CN110650302A - 一种可靠且易于集成的机载ccd消像旋装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置。目的是为了解决现有技术中存在的可靠性差、与光机系统难以装配的问题。本发明包括CCD壳体，CCD壳体正面设置第一通孔，CCD壳体固定安装于光学系统上，第一通孔与光学系统的光学镜头对应；CCD壳体侧面外壁上安装有伺服电机；伺服电机的输出轴与小齿轮固定连接；小齿轮与大齿轮啮合；大齿轮与筒状焦面壳体同轴固连，筒状焦面壳体穿过CCD壳体背面后通过轴承组件与CCD壳体内壁连接；筒状焦面壳体内安装CCD感光芯片和焦面小电路板，CCD感光芯片的感光面物理中心与光学镜头的光轴对应；焦面小电路板与CCD感光芯片电连接；大齿轮的背面安装焦面大电路板，焦面大电路板与伺服电机、焦面小电路板及光学系统电连接。

Description

一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置

技术领域

本发明涉及图像消旋系统，具体涉及一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置。

背景技术

在机载光电系统中通常采用陀螺稳定平台来隔离载机的振动,并利用平台各框架的转动去完成对目标的跟踪。在系统的稳定与跟踪过程中,平台框架的转动必然会引起光学系统和成像器件相对载机的运动,从而造成电视成像画面的旋转。由于飞行员座椅与载机是固联的,所以这种旋转量将影响飞行员的观察和操作,甚至造成误判。为了消除这种图像的旋转,就需要增设针对图像旋转的补偿系统,即图像消旋系统，因此，消旋装置对机载光电系统非常重要。

现有的空心杯电机式机械消旋装置一般与系统不好集成，对装配要求较高。尤其长时间使用后，空心杯电机转子内圈和定子外圈易产生积碳，降低了产品可靠性，同时也导致空心杯电机转动扭矩增大，给控制可控性带来了很大难度，降低了产品的可靠性和寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的可靠性差、与光机系统难以装配的问题，而提供了一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置。

本发明的消像旋装置易于集成装配，由于电视的整体装配过程中，CCD组件集成一般在光机组件集成之后，因此，整个系统设计误差和装配误差都会累积到CCD组件的集成中，所以CCD消像旋组件优选自成一个模块，利于后期整个系统的集成。本设计的机载CCD消像旋基于自成一个模块理念，体现了易于集成，利于后面电视批量装配友好性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特殊之处在于：包括CCD壳体、伺服电机、小齿轮、大齿轮、筒状焦面壳体、CCD感光芯片、焦面小电路板、焦面大电路板；

所述CCD壳体正面设置有第一通孔，所述CCD壳体固定安装于光学系统上，第一通孔与光学系统的光学镜头对应；

所述伺服电机安装于CCD壳体侧面外壁上；

所述小齿轮与伺服电机的输出轴固定连接；

所述大齿轮与筒状焦面壳体同轴固连，大齿轮与小齿轮啮合；

所述筒状焦面壳体穿过CCD壳体背面后通过轴承组件与CCD壳体内壁连接；

所述CCD感光芯片安装于筒状焦面壳体内，CCD感光芯片的感光面物理中心与光学镜头的光轴对应；

所述焦面小电路板安装于筒状焦面壳体内，并与CCD感光芯片电连接；

所述焦面大电路板固定安装于大齿轮的背面，并与伺服电机、焦面小电路板以及光学系统电连接。

进一步地，所述轴承组件包括沿CCD壳体背面至正面方向依次并排套装于筒状焦面壳体上的第一轴承、轴承隔圈以及第二轴承；

所述第一轴承和第二轴承的外圈与CCD壳体内壁固连，内圈与筒状焦面壳体的外壁固连。

进一步地，还包括安装筒；

所述安装筒套装于筒状焦面壳体的外壁上，安装筒的一端穿过CCD壳体背面后与第一轴承的内圈端面紧贴，另一端与大齿轮中心固定连接。

进一步地，所述CCD壳体包括壳盖和壳本体；

所述壳本体正面周边均匀设置有至少三个连接耳，所述连接耳中间设置有长条孔，通过螺钉穿过所述长条孔可将壳本体与光学系统固定连接；

所述壳盖安装于壳本体背面，壳盖上设置有第二通孔，所述筒状焦面壳体以及安装筒均穿插于第二通孔内，安装筒与第二通孔间隙配合；壳盖内部设置有第一环状凸起，第一环状凸起的顶端与第一轴承的外圈端面紧贴。

