專利名稱：車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外探測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備。
背景技術(shù)：
在日益注重空氣質(zhì)量的今天，機動實時全方位監(jiān)控空氣質(zhì)量勢在必行。國內(nèi)外 現(xiàn)有的探測系統(tǒng)光機結(jié)構(gòu)，探測口徑小，對于遠距離污染物云團無法實現(xiàn)全方位掃描。與 本發(fā)明最為接近的已有技術(shù)是2008年公開的Y. J.Kim and U. Platt (eds. ), Advanced Environmental Monitoring,107-118.中 的 Chapter 8 OpticalRemote Sensing for Characterizing the Spatial Distribution of Stack Emissions，該系 充白勺H/L^l 備包括視頻攝像機、方位仰角反射鏡、望遠鏡和方位安裝架。其中攝像機通過螺釘固定在方 位安裝架上；方位仰角反射鏡通過齒輪齒扇結(jié)構(gòu)安放在方位安裝架上；望遠鏡通過螺釘安 放在方位安裝架上。外界污染物云團方位由視頻攝像機瞄準，通過方位仰角反射鏡進入望 遠鏡，通過望遠鏡得到便于檢測的光束，從而更方便的進行遠距離甲烷探測。由于該光機設備中視頻攝像機與方位仰角反射鏡不能同步轉(zhuǎn)動，無法 實時獲得遠 處污染物云團的信息；同時方位仰角反射鏡口徑小，獲得入射光束能量不高；方位仰角反 射鏡無法同時實現(xiàn)全方位(水平和方位360° )掃描。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)大口徑、全方位、實時機 動掃描的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，包括方位電機組件、方位360°掃描組件、水平 360°掃描組件、水平電機組件和隔振箱組件，方位360°掃描組件通過軸承與水平360° 掃描組件連接；方位電機組件通過電機安裝板用螺釘固定在水平360°掃描組件的主鏡筒 上；水平電機組件通過電機座與軸承座用螺釘固定在水平360°掃描組件的下板座上；水 平360°掃描組件通過下板座用螺釘固定在隔振箱組件的探測器安裝箱上。本發(fā)明的有益效果是該設備應用在車載環(huán)境下，能實現(xiàn)水平和方位360°掃描； 采用大口徑通光孔，使進入該設備的探測能量高；結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈便。


圖1是本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的方位電機組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的方位360°掃描組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的局部放大示意圖。圖5是本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的水平360°掃描組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的水平電機組件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是圖6的局部放大示意圖。圖8是本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的隔振箱組件結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、方位電機組件，2、方位360°掃描組件，3、水平360°掃描組件，4、水平電 機組件，5、隔振箱組件，6、方位電機，7、電機套，8、第一聯(lián)軸節(jié)，9、第一軸承壓片，10、第一軸 承，11、第一軸承座，12、第一蝸桿，13、電機安裝板，14、瞄準鏡座，15、瞄準鏡，16、掃描反射 鏡，17、方位轉(zhuǎn)筒，18、第二軸承，19、渦輪，20、導電滑環(huán)，21、次鏡座，22、次鏡，23、次鏡支架， 24、主鏡筒，25、三反鏡，26、主鏡，27、主鏡支撐，28、三反鏡座，29、筒座，30、導電環(huán)，31、下 筒，32、下筒渦輪，33、第二軸承壓片，34、下軸承，35、下軸承座，36、下板座，37、導電環(huán)下環(huán)， 38、水平電機，39、電機座，40、第二聯(lián)軸節(jié)，41、第三軸承壓片，42、第三軸承，43、第二軸承 座，44、第二蝸桿，45、探測器安裝箱，46、側(cè)部隔振器，47、下箱，48、底部隔振器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細地描述如圖1所示，本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備包括方位電機組件1、方位 360°掃描組件2、水平360°掃描組件3、水平電機組件4和隔振箱組件5。