本發(fā)明屬于探測器，具體涉及一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、紅外探測器是將入射的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號輸出的器件。紅外輻射是波長介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到。要察覺這種輻射的存在并測量其強(qiáng)弱，必須把它轉(zhuǎn)變成可以察覺和測量的其他物理量。受限于光學(xué)鏡頭加工裝調(diào)工藝、紅外探測器制備工藝，需要調(diào)整探測器的位置姿態(tài)保證探測器對外景成像清晰，探測器與光學(xué)鏡頭的對準(zhǔn)精度直接影響產(chǎn)品成像質(zhì)量，因此要提高產(chǎn)品成像質(zhì)量，提升產(chǎn)品性能，需要設(shè)計(jì)多自由度高精度的探測器輔助調(diào)整機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)探測器像面與光學(xué)鏡頭的高精度對準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問題：

2、為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，將在調(diào)整模塊和探測器之間設(shè)置過渡模塊，將對過渡模塊的姿態(tài)調(diào)節(jié)間接轉(zhuǎn)移至探測器，以使探測器實(shí)現(xiàn)多自由度高精度姿態(tài)調(diào)整。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中探測器與光學(xué)鏡頭對準(zhǔn)精度低，且為保證對準(zhǔn)精度姿態(tài)調(diào)整設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜操作繁瑣的問題。

3、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，包括光學(xué)安裝平臺及安裝于其一側(cè)的調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊通過過渡模塊與安裝于光學(xué)安裝平臺另一側(cè)的探測器連接，通過調(diào)整模塊與過渡模塊之間的彈性連接能夠保證兩者固定連接時(shí)的動態(tài)調(diào)整，通過過渡模塊與探測器之間的剛性連接將調(diào)整模塊對過渡模塊的姿態(tài)調(diào)整完全轉(zhuǎn)移至探測器。

4、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述過渡模塊為同軸安裝于調(diào)整模塊內(nèi)的柱狀結(jié)構(gòu)，其頂端貫穿光學(xué)安裝平臺上的通孔與探測器連接固定連接，其底端與貫穿調(diào)整模塊底部中心孔的緊固件連接，緊固件與調(diào)整模塊底部之間設(shè)置有彈性件，通過緊固件和彈性件的配合，實(shí)現(xiàn)過渡模塊與調(diào)整模塊之間的彈性連接。

5、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述過渡模塊為頂絲調(diào)節(jié)塊，其頂端和底端均開有螺紋孔，分別通過螺釘與探測器和調(diào)整模塊固定連接；其中部為直徑大于兩端的軸肩，軸肩的外周面上沿周向均布四個(gè)調(diào)節(jié)定位槽，用以在調(diào)整模塊對過渡模塊進(jìn)行xy向調(diào)節(jié)時(shí)的位置限定。

6、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述調(diào)整模塊包括調(diào)整外框架及安裝于其上的第一調(diào)整螺釘和第二調(diào)整螺釘，調(diào)整外框架為中空且頂部開口的腔體結(jié)構(gòu)，其頂部開口端作為機(jī)械接口抵接于光學(xué)安裝平臺的底面；

7、所述調(diào)整外框架的側(cè)壁外周面沿周向均布四個(gè)通孔，分別與過渡模塊上的四個(gè)調(diào)節(jié)定位槽一一對應(yīng)，將四個(gè)第一調(diào)整螺釘分別貫穿周面上的四個(gè)通孔頂至過渡模塊的調(diào)節(jié)定位槽內(nèi)，通過沿過渡模塊的徑向旋擰第一調(diào)節(jié)螺釘完成對過渡模塊在xy方向上的位置調(diào)整，進(jìn)而對探測器進(jìn)行xy方向上的位置調(diào)整；

8、所述調(diào)整外框架的底面沿周向均布多個(gè)通孔，與過渡模塊的軸肩底部環(huán)面相對設(shè)置，將多個(gè)第二調(diào)整螺釘分別貫穿底面上的多個(gè)通孔頂至過渡模塊的軸肩底部環(huán)面，通過沿過渡模塊的軸向同步旋擰多個(gè)第二調(diào)整螺釘完成對過渡模塊在z方向上的位置調(diào)整，通過沿過渡模塊的軸向同步旋擰同側(cè)的第二調(diào)整螺釘完成對過渡模塊的角度調(diào)整，進(jìn)而對探測器進(jìn)行z方向上的位置調(diào)整或角度調(diào)整。