进一步地，所述筒状焦面壳体上靠近壳本体正面一端的内壁上设置有第二环状凸起；

所述焦面小电路板上安装有加固环板和六角螺钉，六角螺钉依次穿过焦面小电路板和加固环板后与第二环状凸起螺纹连接；

加固环板与第二环状凸起之间设置有焦面修切垫圈；

所述CCD感光芯片的感光面位于焦面小电路板与壳本体之间，并与焦面小电路板固连。

进一步地，所述壳本体正面的内壁设置有圆形凹槽；

所述筒状焦面壳体上靠近壳本体正面一端的外壁上设置有第三环状凸起；

所述第三环状凸起与圆形凹槽相适配，且与第二轴承的内圈端面紧贴；

所述第二轴承的外圈端面与壳本体正面的内壁紧贴。

进一步地，所述焦面大电路板的背面设置有保护板；

所述保护板与焦面大电路板固定连接，所述保护板中心设置有出线孔。

进一步地，所述保护板周边设置有至少两个支撑柱；

所述支撑柱依次穿过保护板、焦面大电路板以及大齿轮，支撑柱的两端分别与保护板以及大齿轮螺纹连接；保护板和焦面大电路板之间以及焦面大电路板和大齿轮之间均设置有焦面电路板垫圈，所述焦面电路板垫圈套装于支撑柱上。

进一步地，所述第一轴承和第二轴承均为高精度薄壁轴承。

本发明的有益效果是：

1.本发明自成一个模块，利于光机系统集成，降低光机和CCD组件集成的难度；而且光学镜头安装于CCD壳体正面，易于更换且产品可靠。

本发明还解决了空心杯电机积碳引起的一系列问题，提高电视可靠性。

2.本发明采用伺服电机驱动齿轮传动，传动比准确，结构简单可靠。

3.本发明在第一轴承和第二轴承中间设置了轴承隔圈，通过修切轴承隔圈可以减小第一轴承和第二轴承的径向游隙和轴向游隙。

4.本发明设置有安装筒、第一环状凸起、第三环状凸起以及CCD壳体正面的内壁分别与第一轴承和第二轴承内外壁紧贴，防止第一轴承和第二轴承轴向窜动。

5.本发明的焦面大电路板背面设置有保护板，保护板中心设置有出线孔，可以将所有电连接需要的线从出线孔引出，防止了焦面大电路板上的连接线缠绕，同时保护焦面大电路板；整洁且安全。

6.本发明将CCD感光芯片的感光面固定于焦面小电路板上，焦面小电路板又通过六角螺钉套装焦面修切垫圈与第二环状凸起连接，因此，调整CCD感光芯片的感光面时，只需要调整焦面修切垫圈即可。

7.本发明的壳本体上设置有连接耳，连接耳内设置长条孔，长条孔内设置螺钉，壳本体通过螺钉与光学镜头对接，因此，可通过长条孔调节壳本体的安装位置，使其与光学镜头对应。

8.本发明的第一轴承和第二轴承均采用高精度薄壁轴承节省了空间，利于电视的小型化。

附图说明

图1是本发明一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置的结构示意图；

图2是本发明机载CCD消像旋装置的侧面剖视图；

图3是本发明中筒状焦面壳体的侧面剖视图；

图4是本发明中壳盖的侧面剖视图。

图中，1-CCD壳体，11-第一轴承，12-轴承隔圈，13-第二轴承，14-壳盖，141-第一环状凸起，15-壳本体，151-连接耳；

2-伺服电机，3-小齿轮，4-大齿轮，5-筒状焦面壳体，51-第二环状凸起，52-第三环状凸起；

6-CCD感光芯片，7-焦面小电路板，71-六角螺钉，72-加固环板，73-焦面修切垫圈；

8-焦面大电路板，81-保护板，811-出线孔，82-支撑柱，83-焦面电路板垫圈；10-安装筒。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本实施例一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，结合图1、图2、图3及图4所示，包括CCD壳体1，CCD壳体1包括壳盖14和壳本体15；壳本体15正面周边均匀设置有四个连接耳151，连接耳151中间设置有长条孔，长条孔内设置有螺钉；壳本体15正面通过螺钉与光学系统的光学镜头对接。连接耳的设置使得本实施例易于集成。