其中，所述的方 位電機組件1的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其包括方位電機6、電機套7、第一聯(lián)軸節(jié)8、第一軸承壓片 9、第一軸承10、第一軸承座11、第一蝸桿12和電機安裝板13 ；所述的方位360°掃描組件 2的結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示，其包括瞄準鏡座14、瞄準鏡15、掃描反射鏡16、方位轉(zhuǎn)筒17、 第二軸承18和渦輪19 ；所述的水平360°掃描組件3的結(jié)構(gòu)如圖5所示，其包括導電滑環(huán) 20、次鏡座21、次鏡22、次鏡支架23、主鏡筒24、三反鏡25、主鏡26、主鏡支撐27、三反鏡座 28、筒座29、導電環(huán)30、下筒31、下筒渦輪32、第二軸承壓片33、下軸承34、下軸承座35、下 板座36和導電環(huán)下環(huán)37 ；所述的水平電機組件4的結(jié)構(gòu)如圖6和圖7所示，其包括水平電 機38、電機座39、第二聯(lián)軸節(jié)40、第三軸承壓片41、第三軸承42、第二軸承座43和第二蝸桿 44 ；所述的隔振箱組件5的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其包括探測器安裝箱45、側(cè)部隔振器46、下箱 47和底部隔振器48。方位360°掃描組件2通過第二軸承18與水平360°掃描組件3連接在一起；方 位電機組件1通過電機安裝板13用螺釘固定在水平360°掃描組件3的主鏡筒24上；水 平電機組件4通過電機座39與第二軸承座43用螺釘固定在水平360°掃描組件3的下板 座36上；水平360°掃描組件3通過下板座36用螺釘固定在隔振箱組件5的探測器安裝 箱45上。方位360°掃描組件2中的瞄準鏡15的光軸正好在方位轉(zhuǎn)筒17的通光孔的軸心 上，從而可以實時獲得遠處污染物云團的信息；方位360°掃描組件2通過第二軸承18與 水平360°掃描組件3連接在一起并實現(xiàn)了相對360°轉(zhuǎn)動，方位電機組件1中方位電機 6通過第一聯(lián)軸節(jié)8、第一蝸桿12把扭矩傳給方位360°掃描組件2中的渦輪19，使方位 360°掃描組件2實現(xiàn)360°方位掃描；水平電機組件4中的水平電機38通過第二聯(lián)軸節(jié) 40、第二蝸桿44把扭矩傳給水平360°掃描組件3中的下筒渦輪32，通過下軸承34使得方 位電機組件1、方位360°掃描組件2、水平360°掃描組件3共同實現(xiàn)了水平360°掃描。在方位電機組件1中，方位電機6用螺釘固定在電機套7上；方位電機6和第一蝸 桿12通過第一聯(lián)軸節(jié)8對心安裝在一起；第一軸承10套在第一蝸桿12上，并通過第一軸承壓片9壓在第一軸承座11上；第一軸承壓片9通過螺釘固定在第一軸承座11上；電機套 7和第一軸承座11通過螺釘固定在電機安裝板13上。在方位360°掃描組件2中，瞄準鏡15通過螺釘固定在瞄準鏡座14上；瞄準鏡座 14通過螺釘固定在掃描反射鏡16上；掃描反射鏡16通過螺釘固定在方位轉(zhuǎn)筒17上，使掃 描反射鏡16相對于方位轉(zhuǎn)筒17的軸線成45°，便于外界光線通過掃描反射鏡16得到平行 于方位轉(zhuǎn)筒17軸線的光線；第二軸承18通過渦輪19壓在方位轉(zhuǎn)筒17上；渦輪19通過螺 釘固定在方位轉(zhuǎn)筒17上。在水平360°掃描組件3中，為了實現(xiàn)方位360°同方向連續(xù)轉(zhuǎn)動，避免導線的纏繞，實現(xiàn)功能的同時，又能夠使布線結(jié)構(gòu)簡單可靠，使用導電滑環(huán)20，導電滑環(huán)20通過螺釘 和次鏡座21固定在一起；次鏡22通過螺釘固定在次鏡座21上，然后次鏡座21通過螺釘固 定在次鏡支架23上；三反鏡25通過螺釘固定在三反鏡座28上，并保證三反鏡25鏡面與水 平面成45° ；主鏡26和三反鏡座28通過螺釘固定在主鏡支撐27上；次鏡支架23和主鏡 支撐27通過螺釘和主鏡筒24固定在一起；主鏡筒24通過螺釘和筒座29固定在一起；筒 座29通過螺釘和下筒31固定在一起；下筒渦輪32通過銷釘定位及通過螺釘和下筒31固 定在一起；為了實現(xiàn)水平360°同方向連續(xù)轉(zhuǎn)動，避免導線的纏繞，實現(xiàn)功能的同時，又能 夠使布線結(jié)構(gòu)簡單可靠，使用導電環(huán)30，導電環(huán)30上部通過螺釘和下筒31固定在一起，導 電環(huán)30下部通過螺釘和導電環(huán)下環(huán)37固定在一起；下軸承34套在下筒31上，并且下軸承 34通過第二軸承壓片33壓在下軸承座35里面；第二軸承壓片33通過螺釘與下軸承座35 固定在一起；下軸承座35通過螺釘和下板座36固定在一起；下軸承座35和導電環(huán)下環(huán)37 通過螺釘固定在下板座36上。