RU2187137C2

RU2187137C2 - Optical device

Info

Publication number: RU2187137C2
Application number: RU2000121284/28A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Бердинских; В.Г. Гиммельман; В.И. Гнедой; Л.С. Сальников; Р.А. Стрельцов; В.А. Тружеников; В.П. Чернышев; В.Б. Бурмистров; Ю.А. Рой; В.Д. Шаргородский
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро специального машиностроения"
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2002-08-10

Abstract

FIELD: optical instrumentation. SUBSTANCE: optical device is designed for instruments used in external trajectory measurement in space geodesy and in proving ground measurement. It includes supporting-rotary unit on base, units and drives for rotation around azimuthal and angle-of-elevation axes with transmitters of angle of turn, opticoelectron equipment, opticomechanical unit with radiator and reflecting elements installed in sequence. Supporting-rotary unit includes fork with two posts and pin. Opticomechanical unit is located between base and frame. Hollow shaft is set in bearings, on posts of fork. One optical unit is joined to each end of shaft with use of flange. Reflecting elements form light guide with potential for passage of optical beam from one optical unit to opticomechanical unit. Hollow shaft has cut-out that houses one reflecting element. Pin is installed in two bearing supports spaced apart by height. Each drive includes snap-action motor comprising rotor and stator. One bearing support of each axis of rotation of supporting-rotary unit is fitted with aid compensating for temperature deformation. EFFECT: development of compact, multifunctional, portable, high-precision optical device for observation of flying objects. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для внешнетраекторных измерений в космической геодезии и полигонных измерениях. The invention relates to optical instrumentation and can be used in devices designed for external trajectory measurements in space geodesy and polygon measurements.

Рост количества искусственных объектов в околоземном пространстве обуславливает актуальность задач, связанных с их поиском, распознаванием, сопровождением и внешнетраекторными измерениями. Также актуальной является задача выполнения внешнетраекторных измерений летательных аппаратов, летящих с высокой скоростью на небольшой высоте. Для слежения за подобными объектами скорости наведения поворотных частей наземных измерительных средств должны быть не менее 30^o/с, при этом должна обеспечиваться точность наведения и слежения порядка 1-3 угловых секунд. Обеспечение подобных целевых характеристик требует создания измерительных средств, имеющих небольшие массогабаритные характеристики, моменты инерции и моменты сопротивления.The increase in the number of artificial objects in near-Earth space determines the urgency of the tasks associated with their search, recognition, tracking and external trajectory measurements. Also relevant is the task of performing external trajectory measurements of aircraft flying at high speed at low altitude. To track such objects, the guidance speed of the rotary parts of the ground measuring means should be at least 30 ^o / s, while the accuracy of guidance and tracking of about 1-3 arc seconds should be ensured. Providing such target characteristics requires the creation of measuring instruments having small overall dimensions, moments of inertia and moments of resistance.

В системах внешнетраекторных измерений применяются, в частности, пеленгационный и дальномерно-пеленгационный методы определения местоположения объекта (Плотников В.С. Геодезические приборы: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1987, с. 330-349). На пеленгационном методе основаны, например, кинотеодолитные измерения. Кинотеодолиты по своей принципиальной схеме наиболее близки к геодезическим приборам и широко применяются при полигонных траекторных измерениях. Основными достоинствами пеленгационного метода являются относительно высокая точность при проведении полигонных измерений, простота вторичной обработки результатов и возможность получения результатов в реальном масштабе времени. Дальномерно-пеленгационный метод предусматривает измерение с одного измерительного поста наклонной дальности до объекта и двух направлений азимута и угла места. Аппаратура, основанная на этом методе, по схеме представляет собой оптический локатор. Достоинствами дальномерно-пеленгационного метода являются достаточно высокая точность, постоянство точности независимо от расположения наблюдаемого объекта и измерительного поста, более простое решение вопросов синхронизации моментов измерений при одном измерительном посте, возможность получения результатов в реальном масштабе времени. In external trajectory measurement systems, in particular, direction-finding and range-finding methods are used to determine the location of an object (Plotnikov V.S. Geodetic instruments: Textbook for high schools. - M .: Nedra, 1987, p. 330-349). The direction finding method is based, for example, on film theodolite measurements. Cinema theodolites are, in their principle scheme, closest to geodetic instruments and are widely used in field trajectory measurements. The main advantages of the direction finding method are its relatively high accuracy in conducting polygon measurements, the simplicity of secondary processing of the results, and the ability to obtain results in real time. The range-finding method involves measuring from one measuring post of an inclined range to an object and two directions of azimuth and elevation. The equipment based on this method, according to the scheme, is an optical locator. The advantages of the range-finding method are rather high accuracy, consistency of accuracy regardless of the location of the observed object and the measuring post, a simpler solution to the issues of synchronizing measurement moments with one measuring post, and the possibility of obtaining results in real time.

Известен дальномер по патенту RU N 2010158 (МПК⁵ G 01 С 3/00, 1992 г.). Известное устройство содержит телевизионный датчик, выход которого соединен со входом видеоконтрольного устройства, подвижную платформу с приводом, установленную с возможностью линейного перемещения на станине с приводом, блок управления приводом подвижной платформы, выход которого соединен со входом привода подвижной платформы, блок управления приводом станины, выход которого соединен со входом привода станины, и волоконно-оптический жгут. При этом телевизионный датчик жестко связан с подвижной платформой, имеющей жесткую связь с приводом подвижной платформы и со станиной. Вход привода подвижной платформы соединен с выходом управления приводом подвижной платформы. Вход привода станины соединен с выходом блока управления приводом станины. Выход телевизионного датчика соединен со входом видеоконтрольного устройства, оптически связанного через волоконно-оптический жгут с другим телевизионным датчиком. Объект, до которого надо измерить расстояние, устанавливается в поле зрения телевизионного датчика, находящегося на подвижной платформе, двигающейся вдоль станины. Станина поворачивается вместе с упомянутым телевизионным датчиком по азимуту и углу места с помощью привода станины. Отображаемый объект фиксируется на видеоконтрольном устройстве, к центру экрана которого подведен волоконно-оптический жгут. Подвижная платформа вместе с телевизионным датчиком перемещается с помощью привода подвижной платформы, управляемого блоком управления приводом подвижной платформы.Known range finder according to patent RU N 2010158 (IPC ⁵ G 01 C 3/00, 1992). The known device contains a television sensor, the output of which is connected to the input of the video monitoring device, a movable platform with a drive installed with the possibility of linear movement on the bed with the drive, the drive control unit of the mobile platform, the output of which is connected to the drive input of the mobile platform, the drive unit control unit, the output which is connected to the input of the bed drive, and a fiber optic bundle. At the same time, the television sensor is rigidly connected to the mobile platform, which has a rigid connection with the drive of the mobile platform and the bed. The input of the drive of the mobile platform is connected to the control output of the drive of the mobile platform. The input of the bed drive is connected to the output of the bed drive control unit. The output of the television sensor is connected to the input of a video monitoring device that is optically coupled through a fiber optic bundle to another television sensor. The object to which you want to measure the distance is installed in the field of view of a television sensor located on a movable platform moving along the bed. The bed is rotated together with the aforementioned television sensor in azimuth and elevation using the bed drive. The displayed object is fixed on the video monitoring device, to the center of the screen of which a fiber optic bundle is connected. The movable platform together with the television sensor is moved by the drive of the movable platform, controlled by the drive control unit of the movable platform.

