CN114200665A - 一种双孔径红外双视场切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双孔径红外双视场切换装置，有限转角电机驱动装置、传动杆、连杆、反光镜组件导杆、反光镜组件、第一视场限位锁紧装置、第二视场限位锁紧装置、旋转轴和主壳体。其中有限转角电机驱动装置可以提供准确的转动角度范围，该装置配合平面双摇杆机构，实现了双孔径红外双视场的精准快速切换。限位锁紧装置实现了视场的精准定位及反光镜的锁定，提高了视场切换后光轴的稳定性，有效保证了双视场镜头在冲击振动等复杂力学环境下的成像质量。第一限位锁紧装置和第二限位锁紧装置的结构简单紧凑，实现了双孔径红外双视场镜头的小型化与紧凑化。

Description

一种双孔径红外双视场切换装置

技术领域

本发明涉及机械及光学技术领域，具体涉及一种双孔径红外双视场切换装置。

背景技术

近年来，随着红外热成像技术在军事、民用等领域的不断应用与发展，单视场红外镜头逐渐不能满足复杂场景下的实际需求，而红外双视场镜头在制导、遥感、侦查观瞄、预警等领域应用愈发广泛。红外双视场镜头中的大视场镜组可在大空间范围内进行图像匹配及目标搜索，小视场镜组可完成对特定范围内的目标识别、跟踪或瞄准等，其切换速度及切换后光路的稳定性，直接影响红外双视场镜头的成像性能。

常见的双孔径红外双视场镜头采用直线电机带动反光镜平移的方式或伺服电机带动反光镜旋转的方式，实现双视场切换。采用直线电机方式，结构占用空间大，加工精度要求高，装调复杂，抗振性差，且定位精度不高；采用伺服电机方式，需增加减速箱及角度传感器，整体结构尺寸大，且由于齿轮传动空回的存在导致反光镜定位精度差，完成视场切换后无法保证该视场下光轴的稳定，影响成像质量。

因此，目前亟需一种双孔径红外双视场切换装置，能够实现视场精准切换的同时，满足小型化的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双孔径红外双视场切换装置，该装置有利于紧凑化小型化设计，具有结构简单，视场切换精准快速，稳定性高等特点。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种双孔径红外双视场切换装置，包括有限转角电机驱动装置1、传动杆组件、反光镜组件5、第一视场限位锁紧装置6和第二视场限位锁紧装置7。

传动杆组件为平面双摇杆机构。

有限转角电机驱动装置1通过传动杆组件带动反光镜组件5转动，运动至上限角作为第二视场，由第二视场限位锁紧装置7锁定反光镜组件5；第二视场限位锁紧装置7通电解锁，有限转角电机驱动装置1通过传动杆组件带动反光镜组件5转动，运动至下限角作为第一视场，由第一视场限位锁紧装置6锁定反光镜组件5，当再次转换视场时，第一视场限位锁紧装置6通电解锁，并重复上述步骤。

进一步的，双孔径红外双视场切换装置还包括主壳体9。

主壳体9为空心长方形壳体，顶面的长方形的安装盖17可拆卸。

主壳体9的底面开有圆孔，用于安装短焦主物镜21；主壳体9的后面开有圆孔，用于安装长焦主物镜20；主壳体9的前面开有圆孔，用于安装前组镜头18，主壳体9的左侧面开有左弧形槽，右侧面开有与其对称的右弧形槽。

进一步的，传动杆组件包括：

传动杆2，传动杆2与有限转角电机驱动装置1连接并一起旋转。

连杆3，连杆3的首端与传动杆2连接并在同一平面转动，另一端与反光镜组件导杆4连接，带动反光镜组件导杆4在平面的垂直方向转动。

反光镜组件导杆4，分为左组件导杆4a和右组件导杆4b，左组件导杆4a经过左弧形槽，与反光镜组件5连接，带动反光镜组件5旋转至上限角或下限角；右组件导杆4b穿过右弧形槽与第一视场限位锁紧装置6连接，第一视场限位锁紧装置6跟随右组件导杆4b转动。

