本發(fā)明涉及紅外系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置。

背景技術(shù)：

紅外隨動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)快速跟蹤和準(zhǔn)確定位目標(biāo)，具有被動(dòng)工作、隱蔽性好、抗干擾能力突出等特點(diǎn)，不僅在軍事領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，而且在危險(xiǎn)環(huán)境探查、交通監(jiān)視以及空中拍攝等多個(gè)領(lǐng)域中也展示出巨大的應(yīng)用潛力。影響紅外隨動(dòng)系統(tǒng)跟蹤精度的因素有很多，除了伺服系統(tǒng)的控制精度、轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)誤差、器件的精度以外，紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位是否準(zhǔn)確是保證整個(gè)系統(tǒng)跟蹤精度的先決條件。

現(xiàn)有的紅外隨動(dòng)系統(tǒng)零位標(biāo)定一般借助黑體(在任何條件下，對(duì)任何波長的外來輻射完全吸收而無任何反射的物體，即吸收比為1的物體)來完成，但是黑體通常價(jià)格比較昂貴，且操作復(fù)雜，不易于推廣使用。因此，研制出一種低成本、操作方便的紅外隨動(dòng)系統(tǒng)零位標(biāo)定裝置具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有采用黑體標(biāo)定紅外隨動(dòng)系統(tǒng)零位存在的成本高、操作復(fù)雜的問題，本發(fā)明提供一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置，包括：

具有兩個(gè)相互平行的定位面的基準(zhǔn)座；

固定在基準(zhǔn)座右端且與基準(zhǔn)座上定位面貼合固定的支撐座，所述紅外隨動(dòng)系統(tǒng)固定在支撐座上；

固定在基準(zhǔn)座左端且與基準(zhǔn)座上定位面貼合固定的底座；

固定在底座上且其內(nèi)部安裝有紅外光學(xué)系統(tǒng)的鏡筒，所述鏡筒軸線與基準(zhǔn)座上定位面平行，所述鏡筒前端與紅外隨動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)設(shè)置，所述底座和支撐座沿鏡筒軸線方向的剖面相互平行，所述底座和支撐座沿鏡筒軸線方向的剖面均與基準(zhǔn)座上定位面垂直；

固定在鏡筒上的調(diào)焦機(jī)構(gòu)，用于調(diào)整紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置；

固定在鏡筒后端的靶標(biāo)座；

位于靶標(biāo)座前端與靶標(biāo)座同軸線安裝的靶標(biāo)，所述靶標(biāo)靶面與紅外光學(xué)系統(tǒng)焦平面重合；

固定在靶標(biāo)座后端中心的光源；

信息顯示模塊，包括接收單元和與接收單元相連的顯示單元；通過接收單元與紅外隨動(dòng)系統(tǒng)中的伺服系統(tǒng)進(jìn)行通訊，通過接收單元接收在靶標(biāo)處形成的紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的紅外圖像，通過顯示單元顯示紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的紅外圖像信息及位置信息。

進(jìn)一步的，所述紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦距為50mm～120mm，放大倍率為1，用于給定焦距和放大倍率的紅外成像。

進(jìn)一步的，所述調(diào)焦機(jī)構(gòu)包括：

套裝在鏡筒上的調(diào)焦環(huán)，所述紅外光學(xué)系統(tǒng)中需要調(diào)節(jié)的透鏡固定在調(diào)焦環(huán)中；

固定在調(diào)焦環(huán)邊緣的齒輪一；

固定在鏡筒上的電動(dòng)機(jī)；

固定在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上的齒輪二，所述齒輪二與齒輪一相互嚙合，通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪二和齒輪一轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)調(diào)焦環(huán)對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置進(jìn)行調(diào)整。

固定在鏡筒上的電位計(jì)，所述電位計(jì)一部分與紅外光學(xué)系統(tǒng)相連，用于確定紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦距大小，所述電位計(jì)另一部分與調(diào)焦環(huán)相連，用于檢測(cè)調(diào)焦環(huán)的位置信息。

更進(jìn)一步的，所述齒輪一和齒輪二的模數(shù)均為0.5，齒數(shù)比均為1/40～1/25，材料均為鋁合金。

進(jìn)一步的，所述光源采用功率為5瓦～20瓦的鹵鎢燈。

進(jìn)一步的，所述光源與鏡筒分別置于靶標(biāo)兩側(cè)，所述光源與靶標(biāo)間隔5mm～10mm。

進(jìn)一步的，所述靶標(biāo)外部為定位臺(tái)階，內(nèi)部為帶有中心圖案的圓形結(jié)構(gòu)，所述圓形結(jié)構(gòu)通過過盈配合固定于定位臺(tái)階上；所述靶標(biāo)厚度為1.5mm～3mm。