壳本体15上设置有第一通孔，第一通孔与光学系统的光学镜头对应；

壳本体15的侧面外壁上安装伺服电机2，伺服电机2的输出轴上安装小齿轮3，小齿轮3与大齿轮4啮合，大齿轮4与筒状焦面壳体5同轴固连，筒状焦面壳体5穿过壳盖14后通过轴承组件与CCD壳体1内壁连接；轴承组件包括沿CCD壳体1背面至正面方向依次并排设置的第一轴承11、轴承隔圈12以及第二轴承13，第一轴承11和第二轴承13的外圈与CCD壳体1内壁固连，第一轴承11和第二轴承13的内圈与筒状焦面壳体5的外壁固连。第一轴承11和第二轴承13均为高精度薄壁轴承。由于轴承的内外圈有高度差，高度差会产生预紧力，预紧力小时，轴承的轴向游隙和径向游隙会变大，因此，在第一轴承11和第二轴承13中间设置轴承隔圈12，可通过研磨轴承隔圈12来减小第一轴承11和第二轴承13的轴向游隙和径向游隙。

筒状焦面壳体5的外壁上套装安装筒10，安装筒10一端与大齿轮4中心固定连接，安装筒10的另一端与第一轴承11的内圈端面紧贴。安装筒10与大齿轮4为一体结构，一方面使得大齿轮4与筒状焦面壳体5固定比较方面，另一方面防止轴承组件轴向窜动。

筒状焦面壳体5内安装焦面小电路板7和CCD感光芯片6，CCD感光芯片6的感光面物理中心与光学镜头光轴对应；CCD感光芯片6与焦面小电路板7电焊接；筒状焦面壳体5上靠近壳本体15正面一端的内壁上设置有第二环状凸起51；焦面小电路板7上安装有加固环板72和六角螺钉71，六角螺钉71依次穿过焦面小电路板7和加固环板72后与第二环状凸起51螺纹连接；加固环板72与第二环状凸起51之间设置有焦面修切垫圈73；由此可通过修切焦面修切垫圈72以及调整六角螺钉71使得CCD感光芯片6的感光面物理中心与光学镜头光轴对应；CCD感光芯片6的感光面位于焦面小电路板7与壳本体15之间，并与焦面小电路板7固连。

壳盖14盖于壳本体15背面，壳盖14上设置有第二通孔，筒状焦面壳体5以及安装筒10均穿插于通孔内，安装筒10与通孔可转动连接；焦面大电路板8固定安装于大齿轮4的背面，并与伺服电机2、焦面小电路板7以及光学系统电连接。

由此，当光学系统有角度旋转时，将旋转角度信息传递于焦面大电路板8控制部分，焦面大电路板8进行解算后启动伺服电机2，伺服电机2依次带动小齿轮3、大齿轮4、筒状焦面壳体5、CCD感光芯片6以及焦面小电路板7反向转动相应角度，进行消旋；此时CCD感光芯片6将消旋后采集到的光信息传递于焦面小电路板7，焦面小电路板7将光信号转化为电信号再输送给焦面大电路板8图像处理部分，焦面大电路板8进行图像处理后再输送于显示屏供飞行员观看，消除画面旋转带给飞行员误判的困扰。

当CCD感光芯片6采集到旋转角度变化信息时，将采集到的光信号焦面大电路板8一方面做图像处理，另一方面控制伺服电机2启动，伺服电机2向旋转角度相反方向转动，依次带动小齿轮3、大齿轮4、筒状焦面壳体5、CCD感光芯片6以及焦面小电路板7转动相应角度，进行消旋。

壳盖14内部设置有第一环状凸起141，第一环状凸起141的顶端与第一轴承11的外圈端面紧贴以防止轴承组件轴向窜动。壳本体15正面的内壁设置有圆形凹槽；筒状焦面壳体5上靠近壳本体15正面一端的外壁上设置有第三环状凸起52；第三环状凸起52与圆形凹槽相适配，且与第二轴承13的内圈端面紧贴；第二轴承13的外圈端面与壳本体15正面的内壁紧贴。通过轴承组件四个方向的紧贴，使得轴承组件位置固定，减小误差。第三环状凸起52与圆形凹槽的配合使得筒状焦面壳体5的转动方向稳定可靠。

焦面大电路板8的背面设置有保护板81；保护板81与焦面大电路板8固定连接，保护板81中心设置有出线孔811。保护板81周边设置有至少两个支撑柱82；支撑柱82依次穿过保护板81、焦面大电路板8以及大齿轮4，支撑柱82的两端分别与保护板81以及大齿轮4螺纹连接；保护板81和焦面大电路板8之间以及焦面大电路板8和大齿轮4之间均设置有焦面电路板垫圈83，所述焦面电路板垫圈83套装于支撑柱82上。。因此，所有的电线可穿入出线孔811，整体美观简洁，通过保护板还可以对焦面大电路板8起保护作用。