进一步的，有限转角电机驱动装置1包括有限转角力矩电机10和电机安装法兰11，有限转角力矩电机10通过电机安装法兰11安装在主壳体9上。

进一步的，反光镜组件5包括反光镜12和反光镜夹13，反光镜12夹持在反光镜夹13内。

进一步的，其特征在于，锁定的方式为电磁吸附。

进一步的，第一视场限位锁紧装置6包括第一电磁吸片14a和第一电磁吸盘15a。

第一电磁吸片14a与反光镜组件导杆4的尾端连接；第一电磁吸盘15a通过L型的安装板16固定在主壳体9右侧面。

第一电磁吸片14a与第一电磁吸盘15a贴合，实现第一视场的锁紧。

进一步的，第二视场限位为锁紧装置7包括第二电磁吸片14b、第三电磁吸片14c、第二电磁吸盘15b和第三电磁吸盘15c。

第二电磁吸盘15b第二电磁吸片14b安装在主壳体盖17内侧，第二电磁吸片14b安装在反光镜12左侧。

第三电磁吸盘15c安装在主壳体盖17内侧，第三电磁吸片14c第三电磁吸盘15c安装在反光镜12右侧。

第二电磁吸片14b和第二电磁吸盘15b贴合，第三电磁吸片14c和第三电磁吸盘15c贴合，实现第二视场的锁紧。

有益效果：

1、本发明提供的双孔径红外双视场切换装置，其中有限转角电机驱动装置可以提供准确的转动角度范围，该装置配合平面双摇杆机构，实现了双孔径红外双视场的精准快速切换。限位锁紧装置实现了视场的精准定位及反光镜的锁定，提高了视场切换后光轴的稳定性，有效保证了双视场镜头在冲击振动等复杂力学环境下的成像质量。

2、第一限位锁紧装置和第二限位锁紧装置的结构简单紧凑，实现了双孔径红外双视场镜头的小型化与紧凑化。

附图说明

图1为本发明装置结构轴侧图。

图2为本发明装置结构剖视图。

图3为双孔径红外双视场镜头光路简图。

图4为平面双摇杆机构配合图。

其中，1-有限转角电机驱动装置，2-传动杆，3-连杆，4-反光镜组件导杆，4a-左组件导杆，4b-右组件导杆，5-反光镜组件，6-第一视场限位锁紧装置，7-第二视场限位锁紧装置，8-固定轴，9-主壳体，10-有限转角力矩电机，11-电机安装法兰，12-反光镜，13-反光镜夹，14a-第一电磁吸片，14b-第二电磁吸片，14c-第三电磁吸片，15a-第一电磁吸盘，15b-第二电磁吸盘，15c-第三电磁吸盘，16-安装板，17-安装盖，18-前组镜头，19-探测器，20-长焦主物镜，21-短焦主物镜。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如图2所示，本发明提出一种双孔径红外双视场切换装置，包括：有限转角电机驱动装置1、传动杆组件、反光镜组件5、第一视场限位锁紧装置6、第二视场限位锁紧装置7、固定轴8和主壳体9。传动杆组件为平面双摇杆机构。

发明装置原理如下：

有限转角电机驱动装置1带动反光镜组件5运动，使其上的反光镜12转动特定的角度，使反光镜组件5实现双视场下围绕光轴的上下运动，实现视场切换。本发明实施例中，有限转角电机驱动装置1通过传动杆组件带动反光镜组件5转动，运动至上限角作为第二视场，由第二视场限位锁紧装置7锁定反光镜组件5；第二视场限位锁紧装置7通电解锁，有限转角电机驱动装置1通过传动杆组件带动反光镜组件5转动，运动至下限角作为第一视场，由第一视场限位锁紧装置6锁定反光镜组件5。当再次转换视场时，第一视场限位锁紧装置6通电解锁，并重复上述步骤。本发明实施例中，锁定的具体方式为电磁吸附。

