CN213689949U - 一种星载球形测距反射器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种星载球形测距反射器，包括外球体，以及同心设置在所述外球体的内部且对于光的折射率高于所述外球体对于光的折射率的内球体，所述外球体的半圆表面镀设有全反射膜。本实用新型使用不同折射率的球形结构，通过全反射原理，来实现进光光线的零指向性误差，全角度入射和反射能够准确的测量光线路径，并自动的滤除不同角度光线之间的影响。

Description

一种星载球形测距反射器

技术领域

本实用新型涉及激光测距技术领域，具体涉及一种星载球形测距反射器。

背景技术

传统激光测距反射镜，包括阿波罗登月计划在月球表面放置的角锥反射镜、中山大学天琴计划卫星采用的精密反射镜等，均采用3面镜面粘合的墙角形反射镜，因为进光光路存在不确定性，使得墙角形反射镜能够接受和测量多角度多方向的光源，同时也导致了在光源测量过程中可能存在的相近光源的干涉以及需要较大的接收面来进行反射光线的接收，这样在测量的过程中无可避免的会存在测量误差，对于激光束入射角也有一定的限制，所以空间飞行器等装备的角反射器一般做成多个不同角度的组合来覆盖不同入射角的需求，这样势必造成发射器体积大、载荷重量高、成本高昂，且具有反射效率低、指向测量精度不足等缺点，虽然基本可以满足大部分精度要求不高的测距应用，但是难以满足测量精度更高的场景需求。同时由于三面镜片粘合精度要求高、加工难度大、长期使用可靠性有局限。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种星载球形测距反射器，以解决现有技术中反射器体积大、载荷重量高、成本高昂，且具有反射效率低、指向测量精度不足的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型具体提供下述技术方案：

一种星载球形测距反射器，包括外球体，以及同心设置在所述外球体的内部且对于光的折射率高于所述外球体对于光的折射率的内球体，所述外球体的半圆表面镀设有全反射膜。

作为本实用新型的一种优选方案，所述外球体包括表面镀设所述全反射膜的第一半球体以及用于接收入射光并向所述内球体折射的第二半球体，位于所述全反射膜和所述内球体之间的所述第一半球体内部设置有增透膜。

作为本实用新型的一种优选方案，所述第一半球和所述第二半球体通过光隔板连接在一起，且所述增透膜的端部连接所述光隔板。

作为本实用新型的一种优选方案，还包括随动支座，所述随动支座包括法兰盘以及同轴设置在所述法兰盘上的固定基座，所述固定基座上开设有安装所述外球体的安装位槽，且所述安装位槽位于所述固定基座的表面的开口形成进光孔，所述安装位槽的中间周向上等间距设置有多个被动调节固定组件，所述被动调节固定组件用于驱动所述外球体进行多向自由转动来偏移所述进光孔与所述反射膜的相对位置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述被动调节固定组件包括沿所述固定基座长度方向上滑动安装在所述固定基座上的动作板，所述动作板至少包括两个，且所述动作板中心对称设置在所述固定基座上，所述固定基座的表面上设置有供所述动作板滑动的导槽，所述动作板的中间沿所述固定基座的径向安装有施力件，所述施力件的端部通过球铰连接有连接弧板，且所述连接弧板与所述光隔板所在的所述外球体的周向表面连接。

本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：

本实用新型使用不同折射率的球形结构，通过全反射原理，来实现进光光线的零指向性误差，全角度入射和反射能够准确的测量光线路径，并自动的滤除不同角度光线之间的影响，并且能够实现小空间的安装和角度调节，来规避视野的遮挡，以及通过偏移的方式来对不同角度的光线进行特定的测量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本实用新型实施例提供外球体和内球体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供被动调节固定组件的结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-外球体；2-内球体；3-全反射膜；4-增透膜；5-随动支座；6-被动调节固定组件；

101-第一半球体；102-第二半球体；103-光隔板；

51-法兰盘；52-固定基座；53-安装位槽；54-进光孔；

61-动作板；62-施力件；63-连接弧板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种星载球形测距反射器，包括外球体1，以及同心设置在外球体1的内部且对于光的折射率高于外球体1对于光的折射率的内球体2，外球体1的半圆表面镀设有全反射膜3。

本实用新型使用不同折射率的外球体1和内球体2的球形结构，通过设置在外球体1上设置相对于进光的反射膜来实现全反射，能够实现进光光线的零指向性误差，全角度入射和反射能够准确的测量光线路径，并自动的滤除不同角度光线之间的影响。

外球体1包括表面镀设全反射膜3的第一半球体101以及用于接收入射光并向内球体2折射的第二半球体102，位于全反射膜3和内球体2之间的第一半球体101内部设置有增透膜4，其中，为了弱化第一半球体101的外壁厚度对于光线的折率的测量误差，全反射膜3所在的第一半球体101的外壁厚度小于第二半球体102的外壁厚度，那么在光线的折射率的测量或光的折射路径上，具体的可以根据实际的测量距离和反射镜大小以及介质类型决定第一半球体101和第二半球体102的外壁的厚度差。

