CN112130273B - 一种多光轴平行度快速调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多光轴平行度快速调节装置，包括固定本体组件、第一调整组件、第二调整组件、前端定位组件、第一相机镜头组件和第二相机镜头组件；所述固定本体组件与第一调整组件、第二调整组件、前端定位组件固定连接，第一相机镜头组件安装在前端定位组件和第二调整组件上，第二相机镜头组件安装在前端定位组件和第一调整组件上。本发明通过第一调整组件、第二调整组件横向、纵向锁紧螺钉的配合可方便地完成第一相机镜头组件光轴与机械回转轴线平行度、第一相机镜头组件光轴与第二相机镜头组件光轴平行度的调节。

Description

一种多光轴平行度快速调节装置

技术领域

本发明属于光学成像系统的光轴平行度调节技术领域，具体为一种多光轴平行度快速调节装置。

背景技术

为提高多谱段探测能力，现代光电跟踪探测设备往往搭载可见光、红外等多个光学系统。由于集成了多个光学系统，必须经过精密的光轴校调，使各个光学系统的光轴严格平行，保持各个光学系统观瞄方向的一致性，以保证各个光学系统测量结果的准确性，从而更好地完成探测任务。

目前，传统的光轴平行度调节机构通常通过调整垫片数量对光轴进行调节，且通常为空间多自由度调节，调整操作不够便利，调节过程时间较长。《一种激光红外装置光轴平行性调节的研究》一文中提出通过0.1mm垫片在“激光安装面”与“激光器整板”之间调节高低，以此调节光轴平行，其调整垫片形状经过设计，安放垫片较为方便，但这种方法由于垫片厚度的限制，对光轴的调节往往不够精细；《空间旋转多光轴平行性校准技术》一文中提出以修垫探测器安装平面为光轴调节措施，这种调节方法因为安装平面的修锉易使光轴在空间多自由度方向产生变动，较为费时费力。

发明内容

为解决以上问题，本发明提出了一种适用于多光轴平行度的快速调节装置，旨在解决现有光学成像系统的光轴平行度调节过程中存在的上述技术问题。

为实现以上目的的技术解决方案如下：

一种多光轴平行度快速调节装置，包括固定本体组件、第一调整组件、第二调整组件、前端定位组件、第一相机镜头组件和第二相机镜头组件；

所述固定本体组件与第一调整组件、第二调整组件、前端定位组件固定连接，第一相机镜头组件安装在前端定位组件和第二调整组件上，第二相机镜头组件安装在前端定位组件和第一调整组件上。

进一步地，所述固定本体组件包括后端支撑组件和侧板组件，所述侧板组件为固定本体组件的主体框架，位于固定本体组件两侧对称分布，后端支撑组件将侧板组件固定连接起来，与之构成一个整体。

进一步地，所述后端支撑组件包括第一固定部和第二固定部，所述侧板组件包括第一侧板和第二侧板，第一固定部和第二固定部分别位于固定本体组件上部和下部，第一侧板和第二侧板分别位于固定本体组件的两侧，第一固定部和第二固定部均与第一侧板和第二侧板通过螺钉固定连接，第一固定部两侧由对称分布的四个螺钉孔固定，底面与第一侧板和第二侧板对应定位面接触；第二固定部两侧由对称分布的四个螺钉孔固定，顶面与第一侧板和第二侧板对应定位面接触。

进一步地，所述前端定位组件包括第一镜头夹持部、第二镜头夹持部、第一定位件、第三镜头夹持部、第四镜头夹持部；

所述第一定位件通过对称分布的螺钉安装在固定本体组件上，所述第一镜头夹持部、第二镜头夹持部位于前端定位组件的上部并组成用于夹持第一相机镜头组件的第一环形夹持结构，所述第三镜头夹持部、第四镜头夹持部位于前端定位组件的下部并组成用于夹持第二相机镜头组件的第二环形夹持结构。

进一步地，所述第一相机镜头组件包括第一镜头和第一相机，第二相机镜头组件包括第二镜头和第二相机，所述第一镜头由第一环形夹持结构夹持，所述第二镜头由第二环形夹持结构夹持，所述第一相机安装于第二调整组件上，所述第二相机安装于第一调整组件上。

进一步地，所述第一镜头夹持部、第二镜头夹持部均为等直径的第一部分圆弧，所述第一部分圆弧的弧长长度小于半圆弧的弧长长度，所述第一部分圆弧的直径大于第一镜头被夹持处的直径；所述第三镜头夹持部、第四镜头夹持部均为等直径的第二部分圆弧，所述第二部分圆弧的弧长长度小于半圆弧的弧长长度，所述第二部分圆弧的直径大于第二镜头被夹持处的直径。