如图1所示，主壳体9为空心长方形壳体，顶面长方形的安装盖17可拆卸。主壳体9的底面开有圆孔，用于安装短焦主物镜21；主壳体9的后面开有圆孔，用于安装长焦主物镜20；主壳体9的左侧面和右侧面分别与两段固定轴8连接；主壳体9的前面开有圆孔，用于安装前组镜头18，主壳体9的左侧面开有左弧形槽，右侧面开有与其对称的右弧形槽。

如图3所示，为双孔径红外双视场镜头光路图，双视场即为第一视场和第二视场。待测的视场镜头包括前组镜头18、长焦主物镜20和短焦主物镜21。长焦主物镜20、反光镜12、前组镜头18和外部探测器19依次在同一条光路上；视场镜头的短焦主物镜21安装在主壳体9底面的圆孔上。其中，反光镜组件5上的反光镜12的旋转实现视场切换，在外部探测器19上可以检测得出。

如图2和图4所示，传动杆组件包括：

传动杆2，传动杆2与有限转角电机驱动装置1连接并一起旋转。

连杆3，连杆3的首端与传动杆2连接并在同一平面转动，另一端与反光镜组件导杆4连接，带动反光镜组件导杆4在连杆3所在平面的垂直方向转动。

反光镜组件导杆4，分为左组件导杆4a和右组件导杆4b，左组件导杆4a经过左弧形槽，与反光镜组件5连接，带动反光镜组件5旋转至上限角或下限角；右组件导杆4b穿过右弧形槽与第一视场限位锁紧装置6连接，第一视场限位锁紧装置6跟随右组件导杆4b转动。

同时，固定轴8与反光镜夹13通过连杆3转动连接，固定轴8固定在主壳体9上。

如图4所示，反光镜组件5包括反光镜12和反光镜夹13，反光镜12夹持在反光镜夹13内。反光镜夹13带动反光镜12绕固定轴8转动。

如图1所示，第一视场限位锁紧装置6包括第一电磁吸片14a和第一电磁吸盘15a。

第一电磁吸片14a与右组件导杆4b的尾端连接；第一电磁吸盘15a通过L型的安装板16固定在主壳体9右侧面。

第一电磁吸片14a与第一电磁吸盘15a贴合，实现第一视场的锁紧。

如图2和图4所示，第二视场限位锁紧装置7包括第二电磁吸片14b、第三电磁吸片14c、第二电磁吸盘15b和第三电磁吸盘15c。

第二电磁吸盘15b第二电磁吸片14b安装在安装盖17内侧，第二电磁吸片14b安装在反光镜12左侧。

第三电磁吸盘15c安装在安装盖17内侧，第三电磁吸片14c、第三电磁吸盘15c安装在反光镜12右侧。

第二电磁吸片14b和第二电磁吸盘15b贴合，第三电磁吸片14c和第三电磁吸盘15c贴合，实现第二视场的锁紧。

如图2所示，有限转角电机驱动装置1包括有限转角力矩电机10和电机安装法兰11。有限转角力矩电机10通过电机安装法兰11安装在主壳体9上。

本发明装置的使用方法，具体包括如下步骤：

步骤一、反光镜组件5在初始第一视场通过第一视场限位锁紧装置6固定，收到视场切换指令时，第一视场限位锁紧装置6通电解锁。

步骤二、有限转角电机驱动装置1通电，通过传动杆2、连杆3和反光镜组件5组成的平面双摇杆机构带动反光镜组件5围绕固定轴8转动。

步骤三、有限转角电机驱动装置1带动反光镜组件5旋转至上极限角，即到达第二视场限位锁紧装置7位置，有限转角电机驱动装置1堵转。

步骤四、第二视场限位锁紧装置7断电锁紧，有限转角电机驱动装置1断电结束堵转，完成第二视场切换。

其中，当第二视场向第一视场切换时，按切换需求重复以上步骤。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (8)

