CN114046965B - 一种飞机多型航电设备光轴校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机航电设备光学测试技术领域，具体涉及一种飞机多型航电设备光轴校准装置及校准方法，使用投影装置将飞机机轴投影到靶板上，使用通用标识工装将飞机机轴以及平视显示器、火炮、前视红外设备、光电探测设备等航电设备光轴在靶板的位置标识出来，进一步根据航电设备专用校准工装确定相应光轴的校准动作。本发明应用于对非架平状态下机上航电设备校靶，具有很高的应用及推广价值。

Description

一种飞机多型航电设备光轴校准装置及校准方法

技术领域

本发明属于飞机航电设备光学测试技术领域，具体涉及一种飞机多型航电设备光轴校准装置及校准方法。

背景技术

目前应用于飞机非架平状态航电设备光轴测试、验证的方法较少，应用于实际的测试设备少之又少，且测试误差较大，结构较为复杂，操作不够简便，可靠性不高，通用性较低，成本较高，推广应用价值较低，无法满足使用要求。

申请号为ZL201911368646.4的专利申请发明了一种靶板装置、校靶系统及HUD校靶方法，该专利使用采用图像信息采集与处理的方法获取靶板姿态数据并集合飞机姿态进行校靶，但图像信息采集原理的校靶精度需要进一步讨论。

申请号为CN201310127800.5的专利申请发明了直升机落地自由姿态校靶系统，该设备采用倾角仪测量飞机姿态，通过数据分析完成了最终校靶，该系统存在体积较大、通用性较差等问题。

申请号为CN201310629007.5的专利申请发明了一种用于吊装式平视显示器的自动化校靶方法、申请号为CN201811179616.4的专利申请发明了一种基于激光跟踪技术的靶板装置及靶板定位方法，申请号为CN201520994195.6申请发明了一种机用靶板装置，相关专利通过采用激光跟踪定位技术或者惯导设备读取飞机姿态的校靶方法，存在着操作不够简便、成本较高等问题，推广应用价值值得商榷。

申请号为CN201910715712.4的专利申请发明了一种机载光电探测设备零位校正方法，通过传感器和激光跟踪仪实现了飞机姿态的测量，该测试方法对飞机机型的测量点要求较高，通用性差。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种飞机多型航电设备光轴校准装置，应用于飞机多型航电设备光轴校准装置及方法对于非架平状态下机上航电设备校靶，具有很高的应用及推广价值。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种飞机多型航电设备光轴校准装置，用于飞机航电设备的光轴校准，包括：

靶板装置，包括姿态调整部、基准靶面和两个投影靶面；所述姿态调整部用于调整所述基准靶面和两个投影靶面的位置和姿态；

投影装置，包括两组激光器，用于通过两组不同角度的激光线照射至所述飞机的测试点；

标识工装，用于在所述靶板装置与所述飞机的姿态标识重合后，在所述基准靶面上模拟所述航电设备的光轴基准点；

校准工装，用于基于所述光轴基准点校准所述航电设备的光轴；

其中，所述姿态标识通过所述测试点在两个所述投影靶面的投影得到。

进一步的，所述投影装置为高精度扫平仪。

进一步的，所述测试点为两组，两组所述测试点的连线与机轴平行。

进一步的，所述标识工装上设置有处于同一平面且相对位置固定的三个模拟点；各所述模拟点用于模拟所述两组测试点及所述航电设备的光轴在垂直于所述机轴方向的投影。

进一步的，所述飞机上安装有校准镜，所述姿态调整部包括：

底盘；

调平装置，用于调整所述底盘的水平状态；

安装支架，固定在所述底盘上；

升降机构，设置在所述安装支架上，用于带动基准把靶面和投影靶面垂直于底盘运动；

自准直仪，固定在所述安装支架上，光轴垂直于所述基准把靶面和投影靶面；

测距仪，固定在所述安装支架上，用于测量所述基准把靶面和投影靶面与所述校准镜之间的距离。

进一步的，所述升降机构为丝杠螺母传动机构。

进一步的，所述航电设备为平视显示器、火炮、前视红外设备或光电探测设备。

进一步的，本发明还提出基于上述飞机多型航电设备光轴校准装置的一种飞机多型航电设备光轴校准方法，包括以下步骤：

1)立靶，在飞机非架平状态下将靶板装置放置在飞机前方并与飞机姿态对准；

2)姿态标识，通过投影装置的两组激光器，用不同角度的激光线照射飞机的测试点，通过激光线在投影靶面上的投影，标识出飞机姿态；

3)将标识工装上的两点与飞机姿态的标识点重合，基于标识工装的第三点在基准靶面上标出航电设备的光轴理论投影点；

4)通过校准工装将航电设备的实际光轴调整至与理论投影点重合。

采用上述技术方案，本发明还能够带来以下有益效果：

本发明校准光轴精度较高，操作简单方便，可靠性高，通用性强，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要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它的附图。

