CN220552465U - 一种激光导引头零位误差测量校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种激光导引头零位误差测量校准装置，包括基板（9），其特征在于：所述基板（9）上设有导轨（8），导轨（8）上方连接2个移动支座（12），在导轨（8）前端设有零位板（5）和激光传感器组件（14），还包括光靶基板（3），光靶基板（3）设置在零位板（5）和激光传感器组件（14）对应的前方。本实用新型能够对激光导引头零位误差进行测试和校准，本实用新型结构简单，使用方便，能够快速对安装激光导引头的被测产品进行定位和测试，其激光测距传感器的设计，能够针对俯仰角零位误差和横滚角零位误差测试时的导引头探测镜头位置的不同，实现激光测距传感器位置的快速切换。

Description

一种激光导引头零位误差测量校准装置

技术领域

本实用新型涉及一种激光导引头零位误差测量校准装置，属于激光导引头技术领域。

背景技术

激光导引头用于对目标进行跟踪、识别和捕获，激光导引头的零位精确度，直接关系到制导的精准度和成功率。

导引头探测视场越小，角分辨率越高，则探测器精度也就越高，探测距离就越远，为了保证足够的探测性能，导引头视场单边角通常小于2.5°，有的甚至只有1°，这就对导引头的指向精度提出很高的要求。而导引头作为一个独立模块，在将其安装到携带设备上时，由于受加工精度或者装调精度的影响，会导致导引头实际零位与理论零位存在偏差，从而大大降低导引头的指向精度。从导引头的结构特点来看，会存在俯仰角零位误差和横滚角零位误差。为降低零位误差带来的影响，有必要对导引头零位误差进行测试，根据测试结果对零位误差进行校准，以提高导引头指向精度，提高制导成功率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种激光导引头零位误差测量校准装置，用以测量导引头零位误差，为导引头校准提供依据。

实用新型内容

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种激光导引头零位误差测量校准装置，包括基板，所述基板上设有2个相互平行的导轨，导轨上方垂直连接2个移动支座，2个移动支座上方沿导轨方向放置有被测产品，在导轨前端设有零位板和激光传感器组件，零位板垂直设置于激光传感器组件的上方，零位板和激光传感器组件设于基板上位于2个导轨之间，还包括光靶基板，光靶基板设置在零位板和激光传感器组件对应的前方并与零位板相平行；所述激光传感器组件包括激光传感器、底板、移动底座、蝶型螺钉和定位销钉，在底板上设有放置移动底座的腔体，所述底板的侧面设有2组孔位，每组孔位分为孔位一和孔位二，移动底座的侧面设有孔位三和孔位四，底板上每1组的孔位一和孔位二和移动底座上的孔位三和孔位四一一对应；所述底板侧面2组孔位的间距等于被测产品沿轴向翻滚90°时激光导引头的水平移动距离；底板的孔位位于底板靠近光靶基板的一侧并贯穿底板，移动底座上的孔位与底板上的孔位相适配；定位销钉穿过底板上的孔位一并插入移动底座上的孔位三用于底板和移动底座定位，蝶型螺钉穿过底板上的孔位二和移动底座上的孔位四用于将底板和移动底座固定连接，激光传感器安装在移动底座上。

所述移动支座通过滑块与导轨连接，在移动支座上设有放置被测产品的产品支架，产品支架中间为凹槽。

所述基板设置在台架顶部，台架底部四个边角设有调平支脚。

所述光靶基板底部通过十字水平仪与光靶支架连接。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型能够对激光导引头零位误差进行测试和校准，对于提高激光导引头指向精度具有重要意义，本实用新型结构简单，使用方便，能够快速对安装激光导引头的被测产品进行定位和测试，其激光测距传感器的设计，能够针对俯仰角零位误差和横滚角零位误差测试时的导引头探测镜头位置的不同，实现激光测距传感器位置的快速切换。同现有技术相比，本实用新型结构简单，使用方便，能够满足不同测试要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型激光传感器组件的结构示意图；

图3是本实用新型测试校准原理图；

图4是本实用新型被测产品坐标系定义图；

图5是被测产品定位误差示意图。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

一种激光导引头零位误差测量校准装置，如图1和2所示，包括基板9，所述基板9上设有2个相互平行的导轨8，导轨8上方垂直连接2个移动支座12，2个移动支座12上方沿导轨8方向放置有被测产品7，在导轨8前端设有零位板5和激光传感器组件14，零位板5垂直设置于激光传感器组件14的上方，零位板5和激光传感器组件14设于基板9上位于2个导轨8之间，还包括光靶基板3，光靶基板3设置在零位板5和激光传感器组件14对应的前方并与零位板5相平行；所述激光传感器组件14包括激光传感器141、底板142、移动底座143、蝶型螺钉144和定位销钉145，在底板142上设有放置移动底座143的腔体，所述底板142的侧面设有2组孔位，每组孔位分为孔位一和孔位二，移动底座143的侧面设有孔位三和孔位四，底板142上每1组的孔位一和孔位二和移动底座143上的孔位三和孔位四一一对应；所述底板142侧面2组孔位的间距等于被测产品7沿轴向翻滚90°时激光导引头的水平移动距离；底板142的孔位位于底板142靠近光靶基板3的一侧并贯穿底板142，移动底座143上的孔位与底板142上的孔位相适配；定位销钉145穿过底板142上的孔位一并插入移动底座143上的孔位三用于底板142和移动底座143定位，蝶型螺钉144穿过底板142上的孔位二和移动底座143上的孔位四用于将底板142和移动底座143固定连接，激光传感器141安装在移动底座143上。