9、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述調(diào)整螺釘?shù)穆輻U頭部為球頭結(jié)構(gòu)，以保證與過渡模塊為點(diǎn)接觸。

10、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述調(diào)整螺釘?shù)念^部進(jìn)行滾花處理，頂部設(shè)有內(nèi)六方扳手口。

11、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述彈性件為彈性材料的環(huán)狀彈性片，其環(huán)內(nèi)設(shè)有十字支撐梁，十字支撐梁的中心開有通孔，用于穿過所述緊固件；各支臂上的同一半徑位置開有通孔，用于穿過所述第二調(diào)整螺釘；環(huán)面上沿周向均布多個(gè)球形凸起，以保證與調(diào)整模塊底面為點(diǎn)接觸。

12、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述彈性片為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其環(huán)面上沿周向均布四個(gè)球形凸起。

13、本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述緊固件為安裝螺釘，與過渡模塊底端的螺紋孔配合安裝。

14、一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)探測器姿態(tài)的方法，具體步驟如下：

15、將探測器置于光學(xué)安裝平臺上，通過緊固件將位于光學(xué)安裝平臺下方的過渡模塊與探測器固定連接；

16、將調(diào)整模塊同軸套裝于過渡模塊上，其機(jī)械接口貼合于光學(xué)安裝平臺的底面，安裝螺釘貫穿彈性件和調(diào)整模塊底面旋擰于過渡模塊底端螺紋孔內(nèi)，完成調(diào)整模塊的固定安裝；

17、將四個(gè)第一調(diào)整螺釘旋擰于調(diào)整模塊的周面通孔內(nèi)，四個(gè)第二調(diào)整螺釘旋擰于調(diào)整模塊的底面通孔內(nèi)；

18、根據(jù)與光學(xué)鏡頭的偏差，旋擰不同位置的調(diào)整螺釘，完成探測器與光學(xué)鏡頭地對準(zhǔn)；

19、當(dāng)旋擰周向上的第一調(diào)整螺釘時(shí)，調(diào)節(jié)探測器沿xy方向上的偏差；

20、當(dāng)同步旋擰軸向上的第二調(diào)整螺釘時(shí)，調(diào)節(jié)探測器沿z方向上的偏差；

21、當(dāng)旋擰不同的第二調(diào)整螺釘時(shí)，調(diào)節(jié)探測器的角度偏差。

22、有益效果

23、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過彈性片的彈性變形保證探測器部件與安裝底板緊貼，在8個(gè)調(diào)整螺釘?shù)淖饔孟聦μ綔y器進(jìn)行多自由度調(diào)整，可通過設(shè)計(jì)調(diào)整螺釘與調(diào)整外框架安裝螺紋的螺距實(shí)現(xiàn)探測器高精度調(diào)節(jié)。該機(jī)構(gòu)作為探測器調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)探測器多維度高精度精密調(diào)節(jié)，保證探測器與光學(xué)系統(tǒng)地對準(zhǔn)，提高產(chǎn)品成像質(zhì)量，并且該機(jī)構(gòu)可在探測器調(diào)整完成后拆除，不額外增加系統(tǒng)的體積重量，且機(jī)構(gòu)整體體積小，可適用于多種場景的探測器調(diào)整工況。實(shí)現(xiàn)探測器的高精度多自由度調(diào)整，保證系統(tǒng)成像質(zhì)量。

24、本發(fā)明采用調(diào)整螺釘進(jìn)行位置角度調(diào)整，僅需設(shè)計(jì)不同螺距，即可實(shí)現(xiàn)對探測器的不同精度要求的調(diào)整。

25、本發(fā)明在調(diào)整外框架和探測器之間設(shè)置的過渡模塊，通過過渡模塊將平移或偏轉(zhuǎn)的調(diào)整傳遞至探測器，壁面直接作用在探測器上對其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。