图1为本发明具体实施方式中校准装置的组成示意图；

图2为本发明具体实施方式中靶板的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式中标识工装示意图；

图4为本发明具体实施方式中的校靶流程示意图；

图5为本发明具体实施方式中的立靶流程示意图；

其中：1、靶板装置；2、投影装置；3、标识工装；4、校准工装；11、安装支架；12、靶面；13、升降机构；14、测距仪；15、自准直仪；16、校准镜；17、调整手轮；18、调整脚轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

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。

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所述方面。

在本发明的一个实施例中，提出一种飞机多型航电设备光轴校准装置，用于飞机航电设备的光轴校准，如图1或图2所示，包括：

靶板装置1，包括姿态调整部、基准靶面12和两个投影靶面12；所述姿态调整部用于调整所述基准靶面12和两个投影靶面12的位置和姿态；

投影装置2，包括两组激光器，用于通过两组不同角度的激光线照射至所述飞机的测试点；

标识工装3，用于在所述靶板装置1与所述飞机的姿态标识重合后，在所述基准靶面12上模拟所述航电设备的光轴基准点；

校准工装4，用于基于所述光轴基准点校准所述航电设备的光轴；

其中，所述姿态标识通过所述测试点在两个所述投影靶面12的投影得到。

在本实施例中，所述投影装置2为高精度扫平仪。

在本实施例中，所述测试点为两组，两组所述测试点的连线与机轴平行。

在本实施例中，所述标识工装3上设置有处于同一平面且相对位置固定的三个模拟点；各所述模拟点用于模拟所述两组测试点及所述航电设备的光轴在垂直于所述机轴方向的投影。

在本实施例中，如图1或图2所示，所述飞机上安装有校准镜16，所述姿态调整部包括：

底盘；

调平装置，为调整手轮17，用于调整所述底盘的水平状态；

安装支架11，固定在所述底盘上；

升降机构13，设置在所述安装支架11上，用于带动基准把靶面12和投影靶面12垂直于底盘运动；

自准直仪15，固定在所述安装支架11上，光轴垂直于所述基准把靶面12和投影靶面12；

测距仪14，固定在所述安装支架11上，用于测量所述基准把靶面12和投影靶面12与所述校准镜16之间的距离。

在本实施例中，底盘的底部还设置有调整脚轮18，调整脚轮18为自锁万向轮。

在本实施例中，所述升降机构13为丝杠螺母传动机构。

在本实施例中，所述航电设备为平视显示器、火炮、前视红外设备或光电探测设备。

在一个实施例中，提出一种基于上述飞机多型航电设备光轴校准装置的一种飞机多型航电设备光轴校准方法，包括以下步骤：

1)立靶，在飞机非架平状态下将靶板装置放置在飞机前方并与飞机姿态对准；

2)姿态标识，通过投影装置的两组激光器，用不同角度的激光线照射飞机的测试点，通过激光线在投影靶面上的投影，标识出飞机姿态；

3)将标识工装上的两点与飞机姿态的标识点重合，基于标识工装的第三点在基准靶面上标出航电设备的光轴理论投影点；

4)通过校准工装将航电设备的实际光轴调整至与理论投影点重合。

在本是实施例中，校准装置由靶板装置1、投影装置2、通用标识工装3、专用校准工装4等部分组成。靶板装置1主要由安装支架11、靶面12、升降机构13、自准直仪15、测距仪14、校准镜16、调整手轮17、调整脚轮18等部分组成；安装支架11是安装载体，底部有四个调整手轮17和四个脚轮18。调整手轮17可以调整靶板装置1的俯仰、方位角度；靶面12安装在升降机构13上，可以上下移动，且靶面12与自准直仪15、测距仪14发射的光路垂直；升降机构13是但不限于是丝杠螺母传动机构，可以适应多型机型、多种工况下的飞机光轴校准工作，可以调整靶板装置的高度；校准镜16安装在飞机底部，自准直仪15配合校准镜16即可测量飞机的俯仰角度，进而实现靶板靶面的相应调整。投影装置2主要由两台高精度扫平仪组成，可以将飞机机轴投影到靶板上。通用标识工装3可以实现将飞机机轴以及平视显示器、火炮、前视红外设备、光电探测设备等航电设备光轴在靶面12的位置标识出来。专用校准工装4安装在飞机内部，可以配合相应航电设备将其光轴的实际位置标识出来并依据靶面12上的理论位置进行校准、验证。从而实现了对多型航电设备光轴的校准、验证。