Известное устройство может быть использовано для определения дальности до неподвижных или малосмещающихся объектов, например на удаленности 20-50 км. Для определения дальности до движущегося объекта необходимо определить дальность до неподвижного объекта, находящегося вблизи движущегося. Устройство может быть выполнено переносным, а также может быть размещено на малогабаритном транспортном средстве. The known device can be used to determine the distance to stationary or slightly moving objects, for example at a distance of 20-50 km. To determine the distance to a moving object, it is necessary to determine the distance to a stationary object located near a moving one. The device can be made portable, and can also be placed on a small vehicle.

Однако известное устройство имеет ограниченные функциональные возможности. However, the known device has limited functionality.

Известно оптическое устройство по патенту RU 2137167 (МПК⁶ G 02 В 23/00, 23/16, 1997 г.), имеющее опорно-поворотное устройство (ОПУ) с альт-азимутальной монтировкой. Известное оптическое устройство содержит основание, вилку, включающую в себя платформу с двумя стойками, установленную в основании с возможностью поворота вокруг вертикальной (азимутальной) оси, средник с оптическим блоком, установленный в вилке с возможностью поворота вокруг горизонтальной (угломестной) оси, узлы вращения и приводы вращения относительно упомянутых осей, устройство регулировки вертикальности оси вращения вилки, последовательно установленные отражающие элементы и оптическую аппаратуру. Оптический блок включает в себя несколько оптико-электронных устройств, обеспечивающих прием и передачу оптического сигнала на различных каналах, например телевизионных, инфракрасных, лазерных, а также преобразование оптического сигнала в удобную форму. Последовательно установленные отражающие элементы образуют два лучевода с общим начальным участком, ось которого совмещена с вертикальной осью вращения. При этом ось предпоследнего участка каждого лучевода совмещена с горизонтальной осью вращения. Каждый привод вращения содержит моментный двигатель, включающий статор и ротор. Наведение оптического устройства по упомянутым осям обеспечивается моментными двигателями, датчиками положения по углу и датчиками скорости. Каждый из последних выполнен в виде единого агрегата с соответствующим моментным двигателем. Узлы вращения средника с оптическим блоком выполнены в виде прикрепленных к среднику трубчатых полуосей, входящих внутрь соответствующих подшипниковых опор, закрепленных на стойках вилки. Одна из трубчатых полуосей выполнена с образованием свободного конца, который с помощью разъемного соединения соединен с ротором моментного двигателя, статор которого с помощью переднего фланца консольно соединен с соответствующей стойкой вилки. Узел вращения вилки относительно вертикальной оси выполнен в виде смонтированных на основании оптического устройства двух концентричных подшипниковых опор. Центральная из последних установлена на упомянутом основании с возможностью ограниченного перемещения и поворота относительно упомянутой вертикальной оси. В варианте выполнения это обеспечивается посредством закрепленной на основании оптического устройства кольцевой мембраны. Вместо кольцевой мембраны могут быть применены радиально расположенные упругие элементы. Вилка в центральной подшипниковой опоре установлена посредством трубчатой цапфы, свободный конец которой через переходник с помощью разъемного соединения соединен с ротором другого моментного двигателя, статор которого соединен с основанием оптического устройства. Через трубчатую цапфу пропущен кабелепереход с вилки на основание. Кабелепереход выполнен с возможностью прохождения оптического луча вдоль вертикальной оси вращения к оптической аппаратуре, размещенной на основании оптического устройства. Последняя представляет собой квантово-оптическую приемопередающую аппаратуру, обеспечивающую возможность работы оптического устройства одновременно в режиме приема и передачи. Размещение этой аппаратура на неподвижном основании наряду с обеспечением уменьшения массогабаритных характеристик поворотных частей оптического устройства облегчает ее обслуживание при эксплуатации. Общий начальный участок упомянутых лучеводов пропущен через узел вращения вилки относительно вертикальной оси. Предпоследний участок каждого лучевода пропущен через соответствующий узел вращения средника с оптическим блоком относительно горизонтальной оси. Средник с оптическим блоком установлен с возможностью регулировки его положения относительно горизонтальной оси вращения. Между основанием оптического устройства и платформой вилки, а также между вилкой и одной трубчатой полуосью установлены устройства фиксации их взаимного положения.Known optical device according to patent RU 2137167 (IPC ⁶ G 02 B 23/00, 23/16, 1997), having a slewing-rotary device (OPU) with alt-azimuth mount. The known optical device comprises a base, a plug, including a platform with two racks, mounted on the base with the ability to rotate around the vertical (azimuthal) axis, a centerpiece with an optical unit, mounted in the fork with the ability to rotate around the horizontal (elevation) axis, rotation units and rotation drives relative to the mentioned axes, a device for adjusting the verticality of the axis of rotation of the fork, sequentially mounted reflective elements and optical equipment. The optical unit includes several optical-electronic devices that provide reception and transmission of the optical signal on various channels, for example, television, infrared, laser, as well as the conversion of the optical signal in a convenient form. Consistently installed reflective elements form two radiation paths with a common initial section, the axis of which is aligned with the vertical axis of rotation. In this case, the axis of the penultimate section of each ray guide is aligned with the horizontal axis of rotation. Each rotation drive contains a torque motor including a stator and a rotor. The guidance of the optical device along the mentioned axes is provided by torque motors, angle position sensors and speed sensors. Each of the latter is made in the form of a single unit with a corresponding torque motor. The nodes of rotation of the centerpiece with the optical unit are made in the form of tubular axles attached to the centerpiece, which are included inside the corresponding bearing bearings, mounted on the fork posts. One of the tubular semiaxes is formed with the formation of a free end, which is connected via a detachable connection to the rotor of the torque motor, the stator of which is cantilevered to the corresponding fork post using the front flange. The knot of rotation of the fork relative to the vertical axis is made in the form of two concentric bearing bearings mounted on the basis of the optical device. The central one of the latter is mounted on said base with the possibility of limited movement and rotation about said vertical axis. In an embodiment, this is achieved by means of an annular membrane fixed to the base of the optical device. Instead of an annular membrane, radially spaced elastic elements can be used. The plug in the central bearing support is installed by means of a tubular pin, the free end of which through the adapter is connected via a detachable connection to the rotor of another torque motor, the stator of which is connected to the base of the optical device. A conduit from a fork to a base is passed through a tubular pin. The cable transition is made with the possibility of passing the optical beam along the vertical axis of rotation to the optical equipment located on the basis of the optical device. The latter is a quantum optical transceiver equipment that provides the ability to operate the optical device simultaneously in the mode of reception and transmission. The placement of this equipment on a fixed base along with the provision of reducing the weight and size characteristics of the rotary parts of the optical device facilitates its maintenance during operation. The common initial section of said beam guides is passed through a fork rotation unit with respect to the vertical axis. The penultimate section of each beam guide is passed through the corresponding node of rotation of the centerpiece with the optical unit relative to the horizontal axis. The centerpiece with the optical unit is installed with the possibility of adjusting its position relative to the horizontal axis of rotation. Between the base of the optical device and the platform of the plug, as well as between the plug and one tubular axis, there are installed devices for fixing their relative position.

Известное оптическое устройство является многофункциональным и обеспечивает слежение за быстродвижущимися объектами. Однако оно имеет сравнительно большие массогабаритные характеристики, что связано, в частности, со схемно-компоновочным решением, положенным в основу его конструкции. The known optical device is multifunctional and provides tracking of fast-moving objects. However, it has comparatively large weight and size characteristics, which is connected, in particular, with the layout and layout solution that underlies its design.

