等特点，但是对瞄准精度也提出了更高的要求。为此，急需设计一款能够提高瞄准精度的针孔相机。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，能够进行在线自动瞄准，且瞄准精度高。

为实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其关键在于：包括定位座和连接管，所述连接管穿过定位座，并与定位座以球铰方式连接，连接管的两端分别安装有X光CCD和滤片，连接管在靠近X光CCD的一端设有精密调节机构，调节该精密调节机构能够带动所述连接管相对于定位座偏转，所述连接管在X光CCD与定位座之间设有容纳腔体，容纳腔体内通过升降机构安装有可见光CCD。

采用上述结构，在进行瞄准调节时，先通过升降机构调整可见光CCD的高度，使可见光CCD的光路能够从连接管射出，然后再调节精密调节机构，使连接管在定位座上相对转动，可见光CCD光射出的路径得以调整，在可见光CCD射出的光路调整到位后，再通过升降机构将可见光CCD向上收回，即完成原型针孔相机的准度调节。调节完成后，该针孔相机即可开启X光CCD进行相应的惯性约束聚变实验。

作为优选：所述定位座为套管状结构，并套装在连接管上，该定位座远离与连接管球铰连接的一端上沿固定安装有第一滑座。采用上述结构，结构布局合理，第一滑座的设置能够方便精密调节机构的安装。

作为优选：所述精密调节机构包括第一滑块，第一滑块的一侧滑动安装在第一滑座上，另一侧滑动安装有第二滑座，且第二滑座能够相对于第一滑块沿竖直方向滑动，第一滑块能够相对于第一滑座沿垂直于连接管轴向的水平方向滑动，所述第一滑座上安装有与第一滑块螺纹配合的第一丝杆，以及驱动第一丝杆转动的第一电机，所述第二滑座上安装有与其螺纹配合的第二丝杆，以及用于驱动第二丝杆转动的第二电机，所述第二滑座的下端固定安装在连接管上。采用上述结构，第一电机工作能够带动第一滑块在垂直于连接管轴向的水平方向滑动，第二电机工作能够带动第二滑座在竖直方向滑动，所以两个电机工作，能够带动连接管在垂直于连接管竖直平面内移动，使连接管以定位座为支点进行运动，从而完成对连接管光路的调节。

作为优选：所述升降机构包括沿竖直方向滑动安装在容纳腔体内的固定套件，以及固定安装在容纳腔体内的第三电机，第三电机的输出轴上设有第三丝杆，该第三丝杆与所述固定套件螺纹配合，所述可见光CCD固定安装在固定套件上。采用上述结构，第三电机工作即可带动可见光CCD在容纳腔体内上下移动。

作为优选：所述连接管的远端设有旋转盘机构，旋转盘机构包括固定安装在连接管端部的定位盘，定位盘上设有与连接管同轴并连通的过孔，所述定位盘的一侧转动安装有转盘，另一侧安装有第四电机，所述转盘上圆周阵列分布有安装孔，第四电机经减速机构驱动转盘转动，并使每一个所述安装孔均能与过孔同轴正对，所述滤片设置在安装孔内。采用上述结构，能够实现自动更换滤片，以满足不同的实验需求，且需要更换滤片时，第四电机工作带动转盘转动，即可使新的滤片与连接管同轴正对，从而完成滤片的自动更换。

作为优选：所述定位座内设有球座，连接管在对应球座位置套装有圆球，该圆球与球座相适应。采用上述结构，调节精密调节机构即可带动连接管相对于定位座偏转。

作为优选：所述第二滑座的下端设有抱环，抱环扣接在所述连接管上，且抱环与连接管之间设有衬垫，衬垫采用聚四氟乙烯制成。采用上述结构，便于安装，聚四氟乙烯制成的衬垫能够使抱环与连接管之间实现柔性连接，确保无连接间隙。

作为优选：所述容纳腔体的上部为矩形腔体，下部为圆形腔体，所述固定套件通过直线滑轨滑动安装在矩形腔体的侧壁上。采用上述结构，便于安装。

作为优选：所述定位座在对应容纳腔体位置设有让位缺口。

作为优选：所述连接管在靠近X光CCD的一端设有电动闸板阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用本发明提供的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，在进行瞄准调节时，先通过升降机构调整可见光CCD的高度，使可见光CCD的光路能够从连接管射出，然后再调节精密调节机构，使连接管在定位座上相对转动，可见光CCD光射出的路径得以调整，在可见光CCD射出的光路调整到位后，再通过升降机构将可见光CCD向上收回，即完成原型针孔相机的准度调节，并且整个调节过程能够通过机械电控操作实现，确保在线自动瞄准，瞄准精度高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部剖视图；

