CN110595280A - 一种高效校靶镜轴线一致性检定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效校靶镜轴线一致性检定装置及方法。该装置包括一个可二维调整的调整台，以及内圆与校靶镜外圆公差配合的圆筒。以及放置于待检定校靶镜前方的平行光管。校靶镜内置CCD连接一个十字分划板产生器。其叠加图像通过液晶显示器显示出来。本发明解决了现有校靶镜的轴线检定过程中，装调困难，装调效率低等问题。本发明直接通过鼠标调整电子十字分划板的位置即可检定校靶镜机械轴与光学轴(视轴)的一致性，装调简单，高效。
Description
技术领域
本发明涉及校靶镜轴线检定的技术领域，尤其涉及一种高效校靶镜轴线一致性检定装置及方法。
背景技术
校靶镜是一种用来校正炮筒轴线误差的光学仪器，其外圆的机械轴线即代表炮膛轴线，由于机械轴线的不可视，通常由光学轴线(视轴)将其标识出来，那么检定校靶镜机械轴和光学轴的一致性就显得尤为重要。当前对校靶镜的轴线检定主要采用机械调整的方法，在校靶镜前方放置一平行光管，转动校靶镜，观察光学十字分划板通过平行光管传输到平行光管焦面处的十字分划板的像与焦面处十字分划板的不重合度来调整光学十字分划板和平行光管，使得最终转动校靶镜时，校靶镜光学十字分划板像与十字分划板重合且稳定不动，认为校靶镜机械轴与光轴校准一致。其他方法也有在校靶镜望远镜后端像面接入探测器后直接叠加电子十字分划板，此处电子十字分划板中心与探测器靶面中心一致，转动校靶镜，电子分划板会随着转动，调整探测器的上下左右方位以及平行光管方位，找到旋转中心，将探测器中心移至旋转中心，光轴与机械轴一致性检定完毕。这些方法存在以下问题：1)检定装置繁琐，需要人眼不断观察。2)机械调整位置过多，需要调整光学分划板或者探测器，由于校靶镜内部空间有限，常常需要修垫内部件，调整困难，装调效率低。例如，专利CN 206247944U，CN 207263028 U为先前所写的两个校靶装置的专利，其中专利CN206247944 U校靶系统在检定系统的轴线的一致性时，需要调整系统的内部分划板，调整相当困难，且耗时长，而专利CN 207263028 U，在检定过程中需要调整探测器位置，通过一顶一拉将探测器位置不断确认好，再固定。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效校靶镜轴线一致性检定方法，校靶镜是一种用来校正炮筒轴线误差的光学仪器，其外圆的机械轴线即代表炮膛轴线，由于机械轴线的不可视，通常由光学轴线将其标识出来，那么检定校靶镜机械轴和光学轴的一致性就显得尤为重要。本发明提出一种校靶镜轴线一致性检定方法，在待检定校靶镜前方放置一个平行光管，转动待检定校靶镜，并调整二维方位调整平台，使得平行光管星点像在CCD靶面不再打转，此时认为定义机械轴线的光学轴线被找到，认为光学轴与机械轴一致，并用鼠标将电子十字分划板的中心移至该星点像位置，并锁死。机械轴与光学轴的检定完成。检定系统中，平行光管的焦距选定为1.2m，平行光管焦面处小孔光阑半径为0.05～0.1mm，校靶镜望远物镜的焦距为60mm，CCD到液晶显示器的电放大倍率为25倍。由于CCD靶面的星点像大小比衍射极限爱里斑小，所以星点像弥散斑大小以爱里斑大小计算，r＝1.22λF/D，其中取λ＝0.63μm，校靶镜物镜口径D＝14mm，焦距F＝60mm，通过计算可以知道系统星点像大小为3.3μm，在液晶显示屏上半径大小为0.082mm，系统轴线在1个密位情况下的打转半径为1.5mm，在显示屏上星点像不打转时，系统检定的轴线精度是远远小于1个密位。并且其调整过程相当简单，无需调整校靶镜内部结构件，只需用鼠标调整电子十字分划板位置即可。
为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，包括二维方位调整台4，以及安装在调整台上的圆筒3，待检校靶镜2安装于圆筒内部，平行光管1发出的平行光充满待检校靶镜物镜孔径11，校靶镜内部CCD 12将平行光管星点像传输到电子分划板产生器5中，通过电脑端控制系统6对其进行处理，并在LED显示器7上显示；
所述调整台为二维方位调整台4，包括俯仰偏摆的调整；
所述电子分划板产生器中主要在CCD成像信号的基础上叠加生成电子分划板，并且该分划板可通过电脑端控制系统直接移动；
所述平行光管焦面处小孔光阑9半径为0.05～0.1mm，使其以准平行光出射。