Также известно оптическое устройство по патенту RU 2119681 (МПК⁶ G 02 В 23/00, 1997 г. ), имеющее опорно-поворотное устройство с горизонтальной (альт-альт) монтировкой. Известное оптическое устройство содержит взаимно параллельные оптические блоки, смонтированные на опорно-поворотном устройстве со взаимно ортогональными осями вращения, выполненное в виде установленного в опорах, закрепленных на основании, первого полого вала, геометрическая ось которого неподвижна, на котором в соосных опорах с возможностью вращения относительно оси, ортогональной упомянутой, установлены оптические блоки, приводы вращения относительно упомянутых осей и зеркало, установленное с возможностью регулировки его положения внутри корпуса первого вала. В варианте выполнения устройство включает в себя два оптических блока. Первый оптический блок включает в себя несколько оптико-электронных устройств, обеспечивающих прием и передачу оптического сигнала на различных каналах, например телевизионных, инфракрасных, лазерных, а также преобразование оптического сигнала в удобную форму. Другой оптический блок содержит оптико-электронные устройства, обеспечивающие только прием оптического сигнала. Оптические блоки жестко закреплены на едином полом валу, установленном в упомянутых соосных опорах, причем второй вал выполнен с вырезом с возможностью размещения в нем зеркала, установленного на опоре, консольно закрепленной внутри корпуса первого вала. Последняя выполнена в виде раструба или усеченной стержневой пирамиды с возможностью прохождения оптического луча вдоль ее оси. Зеркало отражает направленный вдоль оси второго полого вала световой пучок от первого оптического блока и через вырез в корпусе второго полого вала направляет этот световой пучок вдоль оси первого полого вала к неподвижной оптико-электронной аппаратуре. Последняя представляет собой объектив, а в случае направления в сторону наблюдаемого объекта светового луча большой мощности - источник световой энергии. Каждый привод вращения содержит цементный двигатель, включающий в себя статор и ротор, соединенный с валом соответствующей оси вращения. Каждый вал снабжен датчиком положения по углу и датчиком скорости. При этом второй вал выполнен с образованием свободного конца, который через переходник с помощью разъемного соединения соединен с ротором моментного двигателя, статор которого закреплен на корпусе первого вала. Корпус первого вала выполнен с переходником, связанным с помощью разъемного соединения с ротором другого моментного двигателя, статор которого закреплен на опоре первого вала. Между основанием опорно-поворотного устройства и первым валом, а также между валами установлены устройства фиксации их взаимного положения. Вместе с этим опорно-поворотное устройство снабжено кабелепереходом с основания на первый полый вал, а также кабелепереходом с первого полого вала на второй полый вал. Одна из опор первого вала снабжена средством для компенсации температурных деформаций опорно-поворотного устройства и основания.An optical device according to the patent RU 2119681 (IPC ⁶ G 02 B 23/00, 1997) is also known, having a slewing ring device with a horizontal (alt-alt) mount. The known optical device contains mutually parallel optical units mounted on a rotary support device with mutually orthogonal axes of rotation, made in the form of a first hollow shaft mounted in supports fixed on the base, the geometric axis of which is stationary, on which, in coaxial supports, can be rotated relative to axis orthogonal to the aforementioned, optical units are mounted, rotation drives relative to the aforementioned axes and a mirror mounted with the possibility of adjusting its position tions inside the first shaft housing. In an embodiment, the device includes two optical units. The first optical unit includes several optical-electronic devices that provide reception and transmission of an optical signal on various channels, for example, television, infrared, laser, as well as converting the optical signal into a convenient form. Another optical unit contains optoelectronic devices that provide only the reception of an optical signal. The optical units are rigidly mounted on a single hollow shaft installed in the said coaxial bearings, the second shaft being cut with the possibility of placing a mirror mounted on a support cantilevered inside the housing of the first shaft. The latter is made in the form of a bell or a truncated rod pyramid with the possibility of passing an optical beam along its axis. The mirror reflects the light beam directed along the axis of the second hollow shaft from the first optical unit and directs this light beam along the axis of the first hollow shaft to the stationary optoelectronic equipment through a cutout in the housing of the second hollow shaft. The latter is a lens, and in the case of the direction of the observed object of a light beam of high power - a source of light energy. Each rotation drive contains a cement motor, including a stator and a rotor connected to a shaft of a corresponding axis of rotation. Each shaft is equipped with an angle position sensor and a speed sensor. In this case, the second shaft is made with the formation of the free end, which is connected via an adapter with a detachable connection to the rotor of the torque motor, the stator of which is fixed to the housing of the first shaft. The housing of the first shaft is made with an adapter connected via a detachable connection to the rotor of another torque motor, the stator of which is fixed to the support of the first shaft. Between the base of the slewing ring and the first shaft, as well as between the shafts, devices for fixing their relative position are installed. At the same time, the rotary support device is provided with a cable transition from the base to the first hollow shaft, as well as a cable transition from the first hollow shaft to the second hollow shaft. One of the bearings of the first shaft is equipped with a means for compensating for temperature deformations of the slewing gear and the base.

Известное оптическое устройство является многофункциональным и обеспечивает слежение за быстродвижущимися объектами. При этом устройство позволяет повысить точность наведения, в частности, благодаря paзмещению моментных двигателей приводов наведения, а также датчиков обратной связи положения валов по углу и датчиков обратной связи скорости валов непосредственно на исполнительных осях и благодаря исключению отклонения оптических осей вследствие различия температурных деформаций опорно-поворотного устройства и основания. The known optical device is multifunctional and provides tracking of fast-moving objects. At the same time, the device allows to increase the accuracy of guidance, in particular, due to the placement of torque motors of guidance drives, as well as feedback sensors of the position of the shafts in the angle and feedback sensors of the speed of the shafts directly on the executive axes and due to the exclusion of deviations of the optical axes due to differences in temperature deformations of the rotary devices and bases.

Однако известное оптическое устройство имеет сравнительно большие массогабаритные характеристики и не является транспортабельным. Кроме того, схемно-компоновочное решение известного устройства не предполагает расширения его функциональных возможностей, например, путем смены оптических блоков. However, the known optical device has a relatively large weight and size characteristics and is not transportable. In addition, the layout of the known device does not imply the expansion of its functionality, for example, by changing the optical units.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением является оптическое устройство для автоматического измерения расстояния между двумя объектами по патенту RU 12116621 (МПК⁶ G 01 С 3/10, G 03 В 13/20, 1995 г.). Известное оптическое устройство содержит устанавливаемое на основании опорно-поворотное устройство с альт-азимутальной монтировкой, включающее вилку с двумя опорами (стойками) и штырем, установленную в другом основании (станине) с возможностью поворота вокруг азимутальной оси, узлы вращения и приводы вращения вокруг азимутальной и угломестной осей, кинематически связанные с датчиками угла поворота относительно упомянутых осей, оптико-электронную аппаратуру и многочастотный излучатель. Последний выполнен с возможностью установки на одном из двух объектов, расстояние между которыми измеряется. Известное устройство относится к оптическим дальномерам геометрического типа с базисом при инструменте.The closest in combination of essential features with the claimed invention is an optical device for automatically measuring the distance between two objects according to patent RU 12116621 (IPC ⁶ G 01 C 3/10, G 03 B 13/20, 1995). The known optical device comprises a rotary support device with an alt-azimuth mount mounted on the base, including a fork with two supports (uprights) and a pin mounted in another base (bed) with the possibility of rotation around the azimuth axis, rotation units and rotation drives around the azimuth and angular axis, kinematically connected with angle sensors relative to the mentioned axes, optoelectronic equipment and a multi-frequency emitter. The latter is configured to be installed on one of two objects, the distance between which is measured. The known device relates to optical range finders of a geometric type with a basis for the tool.