进一步地，所述第一定位件包括第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔、第四定位孔和定位件本体；

所述定位件本体中部开设有方形通孔，所述第一定位孔与第三定位孔关于所述方形通孔对称分布，所述第一定位孔与第三定位孔用于安装所述第三镜头夹持部，所述第二定位孔与第四定位孔关于所述方形通孔对称分布，所述第二定位孔与第四定位孔用于安装第二镜头夹持部。

进一步地，所述第一相机镜头组件为长焦相机，所述第二相机镜头组件为短焦相机，所述第一定位孔与第三定位孔比所述第二定位孔与第四定位孔更靠近所述方形通孔。

进一步地，所述第一调整组件包括第一调整部、第二调整部、第三调整部和第四调整部，第一调整部、第二调整部、第三调整部和第四调整部对称分布在所述第二相机两侧外围；

第二调整组件包括第五调整部、第六调整部、第七调整部和第八调整部，第五调整部、第六调整部、第七调整部和第八调整部对称分布在所述第一相机两侧外围。

进一步地，八个调整部均包括纵向调整结构、调整件本体和横向调整结构，调整件本体呈L型，L型的长边与相应相机侧面相接触，短边与对应固定部相接触，调整件本体的长边和短边均加工有长条形调节孔，通过锁紧螺钉穿过调节孔实现定位和调节，其中长边的调节孔对应相机的光轴纵向调节，短边的调节孔对应相机的光轴横向调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)调整组件的横向、纵向调节孔分离，可以固定一个方向而对另一个方向进行单独调节，避免耦合；

(2)锁紧螺钉可以固定在调节孔内任意位置，即光轴调节角度连续而非离散；

(3)调整组件数量以及调节孔控制设计可灵活随相机安装固定孔位置变化，装置设计灵活，适应性好；

(4)前端定位组件的环形夹持结构的圆弧不构成整圆，圆弧直径稍大于相机镜头组件的直径，而高度稍小于相机镜头组件的直径，保证可靠夹紧的同时方便光轴轴线调节，当第一调整组件和第二调整组件的调整部调整位置后，前端定位组件能够实现相应调整；

(5)装置可以快速地进行光轴平行度调节，便利性好；

(6)装置可以适用于两光、三光吊舱，可以适用于长焦、短焦相机，可以适用于长波、中波、短波红外相机等，通用性好。

附图说明

图1为本发明的适用于多光轴平行度的快速调节装置结构示意图。

图2为本发明的一个实施例的安装基座组件的结构示意图。

图3为本发明的一个实施例的前端定位组件结构示意图。

图4为本发明的一个实施例的前端定位辅助支撑板结构示意图。

图5为本发明的一个实施例的长焦相机后端调整组件示意图。

图6为本发明的一个实施例的短焦相机后端调整组件示意图。

图7为本发明的一个实施例的后端调整相机定位板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，本实施例提供了一种适用于多光轴平行度的快速调节装置，包括固定本体组件100、第一调整组件200、第二调整组件300、前端定位组件400、第一相机镜头组件500和第二相机镜头组件600。

前端定位组件400固连于固定本体组件100的前端，用于固定支撑第一相机镜头组件500和第二相机镜头组件600的前端，便于后端对相机镜头组光轴的调整；第一调整组件200、第二调整组件300固连于固定本体组件上，由于设置了横向与纵向的调节孔与锁紧螺钉，第一调整组件200、第二调整组件300分别起到横向、纵向调整第一相机镜头组件500和第二相机镜头组件600的光轴位置的作用。

具体地，固定本体组件100包括后端支撑组件110和侧板组件120，后端支撑组件110与侧板组件120固定连接，作为多光轴平行度的快速调节装置的基本框架部分。

具体地，后端支撑组件110包括第一固定部111和第二固定部112，侧板组件包括第一侧板121和第二侧板122。第一固定部111和第二固定部112分别位于固定本体组件100上部和下部，第一侧板121和第二侧板122分别位于固定本体组件100的两侧，第一固定部111和第二固定部112均与第一侧板121和第二侧板122通过螺钉固定连接。第一固定部111两侧由对称分布的四个螺钉孔固定，底面与第一侧板121和第二侧板122对应定位面接触并在与第一固定部121相垂直的方向上形成面定位；第二固定部112两侧由对称分布的四个螺钉孔固定，顶面与第一侧板121和第二侧板122对应定位面接触并在与第二固定部122相垂直的方向上形成面定位。第一固定部111和第二固定部112的两端端面均与其定位面的垂直度、底面与顶面的平行度与多光轴平行度的快速调节装置的平行度调节精度密切相关，在加工过程中应该优先保证。第一固定部111、第二固定部112、第一侧板121和第二侧板122均为镂空设计，在保证强度的前提下大大减轻了固定本体组件100的质量，第一侧板121和第二侧板122的减重孔均为带有圆角的矩形，保证工艺特性的同时可以方便吊舱装配时的操作，方便电气布线；第一侧板121和第二侧板122的外侧均留有沿与光轴平行方向分布的长条，长条状结构保证了吊舱内框在轻量化设计的同时可以保证结构刚度，减少吊舱内部沿光轴平行方向上的形变量。

具体地，前端定位组件400包括第一镜头夹持部410、第二镜头夹持部420、第一定位件430、第三镜头夹持部440和第四镜头夹持部450。第一定位件430两侧与固定本体组件100通过螺钉固连，通过其底面与侧面定位，保证其安装精度；第二镜头夹持部420和第三镜头夹持部440通过定位螺钉固连在第一定位件430上，分别于第一镜头夹持部410和第四镜头夹持部450形成环形夹持组件，以夹持快速光轴对中光电吊舱的镜头。其中第一镜头夹持部410、第二镜头夹持部420、第三镜头夹持部440和第四镜头夹持部450的圆环夹持部直径均稍大于对应镜头外圈保护筒的直径，而其圆环夹持部的高度小于圆环的半径，其通过螺钉固连，可夹紧固定镜头并避免伤到镜头的精密部件。

具体地，第一定位件430包括第一定位孔431、第二定位孔432、第三定位孔433、第四定位孔434和定位件本体435。第一定位孔431和第三定位孔433位于第一固定件430的内侧，用于短焦相机的安装定位，两定位孔关于第一固定件430对称轴线对称分布，定位孔位置精度与短焦相机粗定位相关，精度要求较高。第二定位孔432和第四定位孔434位于第一固定件430的外侧，用于长焦相机的安装定位，两定位孔关于第一固定件430对称轴线对称分布，定位孔位置精度与长焦相机粗定位相关，精度要求较高。第一固定件430侧面有对称分布的四个螺钉孔，通过螺钉与固定本体组件100固连，侧面和底面均与固定本体相接触。第一固定件430中间开减重槽，在保证第一固定件430强度的同时减少质量，且可以减少定位面的加工面积，减少机加工成本。

具体地，所述第一相机镜头组件500包括第一镜头510和第一相机520，第二相机镜头组件600包括第二镜头610和第二相机620，所述第一镜头510由第一环形夹持结构夹持，所述第二镜头610由第二环形夹持结构夹持，所述第一相机520安装于第二调整组件300上，所述第二相机620安装于第一调整组件200上。

具体地，第一调整组件200包括第一调整部210、第二调整部220、第三调整部230和第四调整部240。调整部的数量并不限制在四个，考虑到调节方便，本实施例选择使用四个调整部。调整部对称分布在相机两侧外围，位置与相机安装孔位置对应。

具体地，第二调整组件300包括第五调整部310、第六调整部320、第七调整部330和第八调整部340。调整部的数量并不限制在四个，考虑到调节方便，本实施例选择使用四个调整部。调整部对称分布在相机两侧外围，位置与相机安装孔位置对应。

具体地，结合图7，第一调整部210由纵向调整结构211、调整件本体212和横向调整结构213等部分组成。调整件本体212呈L型，可有效支撑住第二相机620，其长边与第二相机620侧面相接触，短边与第二固定部112相接触。调整件本体212的长边和短边均加工有调节孔，其中长边的调节孔对应第二相机620的光轴纵向调节，短边的调节孔对应第二相机620的光轴横向调节。锁紧螺钉穿过调节孔连接第二相机620，起到固定第二相机620的作用，同时锁紧螺钉可以在调节孔内滑动，从而使第二相机620能在调节孔不同位置固定住，起到微调第二相机620光轴的作用。其它调整部的结构类似。通过第一调整组件、第二调整组件横向、纵向锁紧螺钉的配合可方便地完成第一相机镜头组件光轴与机械回转轴线平行度、第一相机镜头组件光轴与第二相机镜头组件光轴平行度的调节。本发明可以应用于两光、三光光电跟踪探测设备的光轴平行度调节，光电跟踪探测设备搭载的相机既可以是长焦、短焦的相机，也可以是长波、中波、短波的红外相机，本设计方法具有通用性和便利性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，包括固定本体组件(100)、第一调整组件(200)、第二调整组件(300)、前端定位组件(400)、第一相机镜头组件(500)和第二相机镜头组件(600)；

所述固定本体组件(100)与第一调整组件(200)、第二调整组件(300)、前端定位组件(400)固定连接，第一相机镜头组件(500)安装在前端定位组件(400)和第二调整组件(300)上，第二相机镜头组件(600)安装在前端定位组件(400)和第一调整组件(200)上；

所述固定本体组件(100)包括后端支撑组件(110)和侧板组件(120)，所述侧板组件(120)为固定本体组件(100)的主体框架，位于固定本体组件(100)两侧对称分布，后端支撑组件(110)将侧板组件(120)固定连接起来，与之构成一个整体；

所述后端支撑组件(110)包括第一固定部(111)和第二固定部(112)，所述侧板组件包括第一侧板(121)和第二侧板(122)，第一固定部(111)和第二固定部(112)分别位于固定本体组件(100)上部和下部，第一侧板(121)和第二侧板(122)分别位于固定本体组件(100)的两侧，第一固定部(111)和第二固定部(112)均与第一侧板(121)和第二侧板(122)通过螺钉固定连接，第一固定部(111)两侧由对称分布的四个螺钉孔固定，底面与第一侧板(121)和第二侧板(122)对应定位面接触；第二固定部(112)两侧由对称分布的四个螺钉孔固定，顶面与第一侧板(121)和第二侧板(122)对应定位面接触；

所述前端定位组件(400)包括第一镜头夹持部(410)、第二镜头夹持部(420)、第一定位件(430)、第三镜头夹持部(440)、第四镜头夹持部(450)；

所述第一定位件(430)通过对称分布的螺钉安装在固定本体组件(100)上，所述第一镜头夹持部(410)、第二镜头夹持部(420)位于前端定位组件(400)的上部并组成用于夹持第一相机镜头组件(500)的第一环形夹持结构，所述第三镜头夹持部(440)、第四镜头夹持部(450)位于前端定位组件(400)的下部并组成用于夹持第二相机镜头组件(600)的第二环形夹持结构。

2.根据权利要求1所述的多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，所述第一相机镜头组件(500)包括第一镜头(510)和第一相机(520)，第二相机镜头组件(600)包括第二镜头(610)和第二相机(620)，所述第一镜头(510)由第一环形夹持结构夹持，所述第二镜头(610)由第二环形夹持结构夹持，所述第一相机(520)安装于第二调整组件(300)上，所述第二相机(620)安装于第一调整组件(200)上。

3.根据权利要求2所述的多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，所述第一镜头夹持部(410)、第二镜头夹持部(420)均为等直径的第一部分圆弧，所述第一部分圆弧的弧长长度小于半圆弧的弧长长度，所述第一部分圆弧的直径大于第一镜头(510)被夹持处的直径；所述第三镜头夹持部(440)、第四镜头夹持部(450)均为等直径的第二部分圆弧，所述第二部分圆弧的弧长长度小于半圆弧的弧长长度，所述第二部分圆弧的直径大于第二镜头(610)被夹持处的直径。

4.根据权利要求3所述的多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，所述第一定位件(430)包括第一定位孔(431)、第二定位孔(432)、第三定位孔(433)、第四定位孔(434)和定位件本体(435)；

所述定位件本体(435)中部开设有方形通孔，所述第一定位孔(431)与第三定位孔(433)关于所述方形通孔对称分布，所述第一定位孔(431)与第三定位孔(433)用于安装所述第三镜头夹持部(440)，所述第二定位孔(432)与第四定位孔(434)关于所述方形通孔对称分布，所述第二定位孔(432)与第四定位孔(434)用于安装第二镜头夹持部(420)。

5.根据权利要求4所述的多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，所述第一相机镜头组件(500)为长焦相机，所述第二相机镜头组件(600)为短焦相机，所述第一定位孔(431)与第三定位孔(433)比所述第二定位孔(432)与第四定位孔(434)更靠近所述方形通孔。

6.根据权利要求5所述的多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，所述第一调整组件(200)包括第一调整部(210)、第二调整部(220)、第三调整部(230)和第四调整部(240)，第一调整部(210)、第二调整部(220)、第三调整部(230)和第四调整部(240)对称分布在所述第二相机(620)两侧外围；

第二调整组件(300)包括第五调整部(310)、第六调整部(320)、第七调整部(330)和第八调整部(340)，第五调整部(310)、第六调整部(320)、第七调整部(330)和第八调整部(340)对称分布在所述第一相机(520)两侧外围。

7.根据权利要求6所述的多光轴平行度快速调节装置，其特征在于，八个调整部均包括纵向调整结构、调整件本体和横向调整结构，调整件本体呈L型，L型的长边与相应相机侧面相接触，短边与对应固定部相接触，调整件本体的长边和短边均加工有长条形调节孔，通过锁紧螺钉穿过调节孔实现定位和调节，其中长边的调节孔对应相机的光轴纵向调节，短边的调节孔对应相机的光轴横向调节。

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