本发明的实施例，如图3、4所示的校准方法。

整体的校准流程为：

立靶：飞机非架平状态调整靶板姿态，具体过程如图5所示；

机轴寻获：投影装置将飞机机轴投影到靶板；

标识光轴：通用标识工装标识出多光轴在靶板上的位置；

校准光轴:专用校准工装校准、验证航电设备光轴。

立靶流程为：

靶板高度调节：将靶板粗略放置在飞机前方指定距离，使用高精度扫平仪扫飞机指定测量点，此时调整靶板升降机构使扫平仪在靶板上的投影线在靶板高度线附近即可满足使用要求。

靶板俯仰、方位调节：将校准镜安装在飞机底部，调整靶板四个脚轮使靶板粗略放置在飞机正前方，同时调整靶板四个调整手轮进行靶板的俯仰、方位调节，使自准直仪配合校准镜实现准直功能，此时实现了靶板面与飞机机轴垂直。

靶板距离调节：打开测距仪按钮，根据显示距离将靶板精确放置在飞机前方。

准直确认：再次打开自准直仪查看准直情况，如果准直偏离，重新进行靶板的俯仰、方位调节。

本实施例立靶时通过靶板装置上的自准直仪、测距仪实现靶板的俯仰、方位、距离、高度的调节；使用投影装置将飞机机轴投影到靶板上，使用通用标识工装将飞机机轴以及平视显示器、火炮、前视红外设备、光电探测设备等航电设备光轴在靶板的位置标识出来，进一步根据航电设备专用校准工装确定相应光轴的校准动作。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种飞机多型航电设备光轴校准装置，用于飞机航电设备的光轴校准，其特征在于，包括：

靶板装置，包括姿态调整部、基准靶面和两个投影靶面；所述姿态调整部用于调整所述基准靶面和两个投影靶面的位置和姿态；

投影装置，包括两组激光器，用于通过两组不同角度的激光线照射至所述飞机的测试点；

标识工装，用于在所述靶板装置与所述飞机的姿态标识重合后，在所述基准靶面上模拟所述航电设备的光轴基准点；

校准工装，用于基于所述光轴基准点校准所述航电设备的光轴；

其中，所述姿态标识通过所述测试点在两个所述投影靶面的投影得到；

所述飞机上安装有校准镜，所述姿态调整部包括：

底盘；

调平装置，用于调整所述底盘的水平状态；

安装支架，固定在所述底盘上；

升降机构，设置在所述安装支架上，用于带动基准靶面和投影靶面垂直于底盘运动；

自准直仪，固定在所述安装支架上；

测距仪，固定在所述安装支架上，用于测量所述基准靶面和投影靶面与所述校准镜之间的距离；

所述靶面与自准直仪及测距仪发射的光路垂直；校准镜安装在飞机底部，自准直仪配合校准镜即可测量飞机的俯仰角度，进而实现靶板靶面的相应调整。

2.根据权利要求1所述的飞机多型航电设备光轴校准装置，其特征在于，所述投影装置为高精度扫平仪。

3.根据权利要求1所述的飞机多型航电设备光轴校准装置，其特征在于，所述测试点为两组，两组所述测试点的连线与机轴平行。

4.根据权利要求3所述的飞机多型航电设备光轴校准装置，其特征在于，所述标识工装上设置有处于同一平面且相对位置固定的三个模拟点；各所述模拟点用于模拟所述两组测试点及所述航电设备的光轴在垂直于所述机轴方向的投影。

5.根据权利要求1所述的飞机多型航电设备光轴校准装置，其特征在于，所述升降机构为丝杠螺母传动机构。

6.根据权利要求1所述的飞机多型航电设备光轴校准装置，其特征在于，所述航电设备为平视显示器、火炮、前视红外设备或光电探测设备。

7.根据权利要求1-6之任一项所述的飞机多型航电设备光轴校准装置的一种飞机多型航电设备光轴校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）立靶，在飞机非架平状态下将靶板装置放置在飞机前方并与飞机姿态对准；

2）姿态标识，通过投影装置的两组激光器，用不同角度的激光线照射飞机的测试点，通过激光线在投影靶面上的投影，标识出飞机姿态；

3）将标识工装上的两点与飞机姿态的标识点重合，基于标识工装的第三点在基准靶面上标出航电设备的光轴理论投影点；

4）通过校准工装将航电设备的实际光轴调整至与理论投影点重合。