Однако подобные оптические дальномеры геометрического типа обеспечивают достижение невысокой точности измерений и имеют небольшие пределы измеряемых ими расстояний. К недостаткам известного устройства также можно отнести ограниченные функциональные возможности и наличие в нем кинематических цепей между валами осей наведения и соответствующими датчиками угла поворота относительно данных осей, что вносит значительные погрешности в точность наведения устройства. Кроме того, в известном устройстве приводы вращения закреплены на выступающих из опор (узлов вращения) концах валов, что не обеспечивает достаточной жесткости конструкции. However, such optical rangefinders of a geometric type provide low measurement accuracy and have small limits on the distances they measure. The disadvantages of the known device can also include limited functionality and the presence in it of kinematic circuits between the shafts of the guidance axes and the corresponding angle sensors relative to these axes, which introduces significant errors in the accuracy of the guidance of the device. In addition, in the known device, the rotation drives are mounted on the ends of the shafts protruding from the supports (rotation units), which does not provide sufficient structural rigidity.

Задачей настоящего изобретения является создание компактного многофункционального транспортабельного высокоточного оптического устройства для наблюдения за летающими объектами, обеспечивающего возможность его преобразования соответственно используемому методу определения местоположения летающего объекта и целям наблюдения за объектом. The present invention is the creation of a compact multifunctional transportable high-precision optical device for monitoring flying objects, providing the possibility of its conversion according to the method used to determine the location of a flying object and the purpose of monitoring the object.

Эта задача решается благодаря тому, что оптическое устройство, содержащее установленное на основании опорно-поворотное устройство, включающее вилку с двумя стойками и штырем, установленную в станине с возможностью поворота вокруг азимутальной оси, первый оптический блок, установленный в вилке с возможностью поворота вокруг угломестной оси, узлы вращения и приводы вращения вокруг азимутальной и угломестной осей с датчиками угла поворота относительно упомянутых осей, оптико-электронную аппаратуру и излучатель, согласно изобретению снабжено оптико-механическим блоком, выполненным с возможностью установки между станиной опорно-поворотного устройства и основанием, вторым оптическим блоком и последовательно установленными отражающими элементами, образующими лучевод с возможностью прохождения оптического луча от первого оптического блока к оптико-механическому блоку. Лучевод имеет участки, совмещенные соответственно с азимутальной и угломестной осями вращения. Упомянутый излучатель размещен в оптико-механическом блоке. На стойках вилки в подшипниковых опорах установлен полый вал с возможностью поворота вокруг угломестной оси. Внутри полого вала выполнены кольцевые расточки заданных размеров, оси которых расположены каждая с заданными эксцентриситетом относительно оси вращения полого вала. К каждому из концов полого вала при помощи фланца разъемно присоединено по одному из упомянутых оптических блоков. При этом полый вал выполнен с вырезом с возможностью размещения в нем одного из упомянутых отражающих элементов, который установлен с возможностью регулировки его положения на опоре, закрепленной на штыре вилки. Штырь вилки выполнен с возможностью прохождения оптического луча вдоль азимутальной оси и установлен в двух разнесенных по высоте подшипниковых опорах. Каждый привод вращения содержит моментный двигатель, включающий в себя статор и ротор. Моментальные двигатели и датчики угла поворота установлены между подшипниковыми опорами соответствующих осей вращения опорно-поворотного устройства. Роторы моментальных двигателей и датчиков угла поворота закреплены соответственно на штыре вилки и на корпусе полого вала. Статоры моментальных двигателей и датчиков угла поворота закреплены соответственно на станине и консольно на соответствующей стойке вилки. Одна из подшипниковых опор каждой из осей вращения опорно-поворотного устройства снабжена средством для компенсации температурных деформаций. Такая конструкция оптического устройства с альт-азимутальной монтировкой с безредукторными приводами наведения, снабженными мементными двигателями и датчиками угла поворота, установленными непосредственно на валах осей наведения при выбранных люфтах в подшипниковых опорах, например, путем создания предварительных натягов, позволяет существенно повысить общую жесткость устройства и соответственно частотные характеристики монтировки до 30-35 Гц, а следовательно, и повысить точность наведения. Особенности выполнения вала угломестной оси позволяют повысить степень уравновешенности поворачивающихся относительно данной оси частей устройства, а следовательно, обеспечивают возможность снижения соответствующих момента инерции и момента сопротивления вращению, что в конечном итоге также обеспечивает повышение точности наведения и, кроме того, позволяет использовать для наведения по углу места двигатель меньшей мощности и, соответственно, габаритов. Благодаря тому что одна из подшипниковых опор каждой из осей вращения снабжена средством для компенсации температурных деформаций, исключается возможность заклинивания подшипников или резкого увеличения момента сопротивления вращению. Таким образом, обеспечивается стабильное наведение и слежение при работе оптического устройства. Наличие лучевода и оптико-механического блока, выполненного в виде отдельного модуля, обеспечивает приспособляемость оптического устройства для решения различных задач и позволяет существенно расширить его функциональные возможности. Установка оптико-механического блока между станиной опорно-поворотного устройства и основанием позволяет уменьшить массогабаритные характеристики поворотных частей монтировки, а следовательно, и моменты инерции, что обеспечивает возможность уменьшения деформативности поворотных частей как в статике, так и в динамике, и в конечном счете также обеспечивает повышение точности наведения оптического устройства. This problem is solved due to the fact that the optical device containing the base of the slewing rotary device, comprising a fork with two struts and a pin, mounted in the frame with the ability to rotate around the azimuth axis, the first optical unit installed in the fork with the ability to rotate around the elevation axis , rotation units and rotation drives around the azimuthal and elevation axes with rotation angle sensors relative to the mentioned axes, optoelectronic equipment and emitter, according to the invention of sleep It is implemented by an optical-mechanical unit, configured to install a rotary support device between the bed and the base, a second optical unit and successively mounted reflective elements forming a beam path with the possibility of passing an optical beam from the first optical unit to the optical-mechanical unit. The beam path has sections aligned respectively with the azimuthal and elevation axes of rotation. Mentioned emitter is placed in the optical-mechanical unit. A hollow shaft with the possibility of rotation around the elevation axis is mounted on the struts of the plug in the bearings. Inside the hollow shaft, annular bores of predetermined dimensions are made, the axes of which are each with predetermined eccentricity relative to the axis of rotation of the hollow shaft. One of the aforementioned optical units is detachably connected to each end of the hollow shaft by means of a flange. In this case, the hollow shaft is made with a notch with the possibility of placing one of the said reflective elements in it, which is mounted with the possibility of adjusting its position on a support mounted on a pin of the plug. The plug pin is capable of passing an optical beam along the azimuth axis and is mounted in two bearing supports spaced apart in height. Each rotation drive contains a torque motor including a stator and a rotor. Instant motors and angle sensors are installed between the bearings of the respective rotation axes of the slewing ring. The rotors of the torque motors and rotation angle sensors are mounted respectively on the plug pin and on the hollow shaft housing. Stators of torque motors and angle sensors are mounted respectively on the bed and cantilever on the corresponding rack of the fork. One of the bearings of each of the axes of rotation of the slewing ring is equipped with a means for compensating for temperature deformations. This design of an optical device with alt-azimuthal mounting with gearless directing drives, equipped with memorial motors and angle sensors mounted directly on the shafts of the guidance axes with selected play in the bearing supports, for example, by creating preloads, can significantly increase the overall rigidity of the device and, accordingly frequency characteristics of the mount up to 30-35 Hz, and therefore, increase the accuracy of pointing. The design features of the shaft of the elevation axis make it possible to increase the degree of equilibrium of the parts of the device that rotate relative to this axis, and therefore provide the opportunity to reduce the corresponding moment of inertia and the moment of resistance to rotation, which ultimately also improves the accuracy of guidance and, in addition, allows you to use for angle guidance places an engine of lower power and, accordingly, dimensions. Due to the fact that one of the bearings of each of the axes of rotation is equipped with a means for compensating for temperature deformations, the possibility of jamming of bearings or a sharp increase in the moment of resistance to rotation is excluded. Thus, stable guidance and tracking during operation of the optical device is ensured. The presence of a beam guide and an optical-mechanical unit, made in the form of a separate module, ensures the adaptability of the optical device to solve various problems and allows you to significantly expand its functionality. The installation of an optical-mechanical unit between the base of the support-rotary device and the base makes it possible to reduce the weight and size characteristics of the rotary parts of the mount, and therefore the moments of inertia, which makes it possible to reduce the deformability of the rotary parts both in static and in dynamics, and ultimately also provides improving the accuracy of pointing the optical device.