26、本發(fā)明采用高彈材料的彈性片實(shí)現(xiàn)過渡模塊和調(diào)整外框架之間的彈性連接，能夠保證兩者固定連接時(shí)的動態(tài)調(diào)整，并通過彈性變形實(shí)現(xiàn)探測器部件與底板安裝平面緊密貼合，同時(shí)可以保證在調(diào)整螺釘?shù)淖饔孟绿綔y器部件能夠微調(diào)旋轉(zhuǎn)或平移。

27、本發(fā)明的調(diào)整螺釘頂端設(shè)計(jì)為球頭構(gòu)型，保證其與頂絲調(diào)節(jié)塊點(diǎn)接觸，保證探測器在多自由度調(diào)節(jié)時(shí)不產(chǎn)生相互耦合。

技術(shù)特征：

1.一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括光學(xué)安裝平臺及安裝于其一側(cè)的調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊通過過渡模塊與安裝于光學(xué)安裝平臺另一側(cè)的探測器連接，通過調(diào)整模塊與過渡模塊之間的彈性連接能夠保證兩者固定連接時(shí)的動態(tài)調(diào)整，通過過渡模塊與探測器之間的剛性連接將調(diào)整模塊對過渡模塊的姿態(tài)調(diào)整完全轉(zhuǎn)移至探測器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述過渡模塊為同軸安裝于調(diào)整模塊內(nèi)的柱狀結(jié)構(gòu)，其頂端貫穿光學(xué)安裝平臺上的通孔與探測器連接固定連接，其底端與貫穿調(diào)整模塊底部中心孔的緊固件連接，緊固件與調(diào)整模塊底部之間設(shè)置有彈性件，通過緊固件和彈性件的配合，實(shí)現(xiàn)過渡模塊與調(diào)整模塊之間的彈性連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述過渡模塊為頂絲調(diào)節(jié)塊，其頂端和底端均開有螺紋孔，分別通過螺釘與探測器和調(diào)整模塊固定連接；其中部為直徑大于兩端的軸肩，軸肩的外周面上沿周向均布四個(gè)調(diào)節(jié)定位槽，用以在調(diào)整模塊對過渡模塊進(jìn)行xy向調(diào)節(jié)時(shí)的位置限定。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述調(diào)整模塊包括調(diào)整外框架及安裝于其上的第一調(diào)整螺釘和第二調(diào)整螺釘，調(diào)整外框架為中空且頂部開口的腔體結(jié)構(gòu)，其頂部開口端作為機(jī)械接口抵接于光學(xué)安裝平臺的底面；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述調(diào)整螺釘?shù)穆輻U頭部為球頭結(jié)構(gòu)，以保證與過渡模塊為點(diǎn)接觸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述調(diào)整螺釘?shù)念^部進(jìn)行滾花處理，頂部設(shè)有內(nèi)六方扳手口。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述彈性件為彈性材料的環(huán)狀彈性片，其環(huán)內(nèi)設(shè)有十字支撐梁，十字支撐梁的中心開有通孔，用于穿過所述緊固件；各支臂上的同一半徑位置開有通孔，用于穿過所述第二調(diào)整螺釘；環(huán)面上沿周向均布多個(gè)球形凸起，以保證與調(diào)整模塊底面為點(diǎn)接觸。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述彈性片為圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其環(huán)面上沿周向均布四個(gè)球形凸起。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述緊固件為安裝螺釘，與過渡模塊底端的螺紋孔配合安裝。

10.一種權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)探測器姿態(tài)的方法，其特征在于具體步驟如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種多自由度高精度探測器調(diào)整機(jī)構(gòu)，屬于探測器技術(shù)領(lǐng)域；該機(jī)構(gòu)包括光學(xué)安裝平臺及安裝于其一側(cè)的調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊通過過渡模塊與安裝于光學(xué)安裝平臺另一側(cè)的探測器連接，通過調(diào)整模塊與過渡模塊之間的彈性連接能夠保證兩者固定連接時(shí)的動態(tài)調(diào)整，通過過渡模塊與探測器之間的剛性連接將調(diào)整模塊對過渡模塊的姿態(tài)調(diào)整完全轉(zhuǎn)移至探測器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中探測器與光學(xué)鏡頭對準(zhǔn)精度低，且為保證對準(zhǔn)精度姿態(tài)調(diào)整設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜操作繁瑣的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：崔鑫磊,蔣澤正,李堅(jiān)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽電光設(shè)備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9