所述平行光管光源8为可调光源，其强度大小是CCD不会饱和。
进一步地，校靶镜外筒外圆13与调整台上圆筒3的内壁为公差配合。
进一步地，系统调整时，除了二维方位调整台的调整外，无需对待检校靶镜内部做任何装调，只需用鼠标移动电子十字分划板，系统即可装校完成，高效简单，大大提高检定效率。
进一步地，电子分划板在校靶镜装调结束后应锁死，系统轴线一致性检定完成。
一种高效校靶镜轴线一致性检定方法，包括一个可二维调整的调整台，以及内圆与校靶镜外圆公差配合的圆筒，在校靶镜塞入圆筒后可光滑转动，放置一等高平行光管于待检定校靶镜前方，使得平行光管发出的平行光充满待检校靶镜物镜的口径，校靶镜内置CCD会将平行光管星点像传输入十字分划板产生器；十字分划板产生器可生成一个可移动的电子分划板于液晶显示屏上，电子分划板的控制通过电脑端软件控制系统进行，通过转动待检校靶镜寻找校靶镜插杆外圆的轴线，调整二维调整的调整台，当显示器中平行光管的星点像不再转动时，此时轴线找到，通过电脑端将十字分划板中心移至与星点重合，光轴与机械轴一致性被定义，将十字分划板位置保存，移去电脑端，将十字分划板锁死。
本发明原理在于：一种高效校靶镜轴线一致性检定方法，在校靶镜塞入圆筒后可光滑转动，放置一等高平行光管于待检定校靶镜前方，使得平行光管发出的平行光充满待检校靶镜物镜的口径。校靶镜内置CCD会将平行光管星点像传输入显示部件。CCD将其星点像传输到电子十字分划板产生器。十字分划板产生器可生成一个可移动的电子分划板于液晶显示屏上。电子分划板的控制通过电脑端软件控制系统进行。通过转动待检校靶镜寻找校靶镜插杆外圆的轴线，调整二维调整的调整台，当显示器中平行光管的星点像不再转动时，此时轴线找到，通过电脑端将十字分划板中心移至与星点重合，光轴与机械轴一致性被定义。将十字分划板位置保存，移去电脑端，十字分划板锁死，接入LED显示器即可正常校靶。
一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，包括二维调整的调整台，以及内圆与校靶镜插杆外圆公差配合的圆筒，待检校靶镜(内置探测器)，电子十字分划板产生器，以及显示检定过程的LED显示器和控制十字分划板产生器的电脑端软件控制系统。
所述两维调整的调整台具有俯仰以及偏摆调整功能。
所述放置于调整台上方的圆筒内壁与校靶镜插杆外圆公差配合。
所述可移动的电子分划板以字符叠加的方式叠加在探测器输出的图像数据中，分划板中心位置定义的为校星装置的光轴和机械轴，该位置在定义好后锁死。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)装调效率高，该发明无需调整校靶镜内部结构，只需调整电子十字分划板位置即可。
(2)本发明装调结构简单，光学上只需配备平行光管即可。
(3)系统装调精度高，远小于1个密位。
附图说明
图1是本发明一种高效校靶镜轴线一致性检定装置的示意图；
图2是图1中的平行光管的一种基本结构示意图；
图3是图1中的待检校靶镜一种基本结构示意图。
图中：1为平行光管，2为待检校靶镜，3为圆筒，4为二维方位调整台，5为电子十字分划板产生器，6为电脑端控制系统，7为LED显示器，8为平行光管光源，9为小孔光阑，10为准直镜头，11为待检校靶镜物镜孔径，12为校靶镜内部CCD，13为校靶镜外筒外圆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选方式作进一步详细的描述。
参见图1、图2和图3，本发明一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，包括二维方位调整台4，以及安装在调整台上的圆筒3，待检校靶镜2安装于圆筒内部，平行光管1发出的平行光充满待检校靶镜物镜孔径11。校靶镜内部CCD 12将平行光管星点像传输到电子十字分划板产生器5中，通过电脑端控制系统6对其进行处理，并在LED显示器7上显示：
所述调整台为二维方位调整台4，包括俯仰偏摆的调整。
所述电子十字分划板产生器5中主要在CCD成像信号的基础上叠加生成电子分划板，并且该分划板可通过电脑端控制系统直接移动。
所述平行光管焦面处小孔光阑9半径为0.05～0.1mm，使其以准平行光出射。
所述平行光管光源8为可调光源，其强度大小是CCD不会饱和。
校靶镜外筒外圆13与调整台上的圆筒3的内壁为公差配合。
调整时，除了二维调整台的调整外，无需对待检校靶镜内部做任何装调，只需用鼠标移动电子十字分划板，系统即可装校完成，高效简单，大大提高检定效率。