Средства для компенсации температурных деформаций выполнены каждое в виде соединенной с соответствующей подшипниковой опорой кольцевой мембраны, закрепленной соответственно на корпусе станины или на стойке вилки. Кольцевая мембрана обеспечивает возможность ограниченного осевого перемещения подшипниковой опоры и, таким образом, позволяет компенсировать температурные деформации монтировки, обеспечивая при этом необходимую жесткость соответствующего опорного узла. Means for compensating for temperature deformations are each made in the form of an annular membrane connected to the corresponding bearing support, mounted respectively on the frame body or on the fork stand. The annular membrane allows limited axial movement of the bearing support and, thus, allows to compensate for thermal deformation of the mount, while ensuring the necessary rigidity of the corresponding support node.

Вместе с этим по меньшей мере один из упомянутых оптических блоков выполнен сменным. Такое выполнение позволяет, с одной стороны, расширить функциональные возможности оптического устройства, а с другой стороны, позволяет уменьшить массогабаритные характеристики его поворотных частей, т.к. обеспечивается возможность устанавливать оптический блок только с той оптико-электронной аппаратурой, которая действительно необходима для конкретного случая внешнетраекторных измерений или для конкретного измерительного поста. At the same time, at least one of the mentioned optical units is interchangeable. This embodiment allows, on the one hand, to expand the functionality of the optical device, and on the other hand, allows to reduce the weight and size characteristics of its rotary parts, because it is possible to install an optical unit only with that optoelectronic equipment that is really necessary for a specific case of external trajectory measurements or for a specific measuring station.

Кроме того, оптическое устройство снабжено уравновешивающими массами, которые соответственно закреплены на упомянутых фланцах полого вала угломестной оси вращения. Такое выполнение обеспечивает, при необходимости, возможность точного уравновешивания качающейся части оптического устройства относительно угломестной оси, например, при смене оптических блоков. Кроме того, посредством этих уравновешивающих масс может обеспечиваться уравновешивание вращающейся части оптического устройства относительно азимутальной оси. In addition, the optical device is equipped with balancing masses, which are respectively mounted on the mentioned flanges of the hollow shaft of the rotational axis of rotation. This embodiment provides, if necessary, the ability to accurately balance the swinging part of the optical device relative to the elevation axis, for example, when changing optical units. In addition, by means of these balancing masses, balancing of the rotating part of the optical device relative to the azimuthal axis can be ensured.

Оптическое устройство может быть снабжено съемным кожухом, выполненным с возможностью охвата опорно-поворотного устройства с упомянутыми оптическими блоками в нерабочем положении оптического устройства. Съемный кожух обеспечивает защиту опорно-поворотного устройства с оптическими блоками от внешних воздействий при эксплуатации, например при длительном перерыве в работе или при неблагоприятных атмосферных условиях, а также при транспортировке. The optical device may be equipped with a removable casing configured to cover the slewing device with the said optical units in the inoperative position of the optical device. The removable casing protects the slewing ring with optical units from external influences during operation, for example, during a long interruption in operation or under adverse atmospheric conditions, as well as during transportation.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что обеспечивается возможность создания компактного многофункционального транспортабельного оптического устройства для наблюдения за летающими объектами, обладающего одновременно функциональными возможностями кинотеодолита и оптического локатора и сочетающего в себе достоинства последних. Вместе с этим использование изобретения обеспечивает повышение точности наведения оптического устройства и возможность преобразования оптического устройства соответственно задачам, решение которых оно должно обеспечивать. The technical result of the use of the invention is that it is possible to create a compact multifunctional transportable optical device for monitoring flying objects, which simultaneously possesses the functionality of a film theodolite and an optical locator and combines the advantages of the latter. Along with this, the use of the invention provides an increase in the accuracy of pointing of the optical device and the possibility of converting the optical device according to the tasks, the solution of which it should provide.

На фиг. 1 схематически показано оптическое устройство с надетым съемным кожухом, общий вид (компоновка, используемая при работе в активном режиме); на фиг. 2 - устройство вала угломестной оси и вилка ОПУ с моментными двигателями и датчиками угла поворота, элемент А на фиг.1. In FIG. 1 schematically shows an optical device with a removable cover attached, general view (layout used when operating in active mode); in FIG. 2 - the device shaft angle axis and the plug OPU with torque motors and angle sensors, element A in figure 1.

Оптическое устройство содержит установленное на основании 1 опорно-поворотное устройство 2. ОПУ включает в себя вилку 3 с двумя стойками 4 и 5 и штырем 6, установленную в станине 7 с возможностью поворота вокруг азимутальной оси 8. Узлы вращения вилки вокруг азимутальной оси выполнены в виде верхней и нижней подшипниковых опор 9 и 10. В вилке 3 с возможностью поворота вокруг угломестной оси 11 установлен полый вал 12 с первым и вторым оптическими блоками 13 и 14. Узлы вращения полого вала 12 вокруг угломестной оси 11 выполнены в виде подшипниковых опор 15 и 16, закрепленных соответственно на стойках 4 и 5 вилки 3. Внутри полого вала 12 выполнены кольцевые расточки заданных размеров, оси которых расположены каждая с заданным эксцентриситетом относительно оси вращения полого вала 12, геометрически совмещенной с угломестной осью 11. Параметры расточек определяются массогабаритными характеристиками полого вала 12 и монтируемых на нем узлов и элементов. Благодаря такому выполнению полого вала 12 обеспечивается приведение центра тяжести качающейся части (т.е. части устройства, установленной с возможностью поворота относительно угломестной оси 11) к оси вращения последней, т.е. обеспечивается уравновешивание относительно угломестной оси. К концам полого вала 12, установленного в подшипниковых опорах 15 и 16, посредством фланцев 17 соответственно присоединены первый и второй оптические блоки 13 и 14. The optical device comprises a rotary support device 2 mounted on the base 1. The control gear includes a plug 3 with two uprights 4 and 5 and a pin 6 installed in the frame 7 with the possibility of rotation around the azimuth axis 8. The nodes of rotation of the fork around the azimuth axis are made in the form the upper and lower bearing supports 9 and 10. In the fork 3, with the possibility of rotation around the elevation axis 11, a hollow shaft 12 is installed with the first and second optical units 13 and 14. The rotation nodes of the hollow shaft 12 around the elevation axis 11 are made in the form of bearing supports 15 and 16, respectively mounted on the posts 4 and 5 of the plug 3. Inside the hollow shaft 12, annular bores of predetermined dimensions are made, each axis having a predetermined eccentricity with respect to the axis of rotation of the hollow shaft 12, geometrically aligned with the elevation axis 11. The parameters of the bores are determined by the overall dimensions of the hollow shaft 12 and mounted on it nodes and elements. Due to this embodiment of the hollow shaft 12, the center of gravity of the swinging part (i.e., the part of the device mounted to rotate relative to the elevation axis 11) to the axis of rotation of the latter, i.e. balancing with respect to the elevation axis is provided. To the ends of the hollow shaft 12 installed in the bearing bearings 15 and 16, through the flanges 17, respectively, are connected the first and second optical units 13 and 14.