更進(jìn)一步的，所述定位臺(tái)階采用鋁合金制成，所述圓形結(jié)構(gòu)采用不銹鋼制成。

更進(jìn)一步的，所述中心圖案為星點(diǎn)，直徑為0.06mm～0.12mm。

更進(jìn)一步的，所述中心圖案為十字，縫寬為0.06mm～0.12mm，縫長為30mm～50mm。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置，主要包括基準(zhǔn)座、底座、支撐座、鏡筒、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、靶標(biāo)座、光源、靶標(biāo)和信息顯示模塊，對(duì)于采用黑體進(jìn)行零位定標(biāo)的方式來說，其結(jié)構(gòu)組成非常簡單，同時(shí)成本大大降低，且操作簡單、方便，更適合推廣使用。

2、本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置中，設(shè)置了調(diào)焦機(jī)構(gòu)，適合具有不同指標(biāo)的紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為靶標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為調(diào)焦環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、基準(zhǔn)座，2、底座，3、紅外隨動(dòng)系統(tǒng)，4、支撐座，5、鏡筒，6、調(diào)焦環(huán)，7、靶標(biāo)座，8、光源，9、齒輪一，10、齒輪二，11、電動(dòng)機(jī)，12、電位計(jì)，13、靶標(biāo)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置，主要包括：基準(zhǔn)座1、底座2、支撐座4、鏡筒5、調(diào)焦機(jī)構(gòu)、靶標(biāo)座7、光源8、靶標(biāo)13和信息顯示模塊。

支撐座4固定在基準(zhǔn)座1右端，紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3固定在支撐座4上。底座2固定在基準(zhǔn)座1左端，鏡筒5固定在底座2上，鏡筒5前端與紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3相對(duì)設(shè)置?；鶞?zhǔn)座1具有兩個(gè)相互平行的定位面，底座2的安裝面與基準(zhǔn)座1的上定位面貼合后固定，支撐座4的安裝面也與基準(zhǔn)座1的上定位面貼合后固定，底座2和支撐座4沿鏡筒5軸線方向的剖面相互平行，鏡筒5的軸線與基準(zhǔn)座1的上定位面平行，并且底座2沿鏡筒5軸線方向的剖面與基準(zhǔn)座1的上定位面垂直，支撐座4沿鏡筒5軸線方向的剖面也與基準(zhǔn)座1的上定位面垂直。

鏡筒5中安裝有紅外光學(xué)系統(tǒng)，紅外光學(xué)系統(tǒng)由2～3組透鏡組成，焦距為50mm～120mm，放大倍率為1。鏡筒5中的紅外光學(xué)系統(tǒng)采用現(xiàn)有技術(shù)即可，主要能實(shí)現(xiàn)給定焦距和放大倍率的紅外成像功能即可。

調(diào)焦機(jī)構(gòu)主要由調(diào)焦環(huán)6、齒輪一9、齒輪二10、電動(dòng)機(jī)11和電位計(jì)12組成。如圖3所示，調(diào)焦環(huán)6采用凸輪結(jié)構(gòu)，其上設(shè)置有工藝孔。調(diào)焦環(huán)6套裝在鏡筒5上，鏡筒5的紅外光學(xué)系統(tǒng)中，需要調(diào)節(jié)的透鏡固定在調(diào)焦環(huán)6中。齒輪一9固定在調(diào)焦環(huán)6邊緣。電動(dòng)機(jī)11采用步進(jìn)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)11固定在鏡筒5上，齒輪二10固定在電動(dòng)機(jī)11的輸出軸上，齒輪二10與齒輪一9相互嚙合，通過電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)齒輪二10轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)齒輪一9轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)調(diào)焦環(huán)6對(duì)鏡筒5的紅外光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置進(jìn)行調(diào)整。電位計(jì)12固定在鏡筒5上，電位計(jì)12的一部分與鏡筒5中的紅外光學(xué)系統(tǒng)相連，用于確定鏡筒5中紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦距大小，電位計(jì)12的另一部分與調(diào)焦環(huán)6相連，用于檢測(cè)調(diào)焦環(huán)6的位置信息并反饋調(diào)焦環(huán)6的位置信息。