本实用新型的外球体1的外周直径为170nm，内球体2的外周直径为107mm，外球体1对于光的折射率为1.47，内球体2对于光的折射率为1.76，增透膜4和全反射膜3之间的间距在4毫米，具体地，图1中的实线折线表示透射光线，其透射光线的波长为1064nm，虚线折线表示反射光线，其反射光线的波长为532。

第一半球体101和第二半球体102通过光隔板103连接在一起，且增透膜4的端部连接光隔板103，光隔板103能够隔离第一半腔体101和第二半腔体102之间的光线反射的影响，可以采用遮光或者吸收光线材料。

进一步地，本实用新型为了进一步地，实现对外球体的安装和实用，还包括随动支座5，随动支座5包括法兰盘51以及同轴设置在法兰盘51上的固定基座52，固定基座52上开设有安装外球体1的安装位槽53，且安装位槽53位于固定基座52的表面的开口形成进光孔54，安装位槽53的中间周向上等间距设置有多个被动调节固定组件6，被动调节固定组件6用于驱动外球体1进行多向自由转动来偏移进光孔54与全反射膜3的相对位置。

被动调节固定机构6需要通过外置的驱动装置进行驱动，具体可以是周向设置在固定基座52上的电磁线圈装置，或根据实际的使用情况确定。

为了在缩小安装体积的前提下，提高反射器对于光线角度的控制和调节，被动调节固定组件6包括沿固定基座52长度方向上滑动安装在固定基座上的动作板61，动作板61至少包括两个，且动作板61中心对称设置在固定基座52上，固定基座52的表面上设置有供动作板61滑动的导槽，动作板61的中间沿固定基座52的径向安装有施力件62，施力件62的端部通过球铰连接有连接弧板63，且连接弧板63与光隔板103所在的外球体1的周向表面连接。

动作板61的沿所述固定基座52的长度方向直线移动，不同的动作板31移动的方向和距离的不同将通过施力件62传递至外球体1，则使得外球体1产生相对在圆周上实现相对的位置差，从而实现外球体1的周向转动，进而调节驱动外球体1进行圆周转动来偏移进光孔54与全反射膜3的相对位置，可用于在实际的测量过程中控制测量激光入射角小于180度，并且安装后能实现100°随动、偏移，可根据需求实现无源工作，同时由于施力件62和外球体1的表面始终接触，同时至少实现多个连接点的支撑，从而在圆周转动的过程中也能够实现可靠的连接。

进一步说明的是，施力件62具体结构为圆柱连接件。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种星载球形测距反射器，其特征在于，包括外球体（1），以及同心设置在所述外球体（1）的内部且对于光的折射率高于所述外球体（1）对于光的折射率的内球体（2），所述外球体（1）的半圆表面镀设有全反射膜（3）。

2.根据权利要求1所述的一种星载球形测距反射器，其特征在于，所述外球体（1）包括表面镀设所述全反射膜（3）的第一半球体（101）以及用于接收入射光并向所述内球体（2）折射的第二半球体（102），位于所述全反射膜（3）和所述内球体（2）之间的所述第一半球体（101）内部设置有增透膜（4）。

3.根据权利要求2所述的一种星载球形测距反射器，其特征在于，所述第一半球体（101）和所述第二半球体（102）通过光隔板（103）连接在一起，且所述增透膜（4）的端部连接所述光隔板（103）。

4.根据权利要求3所述的一种星载球形测距反射器，其特征在于，还包括随动支座（5），所述随动支座（5）包括法兰盘（51）以及同轴设置在所述法兰盘（51）上的固定基座（52），所述固定基座（52）上开设有安装所述外球体（1）的安装位槽（53），且所述安装位槽（53）位于所述固定基座（52）的表面的开口形成进光孔（54），所述安装位槽（53）的中间周向上等间距设置有多个被动调节固定组件（6），所述被动调节固定组件（6）用于驱动所述外球体（1）进行多向自由转动来偏移所述进光孔（54）与所述全反射膜（3）的相对位置。

5.根据权利要求4所述的一种星载球形测距反射器，其特征在于，所述被动调节固定组件（6）包括沿所述固定基座（52）长度方向上滑动安装在所述固定基座上的动作板（61），所述动作板（61）至少包括两个，且所述动作板（61）中心对称设置在所述固定基座（52）上，所述固定基座（52）的表面上设置有供所述动作板（61）滑动的导槽，所述动作板（61）的中间沿所述固定基座（52）的径向安装有施力件（62），所述施力件（62）的端部通过球铰连接有连接弧板（63），且所述连接弧板（63）与所述光隔板（103）所在的所述外球体（1）的周向表面连接。

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