Оптические блоки 13 и 14 выполнены сменными. В варианте осуществления изобретения предусмотрено, например, два сменных (устанавливаемых попеременно) оптических блока 13. В одном сменном оптическом блоке 13 размещается приемопередающая оптика для лазерного дальномера, которая используется при работе оптического устройства в активном режиме. В другом сменном оптическом блоке 13, который используется при работе оптического устройства только в пассивном режиме, размещена, например, телевизионная камера узкого поля (камера с узкопольным объективом). Оптический блок 14 содержит оптико-электронные устройства, обеспечивающие только прием оптического сигнала, и по существу этот оптический блок является блоком датчиков. В данном блоке могут быть размещены, например, матричный инфракрасный приемник со своей оптикой или матричный телевизионный приемник широкого поля со своей оптикой или телевизионный фотометр. Информация с оптического блока 14 в виде электрических сигналов по кабальным связям поступает на аппаратуру системы управления, размещенную отдельно от оптического устройства (на чертеже не показано). В варианте осуществления изобретения данный оптический блок при работе оптического устройства в пассивном режиме обеспечивает решение, например, следующих задач:
- измерение угловых координат летающих объектов различного назначения;
- осуществление инфракрасной фотометрии;
- получение детальных изображений летающих объектов.The optical units 13 and 14 are interchangeable. In an embodiment of the invention, for example, two interchangeable (interchangeable) optical units 13 are provided. In one interchangeable optical unit 13, transceiver optics for a laser range finder are located, which is used when the optical device is in active mode. In another interchangeable optical unit 13, which is used when the optical device is only in the passive mode, there is, for example, a narrow field television camera (a camera with a narrow field lens). The optical unit 14 contains optical-electronic devices that provide only the reception of an optical signal, and essentially this optical unit is a sensor unit. In this unit, for example, a matrix infrared receiver with its optics or a wide-field matrix television receiver with its optics or a television photometer can be placed. Information from the optical unit 14 in the form of electrical signals via cable connections is fed to the control system equipment located separately from the optical device (not shown in the drawing). In an embodiment of the invention, this optical unit when the optical device is in passive mode provides, for example, a solution to the following problems:
- measurement of the angular coordinates of flying objects for various purposes;
- implementation of infrared photometry;
- obtaining detailed images of flying objects.

В варианте выполнения на фланцах 17 также могут быть закреплены уравновешивающие массы (на чертеже не показано). Посредством уравновешивающих масс обеспечивается точное уравновешивание качающейся части оптического устройства, например, при смене оптических блоков 13 и/или 14. In an embodiment, balancing weights can also be fixed on the flanges 17 (not shown in the drawing). By means of balancing masses, exact balancing of the oscillating part of the optical device is ensured, for example, when changing optical units 13 and / or 14.

Оптическое устройство снабжено оптико-механическим блоком 18, выполненным с возможностью установки между станиной 7 ОПУ и основанием 1. В оптико-механическом блоке 18 размещена оптико-электронная аппаратура 19 с отражающим элементом 20. В варианте осуществления изобретения оптико-электронная аппаратура 19 включает в себя, например, лазерный излучатель, лазерный светоприемник и телевизионную камеру узкого поля. Информация с оптико-механического блока 18 в виде электрических сигналов по кабельным связям поступает на упомянутую аппаратуру системы управления. Оптико-механический блок 18 совместно с оптическим блоком 13, снабженным приемопередающей оптикой для лазерного дальномера, при работе оптического устройства в активном режиме обеспечивают решение, например, следующих задач:
- измерение наклонной дальности до летающих объектов (например, космических аппаратов), снабженных отражателями;
- измерение наклонной дальности до летающих объектов, не снабженных отражателями;
- измерение угловых координат летающих объектов;
- осуществление фотометрии с целью определения ориентирования летающих объектов, их динамического состояния и формы;
- выполнение спектрального анализа летающих объектов.The optical device is equipped with an optical-mechanical unit 18, configured to install between the frame 7 of the OPA and the base 1. In the optical-mechanical block 18 is placed the optoelectronic equipment 19 with a reflective element 20. In an embodiment of the invention, the optoelectronic equipment 19 includes for example, a laser emitter, a laser light detector and a narrow field television camera. Information from the optomechanical unit 18 in the form of electrical signals via cable communications is fed to the said control system equipment. The optical-mechanical unit 18 together with the optical unit 13, equipped with transceiver optics for the laser rangefinder, when the optical device is in active mode, provide a solution, for example, of the following tasks:
- measurement of the slant range to flying objects (for example, spacecraft) equipped with reflectors;
- measurement of slant range to flying objects that are not equipped with reflectors;
- measurement of the angular coordinates of flying objects;
- Photometry to determine the orientation of flying objects, their dynamic state and shape;
- performing spectral analysis of flying objects.

Устройство снабжено последовательно установленными отражающими элементами, образующими лучевод с возможностью прохождения оптического луча от первого оптического блока 13 к оптико-механическому блоку 18. Лучевод имеет участки, совмещенные соответственно с азимутальной и угломестной осями вращения 8 и 11, и включает в себя, в частности, отражающие элементы 20 и 21, которые выполнены в виде плоских зеркал. (Другие отражающие элементы лучевода, например, расположенные в первом оптическом блоке 13, на чертеже не показаны). The device is equipped with series-mounted reflective elements forming a beam guide with the possibility of passing an optical beam from the first optical block 13 to the optical-mechanical block 18. The beam guide has sections aligned respectively with the azimuthal and elevation axes of rotation 8 and 11, and includes, in particular, reflecting elements 20 and 21, which are made in the form of flat mirrors. (Other reflective elements of the beam guide, for example, located in the first optical unit 13, are not shown in the drawing).

Внутри полого вала 12 в месте пересечения азимутальной и угломестной осей наведения 8 и 11 на опоре 22 установлен отражающий элемент (плоское зеркало) 21 с устройством регулировки (коррекции) его положения (на чертеже не показано). Опора 22 закреплена на штыре 6, который выполнен с возможностью прохождения оптического луча. вдоль азимутальной оси 8. При этом плоское зеркало 21 размещено внутри полого вала 12, для чего в корпусе последнего выполнен вырез "а". Плоское зеркало 21 отражает направленный вдоль оси полого вала 12 световой пучок от первого оптического блока 13 и через вырез "а" направляет его вдоль оси штыря 6 к отражающему элементу 20, размещенному в оптико-механическом блоке 18. Отражающий элемент 20 направляет световой пучок к оптико-электронной аппаратуре 19, где оптические сигналы преобразуются в электрические, которые поступают на аппаратуру системы управления. Inside the hollow shaft 12 at the intersection of the azimuthal and elevation guidance axes 8 and 11, a reflecting element (flat mirror) 21 is installed on the support 22 with a device for adjusting (correcting) its position (not shown in the drawing). The support 22 is mounted on a pin 6, which is configured to pass an optical beam. along the azimuthal axis 8. In this case, a flat mirror 21 is placed inside the hollow shaft 12, for which a cutout “a” is made in the housing of the latter. The flat mirror 21 reflects the light beam directed along the axis of the hollow shaft 12 from the first optical block 13 and through the cutout "a" directs it along the axis of the pin 6 to the reflective element 20 located in the optical-mechanical block 18. The reflective element 20 directs the light beam to the optic -electronic equipment 19, where the optical signals are converted into electrical, which are fed to the control system equipment.