如圖2所示，靶標(biāo)13的外部為定位臺(tái)階，定位臺(tái)階上設(shè)置有用于定位和調(diào)整的工藝孔。靶標(biāo)13的內(nèi)部為帶有中心圖案的圓形結(jié)構(gòu)，中心圖案為星點(diǎn)或十字，圓形結(jié)構(gòu)通過過盈配合固定于定位臺(tái)階上。

靶標(biāo)座7固定在鏡筒5后端，靶標(biāo)13通過定位臺(tái)階與靶標(biāo)座7同軸線安裝，并且靶標(biāo)13位于靶標(biāo)座7前端，靶標(biāo)13的靶面與鏡筒5中的紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦平面重合，光源8固定在靶標(biāo)座7后端中心，即光源8與鏡筒5分別置于靶標(biāo)13的兩側(cè)，且光源8與靶標(biāo)13間隔5mm～10mm。開啟光源8，對(duì)準(zhǔn)靶標(biāo)13，紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3通過鏡筒5中的紅外光學(xué)系統(tǒng)在靶標(biāo)13處形成紅外圖像，通過調(diào)節(jié)調(diào)焦機(jī)構(gòu)可以調(diào)節(jié)紅外圖像的清晰度和對(duì)比度。

信息顯示模塊包括接收單元和與接收單元相連的顯示單元，接收單元分別與靶標(biāo)13和紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3中的伺服系統(tǒng)相連，通過接收單元與紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3中的伺服系統(tǒng)進(jìn)行通訊，通過接收單元接收在靶標(biāo)13處形成的紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3的紅外圖像，通過顯示單元顯示在靶標(biāo)13處形成的紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3的紅外圖像信息以及位置信息。

本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置，其具體操作過程如下：

步驟一、前期準(zhǔn)備工作

將本發(fā)明的一種紅外隨動(dòng)系統(tǒng)的零位標(biāo)定裝置組裝好，最后安裝上紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3。

步驟二、確定焦平面位置

開啟光源8，對(duì)準(zhǔn)靶標(biāo)13，接通紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3的電源，使紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3處于默認(rèn)初始零位，紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3通過鏡筒5中的紅外光學(xué)系統(tǒng)在靶標(biāo)13處形成紅外圖像，通過信息顯示模塊觀察紅外圖像，同時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)焦機(jī)構(gòu)：啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)11，通過電動(dòng)機(jī)11帶動(dòng)齒輪二10轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)齒輪一9轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)調(diào)焦環(huán)6對(duì)鏡筒5中的紅外光學(xué)系統(tǒng)的焦平面位置進(jìn)行調(diào)整，直到紅外圖像的清晰度和對(duì)比度達(dá)到要求為止。

步驟三、修正紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3的零位

靶標(biāo)13圓形結(jié)構(gòu)的中心圖案為十字，通過信息顯示模塊觀察靶標(biāo)13處的十字圖像與紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3本身的十字絲的關(guān)系，判斷兩個(gè)十字的橫向是否平行或重合，同時(shí)判斷兩個(gè)十字的豎向是否平行或重合，更改紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3的系統(tǒng)參數(shù)，直到兩個(gè)十字的橫向和豎向分別平行或重合為止，此時(shí)紅外隨動(dòng)系統(tǒng)3的零位信息為準(zhǔn)確的零位，記錄備案。

本實(shí)施方式中，光源8為低壓小功率的鹵鎢燈，功率為5瓦～20瓦。

本實(shí)施方式中，齒輪二10、齒輪一9均采用小模數(shù)，優(yōu)選模數(shù)均為0.5，齒數(shù)比均在1/40至1/25之間，材料均為鋁合金。

本實(shí)施方式中，靶標(biāo)13采用鋁合金和不銹鋼制成，外部定位臺(tái)階的材料為鋁合金，內(nèi)部圓形結(jié)構(gòu)的材料為不銹鋼。

本實(shí)施方式中，靶標(biāo)13圓形結(jié)構(gòu)的中心圖案為星點(diǎn)或十字，當(dāng)中心圖案為星點(diǎn)時(shí)，直徑為0.06mm～0.12mm；當(dāng)中心圖案為十字時(shí)，縫寬為0.06mm～0.12mm，縫長為30mm～50mm，基本滿足紅外成像系統(tǒng)要求。

本實(shí)施方式中，靶標(biāo)13的厚度為1.5mm～3mm。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。