图3为精密调节机构的结构示意图；

图4为定位座的结构示意图；

图5为容纳腔体及其内部升降机构的结构示意图；

图6为升降机构的结构示意图；

图7为旋转盘机构的结构示意图；

图8为旋转盘机构的爆炸图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和2所示，一种具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其结构包括定位座4和连接管1，所述连接管1穿过定位座4，并与定位座以球铰方式连接，连接管1的两端分别安装有X光CCD2和滤片3，连接管1在靠近X光CCD2的一端设有精密调节机构6，调节精密调节机构6能够带动连接管1相对于定位座4偏转，连接管1在X光CCD2与定位座4之间设有容纳腔体1a，容纳腔体1a内通过升降机构7安装有可见光CCD8。在进行瞄准调节时，先通过升降机构7调整可见光CCD8的高度，使可见光CCD8的光路能够从连接管1射出，然后再调节精密调节机构6，使连接管1在定位座4上相对转动，可见光CCD8光射出的路径得以调整，在可见光CCD8射出的光路调整到位后，再通过升降机构7将可见光CCD8向上收回，即完成原型针孔相机的准度调节，并且整个调节过程能够通过机械电控操作实现，确保在线自动瞄准，瞄准精度高。调节完成后，开启X光CCD2即可进行针孔相机相应的惯性约束聚变实验。

为确保连接管1能够相对于定位座4转动，定位座4内设有球座4c，连接管1在对应球座4c位置套装有圆球5，该圆球5与球座4c相适应。

如图2、5、6所示，上述升降机构7控制可见光CCD8升降的结构包括：沿竖直方向滑动安装在容纳腔体1a内的固定套件7a，以及固定安装在容纳腔体1a内的第三电机7b，第三电机7b的输出轴上设有第三丝杆7c，该第三丝杆7c与所述固定套件7a螺纹配合，所述可见光CCD8固定安装在固定套件7a上，第三电机7b工作即可带动可见光CCD8在容纳腔体1a内上下移动。

如图6所示，为满足装配的需要，容纳腔体1a的上部为矩形腔体，下部为圆形腔体，固定套件7a通过直线滑轨7d滑动安装在矩形腔体的侧壁c上，固定套件7a上设有卡孔7a1，可见光CCD8安装在该卡孔7a1内。

再如图4所示，定位座4为套管状结构，并套装在连接管1上，为便于装配容纳腔体1a，定位座4在对应容纳腔体1a位置设有让位缺口4b。为便于装配精密调节机构6，定位座4远离与连接管1球铰连接的一端上沿固定安装有第一滑座4a，装配精密调节机构6的具体结构如下所述：

如图3、4所示，该精密调节机构6包括第一滑块6a，第一滑块6a的一侧滑动安装在第一滑座4a上，另一侧滑动安装有第二滑座6d，且第二滑座6d相对于第一滑块6a沿竖直方向滑动，第一滑块6a相对于第一滑座4a沿垂直于连接管1轴向的水平方向滑动，所述第一滑座4a上安装有与第一滑块6a螺纹配合的第一丝杆6b，以及驱动第一丝杆6b转动的第一电机6c，所述第二滑座6d上安装有与其螺纹配合的第二丝杆6e，以及用于驱动第二丝杆6e转动的第二电机6f，所述第二滑座6d的下端固定安装在连接管1上。

第一电机6c工作能够带动第一滑块6a在垂直于连接管1轴向的水平方向滑动，第二电机6f工作能够带动第二滑座6d在竖直方向滑动，所以两个电机工作，能够带动连接管1在垂直于连接管1竖直平面内移动，使连接管1以定位座4为支点进行运动，从而完成对连接管1光路的调节。

如图1、7和8，在进行惯性约束聚变实验中，针对不同的激光能量、靶材料等，需要在实验过程中选用不同的滤片，以更好的获得激光在腔靶内的注入位置，为物理实验数据提供可靠的图像数据，因此本实施例在连接管1的远端设有旋转盘机构9，用于自动更换滤片3。

上述旋转盘机构9具体包括固定安装在连接管1端部的定位盘9a，定位盘9a上设有与连接管1同轴并连通的过孔9a1，所述定位盘9a的一侧转动安装有转盘9b，另一侧安装有第四电机9c，所述转盘9b上圆周阵列分布有安装孔9b1，第四电机9c经减速机构9d驱动转盘9b转动，并使每一个所述安装孔9b1均能与过孔9a1同轴正对，所述滤片3设置在安装孔9b1内。在需要更换滤片3时，第四电机9c工作带动转盘9b转动，使新的滤片3与连接管1同轴正对，即可完成滤片3的自动更换。