腔体的横向距离应大于移动底座143的横向宽度。进行横滚角零位误差时，由于被测产品7定位时会不可避免的沿轴线发生一定角度的翻滚，此翻滚角会完全介入横滚角零位误差测试，干扰测试结果。为避免被测产品7定位导致的误差干扰，横滚角零位误差需采用俯仰角零位误差的方式进行测量，即将被测产品7沿轴向翻滚90°，将横滚角转换为俯仰角进行测试。为此设计了腔体和移动底座143的孔位位置，针对俯仰角零位误差和横滚角零位误差测试时的导引头探测镜头位置的不同，实现激光测距传感器位置的快速切换。

激光传感器组件14通过激光传感器底座4安装在基板9上，激光传感器组件14也可以直接安装在基板9上。

所述移动支座12通过滑块13与导轨8连接，在移动支座12上设有放置被测产品7的产品支架6，产品支架6中间为凹槽。

所述基板9设置在台架10顶部，台架10底部四个边角设有调平支脚11。

所述光靶基板3底部通过十字水平仪2与光靶支架1连接。

测试前，先对台架10调水平，光靶基板3调垂直。台架10底部的调平支脚11上带调升降螺母，配合水平仪实现对台架10调水平。光靶基板3置于十字水平仪2上，通过十字水平仪2指示实现对光靶基板3调垂直。测试时，通过导轨8和滑块13调节移动支座12至合适位置，再将被测产品7置于产品支架上6。沿导轨8移动被测产品7，直至激光导引头前端贴靠零位板5后，取下零位板5。将被测产品7和激光传感器141连接测试校准系统，通上电，激光传感器141向光靶基板3发射一束激光，并在光靶基板3上留下明显光斑。再通过地面站系统对被测产品下达解锁、追踪指令，控制导引头追踪并锁定光靶上光斑。此时，读取测试校准系统中激光导引头俯仰角数据，并将此数据输入测试校准系统的测试界面，计算出激光导引头俯仰角零位误差。测试校准系统可直接采用现有产品。

测试校准原理如图3所示，要求被测产品7水平对称面、激光传感器141光路与基板9平行，光靶基板3与基板9垂直。激光传感器141向光靶基板3发射一束激光，在光靶基板3上留下明显光斑，激光测距传感器可测试其到光靶的距离L。激光传感器141与激光导引头探测中心高差为H。α为激光导引头零位误差，β为激光导引头受追踪指令后的实际偏转角度。由图几何关系可得：

根据式（1）、（2）可求解出导引头的零位误差。

导引头零位误差是角度误差，是根据其相对于产品方位来进行判定的，需要通过几个相关的坐标系来进行定义。

1）被测产品7坐标系

被测产品7坐标系o-x_by_bz_b坐标原点o取在被测产品7质心处，ox_b轴与被测产品7纵轴重合，指向头部为正；oy_b轴在被测产品7纵向对称面内与ox_b轴垂直，指向上为正；oz_b轴垂直于ox_by_b平面，方向按右手直角坐标系确定。如图4所示。

2）外框坐标系

外框坐标系o_d-x_wy_wz_w原点取在四象限探测器71中心，四象限探测器71在被测产品7前端，在四象限探测器71上设有光学镜头72，o_dx_w轴垂直于外框架平面，指向目标方向为正；o_dz_w轴与被测产品7坐标系的oz_b轴平行，正向与oz_b一致；o_dy_w轴在ox_by_b平面内，与其它两轴构成右手坐标系，如图4所示。该定义中外框为横滚框。

3）内框坐标系

内框坐标系o_d-x_ny_nz_n原点取在四象限探测器的中心，o_dx_n轴与光轴指向重合，指向目标方向为正；o_dy_n轴与o_dy_w轴重合；o_dz_n轴在o_dx_wz_w平面，与其它两轴构成右手坐标系，如图4所示。该定义中内框为俯仰框。

根据以上的坐标定义，外框框架角为被测产品7坐标系ox_b轴与外框坐标系o_dx_w轴之间的夹角；内框框架角为内框坐标系o_dx_n轴与外框坐标系o_dx_w轴之间的夹角。

本申请所说的导引头零位误差，包含横滚角零位误差和俯仰角零位误差，也即是导引头外框框架角零位误差和内框框架角零位误差。把被测产品7翻滚90°，外框（横滚框）运动状态由横滚转变为俯仰。即在内框（俯仰框）置零的状态下，将被测产品7翻滚90°，可将横滚角零位误差视为俯仰角零位误差进行测试。

