CN205300498U - 一种航空机载平视显示器及其组合镜位置监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种航空机载平视显示器及其组合镜位置监测装置，属于航空机载平视显示器技术领域。本实用新型通过在固定组合镜的转动臂上设置包括两个互相垂直反射面的反射装置，且这两个反射面之间光路连通，在投影装置上安装激光发射器和激光接收器，当组合镜处于工作位时，激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。本实用新型利用激光发射器发出一束激光时，通过检测激光接收器是否接收到经反射装置反射回来的激光来判断组合镜是否在工作位置，如激光接收器接收到上述信号，则表明组合镜位于工作位置，否则说明组合镜偏离了工作位置。本实用新型的航空机载平视显示器能够对组合镜位置进行精准的监测。

Description

一种航空机载平视显示器及其组合镜位置监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种航空机载平视显示器及其组合镜位置监测装置，属于航空机载平视显示器技术领域。

背景技术

航空机载平视显示器(简称HUD)是一种对光学精度要求极高的机载设备，通常由投影装置1和组合镜2组成，如图1所示。投影装置1将符号信息投射到飞行员正前方透明的组合镜2上，光线经过组合镜2反射后，使得符号在无穷远处成虚像，并且HUD采用准直光学系统，使得HUD符号3与外景4具有严格的等角性，因此飞行员可以在HUD的引导下精确控制飞机航迹。HUD的成像原理要求组合镜2必须处于精确的工作位置，才能保证符号位置的精确性，如果组合镜2偏离了精确的工作位置，会导致HUD符号3相对于外景4的错位，将误导飞行员控制飞机的航迹，在飞机着陆时这种误导最严重可造成机毁人亡的事故。

然而，出于HUD的使用需要，组合镜2必须设计为可活动的，如图2所示。当不使用HUD时，组合镜可被收起到位置5；当使用HUD时，应展开组合镜2到位置6；当发生意外时，组合镜2可自动甩开到位置7。组合镜2的可活动设计导致了其在工作中可能偏离位置6。通常组合镜2都具有锁紧装置，以确保其不会偏离位置6，如申请号为201210542271.0的专利文件，该专利文件公开了一种机载平视显示器组合镜用支架组件，提供了一种锁定可靠的运输飞机上安装平视显示器组合镜时使用的转动臂的锁定机构。然而，由于机械零部件长期工作易磨损，会导致精度下降。传统的解决方法是在组合镜2的机械结构上刻蚀若干条标线，供飞行员目视检查位置是否精确，但飞行员无法频繁观察标线，飞机振动导致的组合镜2位置偏离无法被发现。为了实现自动位置监测，通常在组合镜内部集成若干位置传感器，但由于机械运动导致的磨损，位置传感器损坏的概率较大，且损坏后更换也非常费时，影响飞机派遣率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种航空机载平视显示器及其组合镜位置监测装置，以实现对航空机载平视显示器组合镜位置的精准监测。

本实用新型为解决上述技术问题提供了一种航空机载平视显示器，包括投影装置和组合镜，组合镜卡装在转动臂的一端，转动臂的另一端铰接在一固定支座上，所述卡装有组合镜一端的转动臂上设置有反射装置，所述的反射装置包括两个互相垂直的反射面，且这两个反射面之间光路连通，投影装置上安装有激光发射器和激光接收器，当组合镜处于工作位时，所述激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。

所述组合镜通过“n形卡”装配在转动臂上，反射装置为设置在组合镜玻璃的“n形卡”上的反射凹槽，该反射凹槽包括两个互相垂直的反射面，每个反射面内均镀有反射膜，用于反射激光发射器发射的激光。

所述的反射凹槽是在“n形卡”机械加工时加工得到。

所述激光接收器的输出端与投影装置相连，用于向投影装置发送是否接收到经发射凹槽反射回来激光的信号。

所述激光发射器和激光接收器由投影装置供电。

所述激光发射器的光束发散角为2mrad，发射点光束直径为0.7mm，谱线宽度小于0.1nm。

本实用新型还提供了一种航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置，监测装置包括用于设置在投影装置上的激光发射器和激光接收器，以及用于设置在卡装有组合镜一端转动臂上的反射装置，所述的反射装置包括两个互相垂直的反射面，且这两个反射面之间光路连通，当组合镜处于工作位时，所述激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。

