CN219266758U - 一种用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，该装置中，驱动电机通过涡轮蜗杆轴系驱动主轴转动，从而带动固定在主轴上的挡板摆动，实现光路的遮挡。本实用新型利用蜗轮蜗杆自锁的能力实现装置断电自锁的功能，避免了振动导致挡板随机运动损坏的风险。

Description

一种用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置

技术领域

本实用新型属于航空技术领域，涉及一种用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置。

背景技术

航空相机作为高空获取目标信息的一种重要侦察手段，其应用环境特殊，工作中主要以飞机为载体在高空中始终运动且速度变化状态，受到外界温度、气流等环境干扰，导致摄影距离变化范围以及经纬度不同，这些因素都会影响曝光量的变化甚至出现太阳光直射相机的情况，导致红外探测器出现过饱和现象，如果长时间出现过饱和会损坏探测器，因此当太阳光直射相机时需要挡光装置及时遮挡光路，从而保护探测器。

航空相机中红外成像的探测器由于自身器件的非均匀性、与外界输入相关的不均匀性以及光学系统的影响，导致探测器固有非均匀性噪声，为提取到准确的目标，在红外相机开机后需对探测器进行均匀校正处理，航空相机工作时处于高空，需要设计电动切入、切出挡板，挡板遮光部分加工成金字塔尖式形状，再染黑提高挡板表面辐射均匀性，可模拟黑体的校正方式，同时挡板在工作过程中受到环境冲击振动能可靠工作，当航空相机断电后挡板需要自锁，不因振动导致挡板晃动，影响光学成像。

中国专利公报公开了“一种红外相机非均匀性校正装置”(专利号：201210194682.5)，该装置采用圆管式电磁铁提供直线动力，通过曲轴机构间接带动遮光板实现光路的遮挡与开放，一旦断电，电磁铁失去磁性后挡板会随机晃动产生安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，该装置能够避免断电导致挡板随机运动损坏的风险，增加挡板控制的安全性。

为了解决上述技术问题，本实用新型的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于该装置中，驱动电机通过涡轮蜗杆轴系驱动主轴转动，从而带动固定在主轴上的挡板摆动，实现光路的遮挡。

所述的驱动电机采用减速电机。

所述的涡轮蜗杆轴系及主轴设置在主框架内部，驱动电机通过电机安装座安装固定在主框架的右侧。

所述的涡轮蜗杆轴系中，蜗杆两端通过轴承支撑在主框架的左右两侧，并且其右端通过联轴器与驱动电机的驱动轴固定连接；涡轮与蜗杆啮合；主轴的左端和右部分别通过轴承支撑在主框架的前后两侧；涡轮套装固定在主轴的中部；挡板固定在主轴的右端。

所述挡板的转柄端部通过轴端的螺母和径向的顶丝与主轴固定连接。

所述挡板的遮光部分采用不反光表面。

所述挡板的遮光部分采用分布金字塔尖式形状颗粒的黑色表面。

所述主轴的左端安装光电编码器。

所述主框架的后侧设置限位机构，限位机构包括挡板上限位位置的A机械限位座和下限位位置的B机械限位座。

所述的限位机构还包括安装在A机械限位座上的A光电开关和安装在B机械限位座上的B光电开关，A光电开关的电限位位置位于挡板的上限位点后2°的位置，A机械限位座的限位面位于A光电开关电限位位置之后；B光电开关的电限位位置位于挡板下限位点后2°的位置，B机械限位座的限位面位于B光电开关的电限位位置之后。

本实用新型的积极效果：

1、采用了涡轮蜗杆传动方式，利用蜗轮蜗杆自锁的能力实现装置断电自锁的功能，避免了振动导致挡板随机运动损坏的风险。利用光电开光电限位和机械硬限位，增加了挡板控制的安全性；未引入电磁铁作为挡板固定装置，避免引入不确定的电磁干扰，也减少了电气元件，增加了装置可靠性；

2、采用挡板与光电编码器同轴转动，实现精确测角，挡板转动重复定位精度高，没有传动误差，避免误差积累过多最终导致无法实现挡板遮挡功能；

本实用新型利用减速电机和光电编码器形成闭环动力输出及控制，在保证测角精度的基础上，能够完成挡板的高速精准切入、切出功能；利用涡轮蜗杆可自锁的能力，保证断电后挡板处于固定位置；另外加装光电开关作为挡板的电限位，同时也设计了机械限位进行挡板旋转角度保护，提高了装置的可靠性。

附图说明

图1、图2是本实用新型的总体结构示意图。

图3是本实用新型的纵向剖视图。

图4是本实用新型的横向剖视图。

图5是挡板遮光部分示意图。

图中：1.主框架，2.驱动电机，21.电机安装座，22.联轴器，31.蜗杆，32.涡轮，33.深沟球轴承，34.轴承压盖，35.锁紧螺母，4.主轴，41.深沟球轴承，42.轴承压盖，43.锁紧螺母，5.挡板，51.螺母，52.顶丝，6.光电编码器，61.螺母，71.A机械限位座，72.A光电开关,73.B机械限位座，74.B光电开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义的理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况具体理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或者仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”、“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1、2所示，本实用新型的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，包括主框架1、驱动电机2，涡轮蜗杆轴系，主轴4，挡板5，光电编码器6，限位机构。