在水平電機組件4中，水平電機38通過螺釘固定在電機座39上；水平電機38通 過第二聯(lián)軸節(jié)40和第二蝸桿44對心安裝在一起；第三軸承42套在第二蝸桿44上，并通過 第三軸承壓片41壓在第二軸承座43上；第三軸承壓片41通過螺釘固定在第二軸承座43 上。在隔振箱組件5中，八個側(cè)部隔振器46通過螺釘和探測器安裝箱45及下箱47固 定在一起，四個底部隔振器48也通過螺釘和探測器安裝箱45及下箱47固定在一起。本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)光機設備的工作原理是外界污染物云團發(fā)出的光輻射 通過方位360°掃描組件2中方位轉(zhuǎn)筒17上口徑φ160的通光孔，經(jīng)由方位360°掃描組 件2中掃描反射鏡16反射，成為與主鏡26和次鏡22光軸平行的光束，然后光束到達水平 360°掃描組件3中的主鏡26，經(jīng)由主鏡26匯聚到次鏡22上，經(jīng)由次鏡22光束轉(zhuǎn)變?yōu)榕c主 鏡26和次鏡22光軸平行的光束，光束打到三反鏡25上，光束經(jīng)由三反鏡25反射，通過主 鏡筒24的φ50的通光孔，以及導電環(huán)30的內(nèi)孔、導電環(huán)下環(huán)37的內(nèi)孔及下板座36上φ75 的通光孔，最終打到探測器上。設備在車載環(huán)境下受到外界的沖擊載荷，為了減緩沖擊和隔振，采用隔振箱組件 5，側(cè)部隔振器46起到緩和車載環(huán)境下設備的側(cè)向沖擊載荷，穩(wěn)定設備的功用；底部隔振器 48不僅垂向支撐整個設備，而且還能在彈性變形過程中大量吸收和消耗系統(tǒng)的振動能量， 有效地削弱系統(tǒng)沖擊強度。本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備中各部件的應用實例是導電滑環(huán)20采用 杭州全盛電氣有限公司提供的SRC012A2型號的導電滑環(huán)；導電環(huán)30采用杭州全盛電氣有限公司提供的SRH60135-15S型號的導電環(huán)；掃描反射鏡16、三反鏡25和方位轉(zhuǎn)筒17均采用電火花加工成與水平面成45°角；掃描反射鏡16、主鏡26和次鏡22表面鍍金，以提高反 射鏡的反射率；主鏡26、次鏡22采用超精車非球面加工而成；底部隔振器48采用無錫市宏 源彈性器材有限公司提供的四只GGT48-64 ；側(cè)部隔振器45采用無錫市宏源彈性器材有限 公司提供的八只GGT2. 3-38 ；方位電機6采用57BYG621-01 ；水平電機38采用57BYG621 ；第 一軸承10采用兩只36100 ；第三軸承42采用兩只36103 ；第二軸承18采用THK系列的RA 18013c ；下軸承34采用THK系列的RE 17020。
權(quán)利要求
車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，該設備包括方位電機組件(1)、方位360°掃描組件(2)、水平360°掃描組件(3)和水平電機組件(4)，方位360°掃描組件(2)通過軸承與水平360°掃描組件(3)連接；方位電機組件(1)通過電機安裝板用螺釘固定在水平360°掃描組件(3)的主鏡筒上；水平電機組件(4)通過電機座與軸承座用螺釘固定在水平360°掃描組件(3)的下板座上。
2.如權(quán)利要求1所述的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，該設備還包括隔 振箱組件(5)，所述水平360°掃描組件(3)通過下板座用螺釘固定在隔振箱組件(5)的探 測器安裝箱上。
3.如權(quán)利要求2所述的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，所述隔振箱組件 (5)包括探測器安裝箱(45)、側(cè)部隔振器(46)、下箱(47)和底部隔振器(48)，側(cè)部隔振器 (46)通過螺釘固定在探測器安裝箱(45)及下箱(47)上，底部隔振器(48)通過螺釘固定在 探測器安裝箱(45)及下箱(47)上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，所述方位電 機組件(1)包括方位電機(6)、電機套(7)、第一聯(lián)軸節(jié)(8)、第一軸承壓片(9)、第一軸承 (10)、第一軸承座(11)、第一蝸桿(12)和電機安裝板(13)，方位電機(6)用螺釘固定在電 機套(7)上，并通過第一聯(lián)軸節(jié)(8)與第一蝸桿(12)對心安裝；第一軸承壓片(9)通過螺 釘固定在第一軸承座(11)上；第一軸承(10)套在第一蝸桿(12)上，并通過第一軸承壓片 (9)壓在第一軸承座(11)上；電機套(7)和第一軸承座(11)通過螺釘固定在電機安裝板 (13)上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，所述方位 360°掃描組件(2)包括瞄準鏡座(14)、瞄準鏡(15)、掃描反射鏡(16)、方位轉(zhuǎn)筒(17)、第 二軸承(18)和渦輪(19)，瞄準鏡(15)通過螺釘固定在瞄準鏡座(14)上；瞄準鏡座(14)通 過螺釘固定在掃描反射鏡(16)上；掃描反射鏡(16)通過螺釘固定在方位轉(zhuǎn)筒(17)上，掃 描反射鏡(16)相對于方位轉(zhuǎn)筒(17)的軸線成45°角；第二軸承(18)通過渦輪(19)壓在 方位轉(zhuǎn)筒(17)上；渦輪(19)通過螺釘固定在方位轉(zhuǎn)筒(17)上。
6.如權(quán)利要求1或2所述的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，所述水平 360°掃描組件(3)包括導電滑環(huán)(20)、次鏡座(21)、次鏡(22)、次鏡支架(23)、主鏡筒 (24)、三反鏡(25)、主鏡(26)、主鏡支撐(27)、三反鏡座(28)、筒座(29)、導電環(huán)(30)、下筒 (31)、下筒渦輪(32)、第二軸承壓片(33)、下軸承(34)、下軸承座(35)、下板座(36)和導電 環(huán)下環(huán)(37)，導電滑環(huán)(20)和次鏡(22)分別通過螺釘固定在次鏡座(21)上；次鏡座(21) 通過螺釘固定在次鏡支架(23)上；三反鏡(25)通過螺釘固定在三反鏡座(28)上，并保證 三反鏡(25)鏡面與水平面成45°角；主鏡(26)和三反鏡座(28)分別通過螺釘固定在主鏡 支撐(27)上；次鏡支架(23)和主鏡支撐(27)分別通過螺釘固定在主鏡筒(24)上；主鏡筒 (24)通過螺釘固定在筒座(29)上；筒座(29)通過螺釘固定在下筒(31)上；下筒渦輪(32) 通過銷釘定位并通過螺釘固定在下筒(31)上；導電環(huán)(30)上部通過螺釘固定在下筒(31) 上，導電環(huán)(30)下部通過螺釘固定在導電環(huán)下環(huán)(37)上；下軸承(34)套在下筒(31)上， 并且下軸承(34)通過第二軸承壓片(33)壓在下軸承座(35)里面；第二軸承壓片(33)通 過螺釘固定在下軸承座(35)上；下軸承座(35)通過螺釘固定在下板座(36)上；下軸承座 (35)和導電環(huán)下環(huán)(37)通過螺釘固定在下板座(36)上。
7.如權(quán)利要求1或2所述的車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備，其特征在于，所述水平電機 組件(4)包括水平電機(38)、電機座(39)、第二聯(lián)軸節(jié)(40)、第三軸承壓片(41)、第三軸承 (42)、第二軸承座(43)和第二蝸桿(44)；水平電機(38)通過螺釘固定在電機座(39)上； 水平電機(38)通過第二聯(lián)軸節(jié)(40)與第二蝸桿(44)對心安裝；第三軸承(42)套在第二 蝸桿(44)上，并通過第三軸承壓片(41)壓在第二軸承座(43)上；第三軸承壓片(41)通過 螺釘固定在第二軸承座(43)上。
全文摘要
本發(fā)明車載紅外探測系統(tǒng)的光機設備屬于紅外探測技術(shù)領(lǐng)域，該設備包括方位電機組件(1)、方位360°掃描組件(2)、水平360°掃描組件(3)、水平電機組件(4)和隔振箱組件(5)，方位360°掃描組件(2)通過軸承與水平360°掃描組件(3)連接；方位電機組件(1)通過電機安裝板用螺釘固定在水平360°掃描組件(3)的主鏡筒上；水平電機組件(4)通過電機座與軸承座用螺釘固定在水平360°掃描組件(3)的下板座上；水平360°掃描組件(3)通過下板座用螺釘固定在隔振箱組件(5)的探測器安裝箱上。本發(fā)明應用在車載環(huán)境下，能實現(xiàn)水平和方位360°掃描；同時采用大口徑通光孔，使進入該設備的探測能量高；結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈便。
文檔編號G01N21/01GK101832911SQ20101014476
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月13日
發(fā)明者任建偉, 任建岳, 孫斌, 孫景旭, 張星祥 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所