Claims (9)

1.一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：包括CCD壳体(1)、伺服电机(2)、小齿轮(3)、大齿轮(4)、筒状焦面壳体(5)、CCD感光芯片(6)、焦面小电路板(7)及焦面大电路板(8)；

所述CCD壳体(1)正面设置有第一通孔，所述CCD壳体(1)固定安装于光学系统上，第一通孔与光学系统的光学镜头对应；

所述伺服电机(2)安装于CCD壳体(1)侧面外壁上；

所述小齿轮(3)与伺服电机(2)的输出轴固定连接；

所述大齿轮(4)与筒状焦面壳体(5)同轴固连，大齿轮(4)与小齿轮(3)啮合；

所述筒状焦面壳体(5)穿过CCD壳体(1)背面后通过轴承组件与CCD壳体(1)内壁连接；

所述CCD感光芯片(6)安装于筒状焦面壳体(5)内，CCD感光芯片(6)的感光面物理中心与光学镜头的光轴对应；

所述焦面小电路板(7)安装于筒状焦面壳体(5)内，并与CCD感光芯片(6)电连接；

所述焦面大电路板(8)固定安装于大齿轮(4)的背面，并与伺服电机(2)、焦面小电路板(7)以及光学系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：所述轴承组件包括沿CCD壳体(1)背面至正面方向依次并排套装于筒状焦面壳体(5)上的第一轴承(11)、轴承隔圈(12)以及第二轴承(13)；

所述第一轴承(11)和第二轴承(13)的外圈与CCD壳体(1)内壁固连，内圈与筒状焦面壳体(5)的外壁固连。

3.根据权利要求1或2所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：还包括安装筒(10)；

所述安装筒(10)套装于筒状焦面壳体(5)的外壁上，安装筒(10)的一端穿过CCD壳体(1)背面后与第一轴承(11)的内圈端面紧贴，另一端与大齿轮(4)中心固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：所述CCD壳体(1)包括壳盖(14)和壳本体(15)；

所述壳本体(15)正面周边均匀设置有至少三个连接耳(151)，所述连接耳中间设置有长条孔，通过螺钉穿过所述长条孔可将壳本体(15)与光学系统固定连接；

所述壳盖(14)安装于壳本体(15)背面，壳盖(14)上设置有第二通孔，所述筒状焦面壳体(5)以及安装筒(10)均穿插于第二通孔内，安装筒(10)与第二通孔间隙配合；壳盖(14)内部设置有第一环状凸起(141)，第一环状凸起(141)的顶端与第一轴承(11)的外圈端面紧贴。

5.根据权利要求4所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：所述筒状焦面壳体(5)上靠近壳本体(15)正面一端的内壁上设置有第二环状凸起(51)；

所述焦面小电路板(7)上安装有加固环板(72)和六角螺钉(71)，六角螺钉(71)依次穿过焦面小电路板(7)和加固环板(72)后与第二环状凸起(51)螺纹连接；

加固环板(72)与第二环状凸起(51)之间设置有焦面修切垫圈(73)；

所述CCD感光芯片(6)的感光面位于焦面小电路板(7)与壳本体(15)之间，并与焦面小电路板(7)固连。

6.根据权利要求5所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：

所述壳本体(15)正面的内壁设置有圆形凹槽；

所述筒状焦面壳体(5)上靠近壳本体(15)正面一端的外壁上设置有第三环状凸起(52)；

所述第三环状凸起(52)与圆形凹槽相适配，且与第二轴承(13)的内圈端面紧贴；

所述第二轴承(13)的外圈端面与壳本体(15)正面的内壁紧贴。

7.根据权利要求6所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：所述焦面大电路板(8)的背面设置有保护板(81)；

所述保护板(81)与焦面大电路板(8)固定连接，所述保护板(81)中心设置有出线孔(811)。

8.根据权利要求7所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：所述保护板(81)周边设置有至少两个支撑柱(82)；

所述支撑柱(82)依次穿过保护板(81)、焦面大电路板(8)以及大齿轮(4)，支撑柱(82)的两端分别与保护板(81)以及大齿轮(4)螺纹连接；保护板(81)和焦面大电路板(8)之间以及焦面大电路板(8)和大齿轮(4)之间均设置有焦面电路板垫圈(83)，所述焦面电路板垫圈(83)套装于支撑柱(82)上。

9.根据权利要求8所述的一种可靠且易于集成的机载CCD消像旋装置，其特征在于：所述第一轴承(11)和第二轴承(13)均为高精度薄壁轴承。

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