电子分划板在校靶镜装调结束后应锁死。
一种高效校靶镜轴线一致性检定方法的步骤构成如下：
它包括一个可二维调整的二维方位调整台4，以及内圆与校靶镜外圆公差配合的圆筒3。在待检校靶镜2塞入圆筒3后可光滑转动，放置一等高平行光管1于待检定校靶镜2前方，使得平行光管1发出的平行光充满待检校靶镜2物镜的口径。校靶镜内置CCD会将平行光管星点像传输入电子十字分划板产生器5。电子十字分划板产生器5可生成一个可移动的电子分划板于液晶显示屏上。电子分划板的控制通过电脑端软件控制系统进行。通过转动待检校靶镜寻找校靶镜插杆外圆的轴线，调整二维调整的调整台，当显示器中平行光管的星点像不再转动时，此时轴线找到，通过电脑端将十字分划板中心移至与星点重合，光轴与机械轴一致性被定义。将十字分划板位置保存，移去电脑端，将十字分划板锁死。
二维方位调整台4主要为校靶镜提供俯仰偏摆的方位调整，使得机械轴能与光轴重合。
圆筒的内壁与校靶镜插杆外圆公差配合，二者紧密配合，但校靶镜外圆能在内筒内圆光滑转动。
平行光管1为系统提供无穷远星点目标。焦面处星点大小为0.05mm，星点处的照明光源的功率可以调节，使得CCD星点像不会饱和。
电子十字分划板产生器5主要生成电子十字分划板，并且该分划板的形状，分划板上下左右移动的步长以及十字分划板的与屏幕亮度的对比度等参数可通过电脑端控制调整。
LED显示器直接显示光轴与机械轴不一致性程度，并根据该程度调整二维调整台，当转动校靶镜时，调整二维调整台直至星点像不动，调整完毕，可以用鼠标直接将十字分划板移动至星点位置并锁死。十字分划板的中心即定义的校靶镜的光轴与机械轴。
本发明中涉及到的本领域公知技术未详细阐述。
Claims (5)
1.一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，其特征是：包括二维方位调整台(4)，以及安装在调整台上的圆筒(3)，待检校靶镜(2)安装于圆筒(3)内部，平行光管(1)发出的平行光充满待检校靶镜物镜孔径(11)，校靶镜内部CCD(12)将平行光管星点像传输到电子十字分划板产生器(5)中，通过电脑端控制系统(6)对其进行处理，并在LED显示器(7)上显示；
所述调整台为二维方位调整台(4)，包括俯仰偏摆的调整；
所述电子十字分划板产生器(5)中主要在CCD成像信号的基础上叠加生成电子分划板，并且该分划板可通过电脑端控制系统直接移动并锁死；
所述望远镜焦面处小孔光阑(9)半径为0.05～0.1mm，使其以准平行光出射；
所述小孔光阑(9)前的光源为可调可见光光源，调整其出光强度，使得CCD不会饱和。
2.根据权利要求1所述的一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，其特征是：校靶镜外筒外圆(13)与调整台上圆筒(3)的内壁为公差配合。
3.根据权利要求1所述的一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，其特征是：系统调整时，除了二维方位调整台的调整外，无需对待检校靶镜内部做任何装调，只需用鼠标移动电子十字分划板，系统即可装校完成，高效简单，大大提高检定效率。
4.根据权利要求1所述的一种高效校靶镜轴线一致性检定装置，其特征是：电子十字分划板在校靶镜装调结束后应锁死，电子十字分划板中心即标记系统光学轴和机械轴。
5.一种高效校靶镜轴线一致性检定方法，其特征是：包括一个二维方位调整台，以及内圆与校靶镜外圆公差配合的圆筒，在校靶镜塞入圆筒后可光滑转动，放置一等高平行光管于待检定校靶镜前方，使得平行光管发出的平行光充满待检校靶镜物镜的口径，校靶镜内置CCD会将平行光管星点像传输入十字分划板产生器；十字分划板产生器可生成一个可移动的电子分划板于液晶显示屏上，电子分划板的控制通过电脑端软件控制系统进行，通过转动待检校靶镜寻找校靶镜插杆外圆的轴线，调整二维方位调整台，当显示器中平行光管的星点像不再转动时，此时轴线找到，通过电脑端将十字分划板中心移至与星点重合，光轴与机械轴一致性被定义，将十字分划板位置保存，移去电脑端，将十字分划板锁死。
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Application publication date: 20191220 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |