CN112285677B - 外场缩比激光合作目标的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明的外场缩比激光合作目标的试验装置，属于红外/激光共光路测距设备的技术领域，解决现有技术的产品对红外/激光共光路测距系统精度较低的技术问题。其包括包括安装平台(3)，所述安装平台(3)内安装有通风设备和顶面安装有水平伸缩机构(2)，所述水平伸缩机构(2)一端安装有靶球组件，另一端与通风设备相连通，其中：所述靶球组件向控制器(6)传送内部当前的温度信息，在控制器(6)的控制下能够内部加热，加热到预设温度时，控制器(6)控制通风设备进行降温并通过所述靶球组件向控制器(6)排出热空气；所述水平伸缩机构(2)与通风设备相连通，在控制器作用下带动所述靶球组件在水平方向移动，以开展激光测试试验。本发明用以完善小目标激光测试的精度。

Description

外场缩比激光合作目标的试验装置

技术领域

本发明属于红外/激光共光路测距设备的技术领域，涉及一种外场缩比激光合作目标的试验装置。

背景技术

红外/激光共光路测距系统的测距能力是其系统级关键指标之一，该系统工作特点是在红外分系统捕获目标后再进行激光测距。虽实验室内搭建的测试环境可进行测距能力考核，但此类设备均无法体现大气环境对激光传输的影响，缺少该因素的测试结果不能真实有效地反映测距系统的测距能力。因此，建立了外场缩比激光合作目标，但激光合作目标自身与环境背景间缺少明显红外特征区别，红外/激光共光路测距系统不能快速、准确捕获靶球位置，对测距试验的精度和可信度有很大影响。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种外场缩比激光合作目标的试验装置，解决现有技术的产品对红外/激光共光路测距系统精度较低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

本案提供一种外场缩比激光合作目标的试验装置，包括安装平台，所述安装平台内安装有通风设备和顶面安装有水平伸缩机构，所述水平伸缩机构一端安装有靶球组件，另一端与通风设备相连通，其中：

所述靶球组件向控制器传送内部当前的温度信息，在控制器的控制下能够内部加热，加热到预设温度时，控制器控制通风设备进行降温并通过所述靶球组件向控制器排出热空气；

所述水平伸缩机构与通风设备相连通，在控制器作用下带动所述靶球组件在水平方向移动，以开展激光测试试验。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

对外场缩比激光合作目标采用红外/激光复合特性一体化的结构设计，有效增加红外/激光共光路测距系统的对准精度和测试效率，提升测试准确性。靶球为红外/激光复合特性的靶球，同时具备目标红外辐射特性和激光反射特性。通过手动或电动的方式控制长位移水平伸缩机构带动靶球实现水平方向的长距离平移，有效形成干净的测试背景。伸缩机构外表面喷涂黑漆，降低反射率，内表面镀铬，增强表面硬度，其余元器件外表面喷漆，轴类等有安装配合要求的零件镀锌和发黑处理，所有元器件全部做防腐防锈处理，增强环境适应性。试验时调节靶球辐射温度至合适温度点，为红外/激光共光路测距系统提供有效红外特性目标，红外/激光共光路测距系统的红外观测单元捕获红外辐射靶球，即可开展激光测试试验，完善小目标激光测试的精度。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明红外/激光复合特性靶球组成示意图；

附图3是本发明水平伸缩机构组成示意图；

1、靶球；2、长位移(删除，和前面名称保持一致)水平伸缩机构；3、安装平台；4、通风设备；5、卷线器装置；6、控制器；8、漫反射材料层9、硅胶加热膜10、温度传感器11、通风口12、弹簧风门13、伺服电机14、减速器15、电动齿轮组16、手动齿轮组17、手轮18、伸缩杆19、楔形导向块20、丝杠螺母21、丝杠22、力传感器。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践方面。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示的外场缩比激光合作目标的试验装置，包括安装平台3，安装平台3内安装有通风设备和顶面安装有水平伸缩机构2，水平伸缩机构2一端安装有靶球组件，另一端与通风设备相连通，其中：

靶球组件向控制器6传送内部当前的温度信息，在控制器6的控制下能够内部加热，加热到预设温度时，控制器6控制通风设备进行降温并通过靶球组件向控制器6排出热空气；

水平伸缩机构2与通风设备相连通，在控制器作用下带动靶球组件在水平方向移动，以开展激光测试试验。

作为本案所提供的具体实施方式，靶球组件包括靶球1，优选为红外/激光复合特性靶球的靶球，靶球1内设置有弹簧风门12，靶球1内外表面分别设置漫反射材料层8和加热膜9，加热膜9优选硅胶加热膜，反射材料层8其提供固定激光反射率，使靶球同时具备目标红外辐射特性和激光反射特性，并在加热膜上间隔设置温度传感器10，靶球1与水平伸缩机构2一端相连通，其中：

控制器6在温度传感器10的作用下，控制加热膜9加热靶球1内部温度进行试验，试验完成后，通风设备供应的冷风通过水平伸缩机构2进入靶球1内进行降温，热空气通过弹簧风门12排出，弹簧风门12在靶球1内压力达到一定数值时，自动打开以排出靶球1内热空气，排出热空气后压力降低，此时，弹簧风门12闭合。

作为本案所提供的具体实施方式，靶球组件还包括卷线器装置5，卷线器装置5与加热膜9的伸出插头连接，用以提供电能，并在控制器6的控制作用下水平伸缩机构2同时工作，进行放线或收线，卷线器装置5外接电源，卷线器装置5安装平台3上表面并与水平伸缩机构2错开安装，卷线器装置5安装在电源设置安装平台3内，卷线器装置5相当于中间部件，为加热膜9提供电能源，在伸缩机构收缩时能够自动收线或放线，收放运动由控制器6控制。

作为本案所提供的具体实施方式，靶球1为球形结构。靶球1上远离水平伸缩机构2一端以圆弧形截面结构设置，如，椭圆形截面结构设置，方便弹簧风门12的打开，受力均匀，理论上仅受到数值方向上的作用力，无切向分力，相对于弧形面的结构设置，更容易打开，以排出热空气。

作为本案所提供的具体实施方式，水平伸缩机构2包括空心结构的多级伸缩杆组件和伺服电机，并安装在安装平台3上，多级伸缩杆组件一端与靶球1连接，另一端与通风设备连通，其中：

伺服电机驱动多级伸缩杆组件，在伸缩的同时卷线器装置5收线或放线。

本发明采用红外/激光复合特性一体化设计方式，有效增加红外/激光共光路测距系统的对准精度和测试效率，提升测试准确性。该装置中红外/激光复合特性靶球安装在长位移水平伸缩机构的顶端，控制系统同时与靶球和伸缩机构交联，既可控制靶球辐射温度，又可控制伸缩机构收放运动。其中，红外/激光复合特性靶球内部布设硅胶加热膜和多组温度传感器，通过控制系统调节硅胶加热膜的温度，实现对靶球加热速度控制并保持稳定的工作温度。通过吹风系统，在加热靶球时促进靶球内空气循环，增强靶球内温度均匀性和快速散热能力。在靶球外表面涂覆漫反射材料，为其提供固定激光反射率，使靶球同时具备目标红外辐射特性和激光反射特性。长位移水平伸缩机构采用四级丝杠串联运动与伸缩杆并联的运动方式，可通过手动或电动的方式带动靶球实现水平方向的长距离平移，有效形成干净的测试背景。伸缩机构外表面喷涂黑漆，降低反射率，内表面镀铬，增强表面硬度，其余元器件外表面喷漆，轴类等有安装配合要求的零件镀锌和发黑处理，所有元器件全部做防腐防锈处理，增强环境适应性。调节靶球辐射温度至合适温度点，为红外/激光共光路测距系统提供有效红外特性目标，红外/激光共光路测距系统的红外观测单元捕获红外辐射靶球，即可开展激光测试试验。

需要指出的，水平伸缩机构2与通风设备的连通方式，有两种，一种水平伸缩机构2中的多级伸缩杆的最末级杆内通过中空管与通风设备连通，空气经多级伸缩杆输送至靶球1内进行降温，或是，多级伸缩杆内安装可压缩的材质制成的通风管，该通风管一端与最末级杆固定，另一端与首级伸缩杆固定，通风设备的空气通过该通风管输送至靶球1。水平伸缩机构2可以由控制器或把手控制。

水平伸缩机构的可以采用现有技术中的设备，也可以采用以下设备，如下：

如图3所示，水平伸缩机构2采用四级丝杠串联运动与伸缩杆并联的运动方式，可通过手动或电动的方式带动靶球实现平移，其有效运动行程为4.6米。电动控制方式是通过控制伺服电机经减速器带动一级丝杠螺母旋转，从而带动二级丝杠平移和旋转，二级丝杠与二级丝杠螺母固定联接。当二级丝杠旋转阻力大于平移阻力时，此时二级丝杠做平移运动，从而带动三四级丝杠与靶球实现平移运动；当二级当丝杠旋转阻力小于平移阻力时，二级丝杠与丝杠螺母旋转，从而带动三级级丝杠平移和旋转。当三级丝杠旋转阻力大于平移阻力时，此时三级丝杠做平移运动，从而带动四级丝杠与靶球实现平移运动；当三级当丝杠旋转阻力小于平移阻力时，三级丝杠与丝杠螺母旋转，从而带动四级丝杠与靶球平移。由于丝杠运动过程中承受侧向力的能力较差，因此在丝杠的外侧设计了四级伸缩杆。伸缩杆一方面为丝杠的平移运动提供直线导向作用，并且防止四级丝杠旋转；另一方面主要有伸缩杆承受侧向载荷，并在两级伸缩杆之间安装了楔形导向块，通过两组楔形导向块相互压紧的方式消除间隙确保靶球处于稳定的静止状态。在丝杠和伸缩杆之间安装了力传感器，对楔紧力控制，实现安全保护作用。手动方式为通过旋转手轮带动一组减速齿轮旋转，从而带动一级丝杠螺母旋转，实现靶球在工作和收藏两种状态之间的切换。在系统采集驱动器电流、力传感器和位移传感器的位置信息，实现软件限位保护、电气限位保护和机械限位保护三级安全保护机制，提高运动机构的安全性和可靠性。伸缩机构外表面喷涂黑漆，降低反射率，内表面镀铬，增强表面硬度，其余元器件外表面喷漆，轴类等有安装配合要求的零件镀锌和发黑处理，所有元器件全部做防腐防锈处理，增强环境适应性。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种外场缩比激光合作目标的试验装置，其特征在于，包括安装平台(3)，所述安装平台(3)内安装有通风设备和顶面安装有水平伸缩机构(2)，所述水平伸缩机构(2)一端安装有靶球组件，另一端与通风设备相连通，其中：

所述靶球组件向控制器(6)传送内部当前的温度信息，在控制器(6)的控制下能够内部加热，加热到预设温度时，控制器(6)控制通风设备进行降温并通过所述靶球组件向控制器(6)排出热空气；

所述水平伸缩机构(2)与通风设备相连通，并且，进行镀锌、发黑处理和防腐防锈处理，在控制器作用下带动所述靶球组件在水平方向移动，以开展激光测试试验；

所述靶球组件包括靶球(1)，所述靶球(1)内设置有弹簧风门(12)，所述靶球(1)内外表面分别设置加热膜(9)和漫反射材料层(8)，并在所述加热膜上间隔设置温度传感器(10)，所述靶球(1)与所述水平伸缩机构(2)一端相连通，其中：控制器(6)在所述温度传感器(10)的作用下，控制所述加热膜(9)加热靶球(1)内部温度进行试验，试验完成后，通风设备供应的冷风通过所述水平伸缩机构(2)进入所述靶球(1)内进行降温，热空气通过所述弹簧风门(12)排出，所述弹簧风门(12)在所述靶球(1)内空气压力达到一定数值时，弹簧风门(12)以排出热空气。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述靶球组件还包括卷线器装置(5)，所述卷线器装置(5)与所述加热膜(9)的伸出插头连接，用以提供电能，并在控制器(6)的控制作用下所述水平伸缩机构(2)同时工作，进行放线或收线，卷线器装置(5)外接电源。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述靶球(1)为球形结构。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述靶球(1)上远离所述水平伸缩机构(2)一端以弧形截面结构设置。

5.根据权利要求4所述的试验装置，其特征在于，所述水平伸缩机构(2)包括空心结构的多级伸缩杆组件和伺服电机，并安装在所述安装平台(3)上，多级伸缩杆组件一端与靶球(1)连接，另一端与通风设备连通，其中：

所述伺服电机驱动所述多级伸缩杆组件，在伸缩的同时卷线器装置(5)收线或放线。