1.一种双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，包括有限转角电机驱动装置(1)、传动杆组件、反光镜组件(5)、第一视场限位锁紧装置(6)和第二视场限位锁紧装置(7)；

所述传动杆组件为平面双摇杆机构；

有限转角电机驱动装置(1)通过传动杆组件带动反光镜组件(5)转动，运动至上限角作为第二视场，由第二视场限位锁紧装置(7)锁定反光镜组件(5)；第二视场限位锁紧装置(7)通电解锁，有限转角电机驱动装置(1)通过传动杆组件带动反光镜组件(5)转动，运动至下限角作为第一视场，由第一视场限位锁紧装置(6)锁定反光镜组件(5)，当再次转换视场时，所述第一视场限位锁紧装置(6)通电解锁，并重复上述步骤。

2.如权利要求1所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述双孔径红外双视场切换装置还包括主壳体(9)；

所述主壳体(9)为空心长方形壳体，顶面的长方形的安装盖(17)可拆卸；

所述主壳体(9)的底面开有圆孔，用于安装短焦主物镜(21)；所述主壳体(9)的后面开有圆孔，用于安装长焦主物镜(20)；所述主壳体(9)的前面开有圆孔，用于安装前组镜头(18)，所述主壳体(9)的左侧面开有左弧形槽，右侧面开有与其对称的右弧形槽。

3.如权利要求2所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述传动杆组件包括：

传动杆(2)，所述传动杆(2)与所述有限转角电机驱动装置(1)连接并一起旋转；

连杆(3)，所述连杆(3)的首端与所述传动杆(2)连接并在同一平面转动，另一端与反光镜组件导杆(4)连接，带动所述反光镜组件导杆(4)在所述平面的垂直方向转动；

反光镜组件导杆(4)，分为左组件导杆(4a)和右组件导杆(4b)，所述左组件导杆(4a)经过所述左弧形槽，与所述反光镜组件(5)连接，带动所述反光镜组件(5)旋转至上限角或下限角；所述右组件导杆(4b)穿过所述右弧形槽与第一视场限位锁紧装置(6)连接，所述第一视场限位锁紧装置(6)跟随所述右组件导杆(4b)转动。

4.如权利要求1所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述有限转角电机驱动装置(1)包括有限转角力矩电机(10)和电机安装法兰(11)，有限转角力矩电机(10)通过电机安装法兰(11)安装在主壳体(9)上。

5.如权利要求1所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述反光镜组件(5)包括反光镜(12)和反光镜夹(13)，所述反光镜(12)夹持在反光镜夹(13)内。

6.如权利要求1-5任意一项所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述锁定的方式为电磁吸附。

7.如权利要求6所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述第一视场限位锁紧装置(6)包括第一电磁吸片(14a)和第一电磁吸盘(15a)；

所述第一电磁吸片(14a)与反光镜组件导杆(4)的尾端连接；所述第一电磁吸盘(15a)通过L型的安装板(16)固定在所述主壳体(9)右侧面；

所述第一电磁吸片(14a)与所述第一电磁吸盘(15a)贴合，实现第一视场的锁紧。

8.如权利要求7所述的双孔径红外双视场切换装置，其特征在于，所述第二视场限位为锁紧装置(7)包括第二电磁吸片(14b)、第三电磁吸片(14c)、第二电磁吸盘(15b)和第三电磁吸盘(15c)；

所述第二电磁吸盘(15b)第二电磁吸片(14b)安装在主壳体盖(17)内侧，所述第二电磁吸片(14b)安装在所述反光镜(12)左侧；

所述第三电磁吸盘(15c)安装在主壳体盖(17)内侧，所述第三电磁吸片(14c)第三电磁吸盘(15c)安装在所述反光镜(12)右侧；

所述第二电磁吸片(14b)和所述第二电磁吸盘(15b)贴合，所述第三电磁吸片(14c)和所述第三电磁吸盘(15c)贴合，实现第二视场的锁紧。

Images