所述组合镜通过“n形卡”装配在转动臂上，反射装置为设置在组合镜玻璃的“n形卡”上的反射凹槽，该反射凹槽包括两个互相垂直的反射面，每个反射面内均镀有反射膜，用于反射激光发射器发射的激光。

所述的反射凹槽是在“n形卡”机械加工时加工得到。

所述激光发射器的光束发散角为2mrad，发射点光束直径为0.7mm，谱线宽度小于0.1nm。

本实用新型的有益效果是:本实用新型通过在固定组合镜的转动臂上设置包括两个互相垂直反射面的反射装置，且这两个反射面之间光路连通，在投影装置上安装激光发射器和激光接收器，当组合镜处于工作位时，激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。本实用新型利用激光发射器发出一束激光时，通过检测激光接收器是否接收到经反射装置反射回来的激光来判断组合镜是否在工作位，如激光接收器接收到上述信号，则表明组合镜位于工作位置，否则说明组合镜偏离了工作位置。本实用新型的航空机载平视显示器能够对组合镜位置进行精准的监测。为了进一步提高对组合镜位置的监测的精准性，本实用新型将设置在组合镜玻璃的“n形卡”上的反射凹槽作为反射装置，避免机械磨损；同时，由于激光发射及接收器是独立于投影装置的，即使激光发射及接收器损坏也能够方便的拆卸更换。

附图说明

图1是目前航空机载平视显示器的组成及成像原理图；

图2是目前航空机载平视显示器组合镜的使用位置示意图；

图3是本实用新型航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置的原理示意图；

图4是本实用新型航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置在组合镜处于工作位置时的原理示意图；

图5是本实用新型航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置在组合镜偏离工作位置时的原理示意图；

图6是本实用新型航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置在组合镜偏离工作位置时的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的说明。

本实用新型的一种航空机载平视显示器的实施例

本实用新型的航空机载平视显示器包括投影装置和组合镜，组合镜卡装在转动臂的一端，转动臂的另一端铰接在一固定支座上，转动臂上设置有反射装置，反射装置包括两个互相垂直的反射面，且这两个反射面之间光路连通，投影装置上安装有激光发射器和激光接收器，当组合镜处于工作位时，激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。当激光发射器发出一束激光时，如果组合镜处于工作位置且位置精度在容差范围内，则激光接收器能够接收到经过反射装置反射回来的激光；如果组合镜偏离了工作位置，且偏离超过了允许的位置精度容差，则激光接收器无法接收到经过反射凹槽反射回来的激光。因此，本实用新型可通过检测激光接收器是否接收到经反射装置反射回来的激光是实现对组合镜位置的监测。

其中激光发射器和激光接收器8均由投影装置供电，激光接收器的输出端与投影装置连接，用于向投影装置发送是否接收到经发射凹槽反射回来激光的信号。激光发射器的技术指标如下：光束发散角为2mrad，发射点光束直径为0.7mm，谱线宽度小于0.1nm，波长为650nm。同时，为了提高反射效果，反射凹槽每个反射面所镀反射膜为650nm波长的激光高反膜。

本实施例中反射装置可以是反射棱镜，反射棱镜装配在卡装组合镜一端的转动臂上，反射棱镜中有两个互相垂直的反射面，当组合镜于工作位时，通过激光发射器发出一束激光，若该束激光能够通过反射棱镜的两次反射后被激光接收器接收，则说明组合镜处于工作位置且位置精度在容差范围内，否则说明组合镜处于偏离状态。

为了进一步提高组合镜位置监测的可靠性，反射装置为设置在组合镜玻璃的“n形卡”上的反射凹槽，“n”形卡为卡装组合镜的卡接装置，如图3所示，该反射凹槽在“n形卡”机械加工时直接加工得到，在此后的使用中不会经受任何机械磨损。该反射凹槽包括两个互相垂直的反射面，使得光线经过两次反射后，出射光线和入射光线平行，反射凹槽每个反射面所镀反射膜为650nm波长的激光高反膜，用于反射激光发射器发射的激光。