Оптическое устройство снабжено приводами вращения относительно азимутальной и угломестной осей 8 и 11. Приводы вращения выполнены в виде моментных двигателей. Наведение по оси 8 обеспечивается моментным двигателем 23 и датчиком 24 угла поворота по азимуту. Последние установлены между подшипниковыми опорами 9 и 10. При этом роторы моментного двигателя 23 и датчика 24 соответственно закреплены на штыре 6 вилки, а их статоры закреплены на корпусе станины 7. Наведение по оси 11 обеспечивается моментным двигателем 25 и датчиком 26 утла поворота по углу места. Моментный двигатель 25 и датчик 26 расположены по концам полого вала 12 с внутренней стороны стоек соответственно 4 и 5. Роторы моментного двигателя 25 и датчика 26 закреплены на корпусе полого вала 12, а их статоры посредством переходников консольно закреплены соответственно на стойках 4 и 5. The optical device is equipped with rotation drives relative to the azimuthal and elevation axes 8 and 11. The rotation drives are made in the form of torque motors. Guidance on axis 8 is provided by a torque motor 23 and a sensor 24 of the angle of rotation in azimuth. The latter are installed between the bearing supports 9 and 10. In this case, the rotors of the torque motor 23 and the sensor 24 are respectively mounted on the pin 6 of the plug, and their stators are fixed on the housing of the bed 7. Guidance on the axis 11 is provided by the torque motor 25 and the angle sensor 28 of the rotation angle of elevation . The torque motor 25 and the sensor 26 are located at the ends of the hollow shaft 12 on the inner side of the struts 4 and 5, respectively. The rotors of the torque motor 25 and the sensor 26 are mounted on the housing of the hollow shaft 12, and their stators are mounted cantilevered on the posts 4 and 5, respectively.

Подшипниковые опоры 10 и 16 опорно-поворотного устройства 2 снабжены средствами для компенсации температурных деформаций ОПУ. В варианте выполнения средства для компенсации температурных деформаций выполнены каждое в виде соединенной с соответствующей подшипниковой опорой кольцевой мембраны соответственно 27 и 28. Кольцевая мембрана 27 закреплена на корпусе станины 7, а кольцевая мембрана 28 закреплена на стойке 5 вилки 3. Кольцевые мембраны 27 и 28 обеспечивают возможность ограниченного осевого перемещения подшипниковых опор соответственно 10 и 16 при температурных деформациях опор ОПУ оптического устройства. Благодаря этому исключается возможность заклинивания подшипников или увеличения момента сопротивления вращению соответственно штыря 6 вилки или полого вала 12. Bearing bearings 10 and 16 of the slewing ring 2 are equipped with means for compensating for thermal deformations of the control gear. In an embodiment, the means for compensating for temperature deformations are each made in the form of an annular membrane 27 and 28, respectively, connected to the corresponding bearing support. The annular membrane 27 is fixed to the housing of the bed 7, and the annular membrane 28 is fixed to the rack 5 of the plug 3. The annular membranes 27 and 28 provide the possibility of limited axial movement of the bearing bearings, respectively 10 and 16, when the temperature deformations of the supports of the OPU of the optical device. This eliminates the possibility of seizing bearings or increase the moment of resistance to rotation, respectively, of the pin 6 of the plug or hollow shaft 12.

Опорно-поворотное устройство 2 снабжено кабелепереходом 29 с вилки 3 на станину 7. Также предусмотрены кабелепереходы между вилкой и оптическими блоками (на чертеже не показано). Между станиной 7 и штырем вилки 3, а также между полым валом 12 и одной из стоек вилки 3 установлены устройства фиксации их взаимного положения (на чертеже не показано). С помощью этих устройств обеспечивается жесткая фиксация взаимного положения поворотных и неподвижной частей ОПУ при хранении и транспортировке оптического устройства. Упомянутые устройства фиксации взаимодействуют с концевыми выключателями, соответственно блокирующими приводы вращения вокруг азимутальной и угломестной осей. Для визуального отсчета углов поворота ОПУ при проведении, например, регламентных и юстировочных работ на поворотных частях ОПУ предусмотрены отсчетные устройства с лимбами 30 и 31. The rotary support device 2 is provided with a cable transition 29 from the plug 3 to the bed 7. Cable transitions between the plug and the optical units (not shown) are also provided. Between the bed 7 and the pin of the plug 3, as well as between the hollow shaft 12 and one of the posts of the plug 3 are installed devices for fixing their relative positions (not shown). Using these devices provides a rigid fixation of the mutual position of the rotary and stationary parts of the OPU during storage and transportation of the optical device. Mentioned locking devices interact with limit switches, respectively blocking rotation drives around the azimuthal and elevation axes. For visual reading of the angles of rotation of the control gear during, for example, routine and adjustment work on the turning parts of the control gear, reading devices with limbs 30 and 31 are provided.

Вместе с этим оптическое устройство снабжено съемным кожухом 32. Съемный кожух предназначен для защиты опорно-поворотного устройства 2 с оптическими блоками 13 и 14 от внешних воздействий, например, при длительном перерыве в работе, а также при неблагоприятных атмосферных условиях и транспортировке. Кроме того, ОПУ снабжено буферными устройствами, которые предназначены для безударного торможения и остановки поворотных частей ОПУ на предельных углах наведения при несрабатывании концевых выключателей приводов вращения (на чертеже не показано). В варианте осуществления изобретения каждое буферное устройство содержит пружинный буфер, выполненный, например, в виде консольно закрепленной пластинчатой пружины. С пластинчатыми пружинами взаимодействуют упоры, соответственно установленные на поворотных частях ОПУ. Along with this, the optical device is equipped with a removable casing 32. The removable casing is designed to protect the slewing-rotary device 2 with the optical units 13 and 14 from external influences, for example, during a long interruption in operation, as well as under adverse atmospheric conditions and transportation. In addition, the control gear is equipped with buffer devices that are designed for shockless braking and stopping the turning parts of the control gear at the limiting guidance angles when the limit switches of the rotation drives fail (not shown in the drawing). In an embodiment of the invention, each buffer device comprises a spring buffer made, for example, in the form of a cantilever fixed leaf spring. With leaf springs interact stops, respectively mounted on the rotary parts of the OPU.

Оптическое устройство работает следующим образом. The optical device operates as follows.