本实施例中减速机构9d采用齿轮减速机构，齿轮减速机构为现有技术，此处不再赘述。

再如图3所示，为方便装配，第二滑座6d的下端设有抱环6g，抱环6g扣接在连接管1上，且抱环6g与连接管1之间设有衬垫6h，衬垫6h采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯制成的衬垫6h能够使抱环6g与连接管1之间实现柔性连接，确保无连接间隙。

如图1所示，连接管1在靠近X光CCD2的一端设有电动闸板阀10，电动闸板阀10的设置能够保证X光CCD2在高洁净度、高真空条件下工作，确保X光CCD2的使用安全。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：包括定位座(4)和连接管(1)，所述连接管(1)穿过定位座(4)，并与定位座以球铰方式连接，连接管(1)的两端分别安装有X光CCD(2)和滤片(3)，连接管(1)在靠近X光CCD(2)的一端设有精密调节机构(6)，调节该精密调节机构(6)能够带动所述连接管(1)相对于定位座(4)偏转，所述连接管(1)在X光CCD(2)与定位座(4)之间设有容纳腔体(1a)，容纳腔体(1a)内通过升降机构(7)安装有可见光CCD(8)。

2.根据权利要求1所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述定位座(4)为套管状结构，并套装在连接管(1)上，该定位座(4)远离与连接管(1)球铰连接的一端上沿固定安装有第一滑座(4a)。

3.根据权利要求2所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述精密调节机构(6)包括第一滑块(6a)，第一滑块(6a)的一侧滑动安装在第一滑座(4a)上，另一侧滑动安装有第二滑座(6d)，且第二滑座(6d)能够相对于第一滑块(6a)沿竖直方向滑动，第一滑块(6a)能够相对于第一滑座(4a)沿垂直于连接管(1)轴向的水平方向滑动，所述第一滑座(4a)上安装有与第一滑块(6a)螺纹配合的第一丝杆(6b)，以及驱动第一丝杆(6b)转动的第一电机(6c)，所述第二滑座(6d)上安装有与其螺纹配合的第二丝杆(6e)，以及用于驱动第二丝杆(6e)转动的第二电机(6f)，所述第二滑座(6d)的下端固定安装在连接管(1)上。

4.根据权利要求3所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述升降机构(7)包括沿竖直方向滑动安装在容纳腔体(1a)内的固定套件(7a)，以及固定安装在容纳腔体(1a)内的第三电机(7b)，第三电机(7b)的输出轴上设有第三丝杆(7c)，该第三丝杆(7c)与所述固定套件(7a)螺纹配合，所述可见光CCD(8)固定安装在固定套件(7a)上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述连接管(1)的远端设有旋转盘机构(9)，旋转盘机构(9)包括固定安装在连接管(1)端部的定位盘(9a)，定位盘(9a)上设有与连接管(1)同轴并连通的过孔(9a1)，所述定位盘(9a)的一侧转动安装有转盘(9b)，另一侧安装有第四电机(9c)，所述转盘(9b)上圆周阵列分布有安装孔(9b1)，第四电机(9c)经减速机构(9d)驱动转盘(9b)转动，并使每一个所述安装孔(9b1)均能与过孔(9a1)同轴正对，所述滤片(3)设置在安装孔(9b1)内。

6.根据权利要求5所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述定位座(4)内设有球座(4c)，连接管(1)在对应球座(4c)位置套装有圆球(5)，该圆球(5)与球座(4c)相适应。

7.根据权利要求3或4所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述第二滑座(6d)的下端设有抱环(6g)，抱环(6g)扣接在所述连接管(1)上，且抱环(6g)与连接管(1)之间设有衬垫(6h)，衬垫(6h)采用聚四氟乙烯制成。

8.根据权利要求4所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述容纳腔体(1a)的上部为矩形腔体，下部为圆形腔体，所述固定套件(7a)通过直线滑轨(7d)滑动安装在矩形腔体的侧壁上。

9.根据权利要求8所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述定位座(4)在对应容纳腔体(1a)位置设有让位缺口(4b)。

10.根据权利要求1所述的具有自动瞄准调节功能的原型针孔相机，其特征在于：所述连接管(1)在靠近X光CCD(2)的一端设有电动闸板阀(10)。