该航空机载平视显示器的工作原理如下：当航空机载平视显示器工作时，通过转动臂的转动，将组合镜由收起位置转动到工作位置，投影装置1将符号信息投射到飞行员正前方透明的组合镜2进行投影，并在投影的的过程中对组合镜2的位置进行实时监测，利用激光发射器发出一束激光，如果组合镜2处于工作位置且位置精度在容差范围内，则激光接收器能够接收到经过反射凹槽9反射回来的激光，如图4所示，此时投影装置1可采集到激光接收器送出的“接收有效”信号，则正常投影；如果组合镜2偏离了工作位置，如图5和图6所示，无论向前还是向后偏离，只要偏离超过了允许的位置精度容差，则激光接收器无法接收到经过反射凹槽9反射回来的激光，此时投影装置1可采集到激光接收器送出的“接收无效”信号，将在显示画面中叠加警告信息，提醒飞行员注意，以防止飞行事故发生。

本实用新型的一种航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置的实施例。

本实施例中的监测装置包括用于设置在投影装置上的激光发射器和激光接收器，以及用于设置在卡装有组合镜一端转动臂上的反射装置，反射装置包括两个互相垂直的反射面，且这两个反射面之间光路连通，当组合镜处于工作位时，激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。当组合镜于工作位时，通过激光发射器发出一束激光，若该束激光能够通过反射装置的两次反射后被激光接收器接收，则说明组合镜处于工作位置且位置精度在容差范围内，否则说明组合镜处于偏离状态。该装置的具体结构形式及工作原理已在上个实施例中进行了详细说明，这里不再赘述。

Claims (10)

1.一种航空机载平视显示器，包括投影装置和组合镜，组合镜卡装在转动臂的一端，转动臂的另一端铰接在一固定支座上，其特征在于，所述卡装有组合镜一端的转动臂上设置有反射装置，所述的反射装置包括两个互相垂直的反射面，且这两个反射面之间光路连通，投影装置上安装有激光发射器和激光接收器，当组合镜处于工作位时，所述激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。

2.根据权利要求1所述的航空机载平视显示器，其特征在于，所述组合镜通过“n形卡”装配在转动臂上，反射装置为设置在组合镜玻璃的“n形卡”上的反射凹槽，该反射凹槽包括两个互相垂直的反射面，每个反射面内均镀有反射膜，用于反射激光发射器发射的激光。

3.根据权利要求2所述的航空机载平视显示器，其特征在于，所述的反射凹槽是在“n形卡”机械加工时加工得到。

4.根据权利要求2所述的航空机载平视显示器，其特征在于，所述激光接收器的输出端与投影装置相连，用于向投影装置发送是否接收到经发射凹槽反射回来激光的信号。

5.根据权利要求4所述的航空机载平视显示器，其特征在于，所述激光发射器和激光接收器由投影装置供电。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的航空机载平视显示器，其特征在于，所述激光发射器的光束发散角为2mrad，发射点光束直径为0.7mm，谱线宽度小于0.1nm。

7.一种航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置，其特征在于，该监测装置包括用于设置在投影装置上的激光发射器和激光接收器，以及用于设置在卡装有组合镜一端转动臂上的反射装置，所述的反射装置包括两个互相垂直的反射面，且这两个反射面之间光路连通，当组合镜处于工作位时，所述激光发射器发射的光能经反射装置反射后到达激光接收器。

8.根据权利要求7所述的航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置，其特征在于，所述组合镜通过“n形卡”装配在转动臂上，反射装置为设置在组合镜玻璃的“n形卡”上的反射凹槽，该反射凹槽包括两个互相垂直的反射面，每个反射面内均镀有反射膜，用于反射激光发射器发射的激光。

9.根据权利要求8所述的航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置，其特征在于，所述的反射凹槽是在“n形卡”机械加工时加工得到。

10.根据权利要求8所述的航空机载平视显示器的组合镜位置监测装置，其特征在于，所述激光发射器的光束发散角为2mrad，发射点光束直径为0.7mm，谱线宽度小于0.1nm。