Устройство доставляют на подготовленную позицию, где опорно-поворотное устройство 2 с оптическими блоками 13 и 14 устанавливают на закладных частях основания 1. При этом станину 7 опорно-поворотного устройства устанавливают на основании 1 либо непосредственно (в случае использования устройства для работы только в пассивном режиме), либо через оптико-механический блок 18 (в случае использования устройства для работы как в пассивном, так и в активном режимах). Перед работой с опорно-поворотного устройства снимают съемный кожух 32, расштыривают поворотные части опорно-поворотного устройства. В исходном положении оптические блоки направлены в зенит. К соответствующим разъемам оптического устройства подключают кабельные связи от аппаратуры системы управления (на чертеже не показано). Перед началом работы устройства на пего подают силовое питание. The device is delivered to the prepared position, where the slewing device 2 with optical units 13 and 14 are installed on the embedded parts of the base 1. In this case, the bed 7 of the slewing device is installed on the base 1 or directly (in the case of using the device to work only in passive mode ), or through the optomechanical unit 18 (in the case of using the device for operation in both passive and active modes). Before working with the slewing ring, the removable casing 32 is removed, the turning parts of the slewing ring are opened. In the initial position, the optical blocks are directed to the zenith. Cable communications from the control system equipment (not shown in the drawing) are connected to the corresponding connectors of the optical device. Before starting the operation of the device, the power supply is supplied to the Pego.

Наведение оптических блоков 13 и 14 на наблюдаемый объект может производиться раздельно или одновременно по осям 8 и 11. Моментные двигатели 23 и 25 безредукторных приводов наведения обеспечивают поворот подвижных частей опорно-поворотного устройства, а также удержание этих частей на любом угле наведения при включенном питании моментных двигателей. При наведении оптического устройства датчики угла поворота, роторы которых установлены соответственно непосредственно на штыре 6 и валу 12, обеспечивают выдачу сигналов о фактических углах поворота в управляющую ЭВМ аппаратуры системы управления. The guidance of the optical units 13 and 14 to the observed object can be carried out separately or simultaneously along the axes 8 and 11. Torque motors 23 and 25 of direct-drive guidance drives provide rotation of the moving parts of the slewing gear, as well as holding these parts at any angle of guidance when the torque power is on engines. When pointing the optical device, the angle sensors, the rotors of which are mounted directly on pin 6 and shaft 12, respectively, provide signals about the actual rotation angles to the control computer of the control system equipment.

Кольцевые мембраны 27 и 28 обеспечивают возможность ограниченного осевого перемещения подшипниковых опор 10 и 16 и, таким образом, позволяют компенсировать температурные деформации монтировки, которые могут быть вызваны, например, тепловыделением моментных двигателей при работе в режиме длительного сеанса (например, 12 ч) или воздействием солнечной радиации. Благодаря этому исключается возможность заклинивания подшипников или резкого увеличения момента сопротивления вращению. The annular membranes 27 and 28 allow limited axial movement of the bearings 10 and 16 and, thus, compensate for thermal deformations of the mount, which can be caused, for example, by the heat generation of torque motors when operating in a long session (for example, 12 hours) or by exposure solar radiation. This eliminates the possibility of seizing bearings or a sharp increase in the moment of resistance to rotation.

При работе оптического устройства в пассивное режиме информация от оптического блока 14 (блока датчиков) в виде электрических сигналов по кабельным связям поступает на аппаратуру съема и обработки информации (аппаратуру системы управления). При работе устройства в активном режиме оптические сигналы, принимаемые оптическим блоком 13, через лучевод поступают в оптико-механический блок 18, где с помощью оптико-электронной аппаратуры 19 преобразуются в электрические, которые по кабельным связям передаются также в систему управления. Таким образом, оптическое устройство обеспечивает возможность получения информации в реальном масштабе времени. When the optical device is in passive mode, information from the optical unit 14 (sensor unit) in the form of electrical signals via cable communications is fed to the information acquisition and processing equipment (control system equipment). When the device is in active mode, the optical signals received by the optical unit 13 are transmitted through the beam guide to the optomechanical unit 18, where they are converted into electrical ones using optoelectronic equipment 19, which are also transmitted via cable communications to the control system. Thus, the optical device provides the ability to obtain information in real time.

Таким образом, благодаря особенностям выполнения оптического устройства, изобретение обеспечивает возможность создания компактного многофункционального транспортабельного оптического устройства для наблюдения за летающими объектами. При этом изобретение позволяет повысить точность наведения оптического устройства, в частности, путем повышения жесткости ОПУ последнего, повышения степени уравновешенности поворотных частей, размещения моментных двигателей и датчиков угла поворота непосредственно на исполнительных осях, и исключения возможности заклинивания подшипников подшипниковых опор и возможности увеличения момента сопротивления вращению вследствие температурных деформаций устройства. Вместе с этим использование изобретения обеспечивает, при необходимости, возможность быстрого преобразования оптического устройства соответственно задачам, решение которых оно должно обеспечивать, что позволяет существенно расширить функциональные возможности оптического устройства. Thus, due to the features of the optical device, the invention provides the possibility of creating a compact multifunctional transportable optical device for observing flying objects. Moreover, the invention allows to increase the accuracy of pointing the optical device, in particular, by increasing the rigidity of the control gear of the latter, increasing the degree of balance of the rotary parts, placing torque motors and angle sensors directly on the executive axes, and eliminating the possibility of jamming of bearings of bearing bearings and the possibility of increasing the moment of resistance to rotation due to temperature deformation of the device. Along with this, the use of the invention provides, if necessary, the ability to quickly convert the optical device according to the tasks, the solution of which it should provide, which can significantly expand the functionality of the optical device.

Claims

1. An optical device comprising a slewing rotary device mounted on the base, including a fork with two uprights and a pin, mounted in the frame with the possibility of rotation around the azimuth axis, the first optical unit installed in the fork with the possibility of rotation around the elevation axis, nodes and rotation drives respectively, around the azimuthal and elevation axes with rotation angle sensors relative to the mentioned axes, optoelectronic equipment and emitter, characterized in that it is equipped with optomechanical a lock made with the possibility of installing between the bed of the slewing ring and the base, the second optical block and sequentially mounted reflective elements forming a beam path with the possibility of passing an optical beam from the first optical block to the optical-mechanical block, and the beam path has sections aligned respectively with the azimuth and elevation axes of rotation, while the said emitter is placed in the optical-mechanical unit, a hollow is mounted on the fork post in the bearing supports al with the possibility of rotation around the elevation axis, and inside the hollow shaft there are made circular bores of predetermined dimensions, the axes of which are each with a given eccentricity relative to the axis of rotation of the hollow shaft, one of the mentioned optical units is detachably connected to each end of the hollow shaft using a flange, this hollow shaft is made with a cutout with the possibility of placing in it one of the aforementioned reflective elements, which is installed with the possibility of adjusting its position on a support mounted on a piece After the forks, the latter is made with the possibility of passing an optical beam along the azimuthal axis and is installed in two bearing bearings spaced apart in height, each rotation drive contains a torque motor including a stator and a rotor, torque motors and rotation angle sensors are installed between the bearing supports of the corresponding rotation axes rotary support device, while the rotors of the torque motors and angle sensors are mounted respectively on the pin of the plug and on the housing of the hollow shaft, and the stators of the moment engines and angle sensors are mounted respectively on the bed and cantilever on the corresponding rack of the fork, and one of the bearing bearings of each of the axes of rotation of the slewing ring is equipped with a means for compensating for temperature deformations.

2. The optical device according to claim 1, characterized in that the means for compensating for temperature deformations are each made in the form of an annular membrane connected to the corresponding bearing support, mounted respectively on the frame body or on the fork stand.

3. The optical device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of said optical units is replaceable.

4. The optical device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is equipped with balancing masses, which are respectively mounted on said hollow shaft flanges of the angular axis of rotation.

5. An optical device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is provided with a removable casing configured to cover the slewing ring with said optical units in the inoperative position of the optical device.