理论上，一次测量即可同时得到俯仰与横滚零位误差，然而由于被测产品7固定在测试平台上时，不可避免会发生一定角度的翻滚，如图5所示。假定被测产品7发生了δ的翻滚，导引头光学镜头72也跟随发生了δ的偏转。测试时，测试模型（激光传感器141）的目标点（光斑、标志点）依然位于过被测产品7轴线的竖直平面内，此时追踪目标点，横滚框偏转的角度必然包含此翻滚角，不仅仅是横滚零位误差。而对于俯仰角，在角度计算时，会引入高度差H’，一般来说，δ值不会超过±5°，此角度范围内，H’可忽略不计。因此，零位误差测试时，为避免被测产品7定位导致的误差，横滚角零位误差需采用俯仰角零位误差的方式进行测量，即将被测产品7翻滚90°，将横滚角转换为俯仰角的测试方法进行测试。

实施例2

一种激光导引头零位误差测量校准装置，包括基板9，所述基板9上设有2个相互平行的导轨8，导轨8上方垂直连接2个移动支座12，2个移动支座12上方沿导轨8方向放置有被测产品7，在导轨8前端设有零位板5和激光传感器组件14，零位板5垂直设置于激光传感器组件14的上方，零位板5和激光传感器组件14设于基板9上位于2个导轨8之间，还包括光靶基板3，光靶基板3设置在零位板5和激光传感器组件14对应的前方并与零位板5相平行；所述激光传感器组件14包括激光传感器141、底板142、移动底座143、蝶型螺钉144和定位销钉145，在底板142上设有放置移动底座143的腔体，所述底板142的侧面设有2组孔位，每组孔位分为孔位一和孔位二，移动底座143的侧面设有孔位三和孔位四，底板142上每1组的孔位一和孔位二和移动底座143上的孔位三和孔位四一一对应；所述底板142侧面2组孔位的间距等于被测产品7沿轴向翻滚90°时激光导引头的水平移动距离；底板142的孔位位于底板142靠近光靶基板3的一侧并贯穿底板142，移动底座143上的孔位与底板142上的孔位相适配；定位销钉145穿过底板142上的孔位一并插入移动底座143上的孔位三用于底板142和移动底座143定位，蝶型螺钉144穿过底板142上的孔位二和移动底座143上的孔位四用于将底板142和移动底座143固定连接，激光传感器141安装在移动底座143上。

所述移动支座12通过滑块13与导轨8连接，在移动支座12上设有放置被测产品7的产品支架6，产品支架6中间为凹槽。

所述基板9设置在台架10顶部，台架10底部四个边角设有调平支脚11。

所述光靶基板3固定设置在支架或墙上。

测试校准过程如实施例1。

Claims (4)

1.一种激光导引头零位误差测量校准装置，包括基板（9），其特征在于：所述基板（9）上设有2个相互平行的导轨（8），导轨（8）上方垂直连接2个移动支座（12），2个移动支座（12）上方沿导轨（8）方向放置有被测产品（7），在导轨（8）前端设有零位板（5）和激光传感器组件（14），零位板（5）垂直设置于激光传感器组件（14）的上方，零位板（5）和激光传感器组件（14）设于基板（9）上位于2个导轨（8）之间，还包括光靶基板（3），光靶基板（3）设置在零位板（5）和激光传感器组件（14）对应的前方并与零位板（5）相平行；所述激光传感器组件（14）包括激光传感器（141）、底板（142）、移动底座（143）、蝶型螺钉（144）和定位销钉（145），在底板（142）上设有放置移动底座（143）的腔体，所述底板（142）的侧面设有2组孔位，每组孔位分为孔位一和孔位二，移动底座（143）的侧面设有孔位三和孔位四，底板（142）上每1组的孔位一和孔位二和移动底座（143）上的孔位三和孔位四一一对应；所述底板（142）侧面2组孔位的间距等于被测产品（7）沿轴向翻滚90°时激光导引头的水平移动距离；底板（142）的孔位位于底板（142）靠近光靶基板（3）的一侧并贯穿底板（142），移动底座（143）上的孔位与底板（142）上的孔位相适配；定位销钉（145）穿过底板（142）上的孔位一并插入移动底座（143）上的孔位三用于底板（142）和移动底座（143）定位，蝶型螺钉（144）穿过底板（142）上的孔位二和移动底座（143）上的孔位四用于将底板（142）和移动底座（143）固定连接，激光传感器（141）安装在移动底座（143）上。

2.根据权利要求1所述的一种激光导引头零位误差测量校准装置，其特征在于：所述移动支座（12）通过滑块（13）与导轨（8）连接，在移动支座（12）上设有放置被测产品（7）的产品支架（6），产品支架（6）中间为凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种激光导引头零位误差测量校准装置，其特征在于：所述基板（9）设置在台架（10）顶部，台架（10）底部四个边角设有调平支脚（11）。

4.根据权利要求1所述的一种激光导引头零位误差测量校准装置，其特征在于：所述光靶基板（3）底部通过十字水平仪（2）与光靶支架（1）连接。