所述的驱动电机2采用减速电机，通过电机安装座21安装固定在主框架1的右侧。

如图3所示，所述的涡轮蜗杆轴系设置在主框架1内部，蜗杆31两端通过深沟球轴承33支撑在主框架1的左右两侧，并且其右端通过联轴器22与驱动电机2的驱动轴固定连接；深沟球轴承33由轴承压盖34和锁紧螺母35固定位置；涡轮32与蜗杆31啮合。

如图4所示，所述主轴4设置在主框架1内部，其左端和右部分别通过深沟球轴承41支撑在主框架1的前后两侧，深沟球轴承41由轴承压盖42和锁紧螺母43固定位置；涡轮32套装固定在主轴4的中部；挡板5安装在主轴4的右端，其转柄端部通过轴端的螺母51和径向的顶丝52与主轴4固定连接；螺母51和顶丝52的螺纹处涂抹螺纹防松胶；挡板5的遮光部分采用不反光表面，例如可以粘贴黑色材料、采用黑色粗糙表面，或者采用分布金字塔尖式形状颗粒的黑色表面等等；挡板5的遮光部分板厚为0.8mm。

所述的光电编码器6安装在主轴4的左端，光电编码器6的内环通过轴端的螺母61和径向的顶丝固定；螺母61和径向的顶丝的螺纹处涂抹螺纹防松胶。

所述的限位机构设置在主框架1的后侧，包括挡板上限位位置的A机械限位座71、A光电开关72,下限位位置的B机械限位座73、B光电开关74；A机械限位座71固定在主框架1上，A光电开关72安装在A机械限位座71上，A光电开关72的电限位位置位于挡板的上限位点后2°的位置，A机械限位座71的限位面位于A光电开关72电限位位置之后；B机械限位座73固定在主框架1上，B光电开关74安装在B机械限位座73上，B光电开关74的电限位位置位于挡板下限位点后2°的位置，B机械限位座73的限位面位于B光电开关74的电限位位置之后。

所述主框架上安装蜗轮蜗杆轴系，轴系通过两个深沟球轴承实现360°转动，蜗轮蜗杆轴系通过啮合传动动力；减速电机安装在电机安装座上，蜗杆与减速电机主轴通过联轴器连接，为蜗杆提供转动动力源，光电编码器和挡板安装在驱动主轴两端，光电编码器作为驱动主轴转动的测角元件；挡板由蜗轮蜗杆轴系和主轴带动转动；光电编码器与减速电机可以通过控制系统实现闭环控制，以挡板的实时位置作为反馈量，因此减速装置、齿轮啮合间隙以及涡轮啮合间隙对挡板的测角精度几乎无影响，此种设计避免了挡板转动的测角误差，避免误差积累过多挡板有遮挡不全的问题；另外光电编码器和挡板与主轴之间通过轴端的螺母和径向的顶丝固定，最终在螺纹处均涂抹螺纹防松胶。光电开关安装在机械限位块上，经过计算光电开关位置位于比挡板转动到位后再旋转2°的位置，作为挡板的电限位，当电限位失控后挡板继续旋转将撞到机械限位块上，避免挡板整圈旋转，撞到其他装置；挡板遮光部分采用精密机床加工成金字塔尖式颗粒形状后时效处理，遮光部分板厚为0.8mm，采用航空硬铝制成,保证结构强度的同时，尽量轻量化设计，较小自身惯量，表面染黑处理，模拟黑体中表面辐射率均匀效果最好的金字塔式表面。

红外非均匀校正功能主要在航空相机开机工作前由主控系统发出控制指令，进行均匀校正功能，由光电编码器和电机闭环控制完成，遮光功能在探测器过饱和时通过图像解算反馈信息给主控系统后，驱动电机执行快速转动，通过蜗轮蜗杆轴系和驱动主轴带动挡板转动实现遮挡光路功能。

Claims (10)

1.一种用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于该装置中，驱动电机(2)通过涡轮蜗杆轴系驱动主轴(4)转动，从而带动固定在主轴上的挡板(5)摆动，实现光路的遮挡。

2.根据权利要求1所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述的驱动电机采用减速电机。

3.根据权利要求1所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述的涡轮蜗杆轴系及主轴设置在主框架(1)内部，驱动电机通过电机安装座(21)安装固定在主框架(1)的右侧。

4.根据权利要求3所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述的涡轮蜗杆轴系中，蜗杆(31)两端通过轴承支撑在主框架的左右两侧，并且其右端通过联轴器与驱动电机的驱动轴固定连接；涡轮(32)与蜗杆(31)啮合；主轴的左端和右部分别通过轴承支撑在主框架的前后两侧；涡轮套装固定在主轴的中部；挡板固定在主轴的右端。

5.根据权利要求1所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述挡板的转柄端部通过轴端的螺母和径向的顶丝与主轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述挡板的遮光部分采用不反光表面。

7.根据权利要求6所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述挡板的遮光部分采用分布金字塔尖式形状颗粒的黑色表面。

8.根据权利要求1所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述主轴的左端安装光电编码器(6)。

9.根据权利要求3所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述主框架的后侧设置限位机构，限位机构包括挡板上限位位置的A机械限位座(71)和下限位位置的B机械限位座(73)。

10.根据权利要求9所述的用于航空相机断电自锁的红外非均匀校正遮光装置，其特征在于所述的限位机构还包括安装在A机械限位座上的A光电开关(72)和安装在B机械限位座上的B光电开关(74)，A光电开关的电限位位置位于挡板的上限位点后2°的位置，A机械限位座的限位面位于A光电开关电限位位置之后；B光电开关的电限位位置位于挡板下限位点后2°的位置，B机械限位座的限位面位于B光电开关的电限位位置之后。

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