一种新型瞄准棱镜装置的制作方法

本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种新型瞄准棱镜装置。

背景技术：

在我国航天领域，为了提高新型运载火箭的飞行高可靠性和高准确度入轨精度，其导航系统已从单一惯性平台导航发展为多套捷联惯组共同参与的冗余制导方式，且多套捷联惯组并列安装在仪器舱惯组安装支架上。为了确保冗余制导系统各导航单元工作的一致性，必须精确测量出各导航单元之间初始安装误差的准确数据。

冗余捷联惯组的基体上均安装有瞄准棱镜，瞄准棱镜采用DⅡ-180°型玻璃直角反射棱镜。在产品单元测试时，已精确标定出瞄准棱镜反射法线与捷联惯组惯性坐标系之间的关系。在测量环境和测量空间条件允许的情况下，传统的测量方法是：利用光学经纬仪分别瞄准捷联惯组的反射棱镜，使瞄准棱镜法线与经纬仪出射光轴平行，再通过光学经纬仪之间的转换，即可得出冗余导航系统中主备份惯组之间的方位差。

由于受到箭体结构强度的要求，在箭体侧壁开设的瞄准通视窗口尺寸大小和窗口数量均受到限制，运载火箭在发射前瞄准设备只能够瞄准中间主份惯组瞄准棱镜，赋予火箭射前初始方位角。而其它捷联惯性导航单元的瞄准棱镜均被箭体外壁遮挡，利用传统的测量手段无法得知冗余惯性导航单元之间的初始姿态方位差值，不仅会影响惯组冗余判断门限的设定，并且一旦发生主、备份惯组切换的情况，火箭的入轨精度将无法获得保证。

技术实现要素：

本发明的目的，针对现有技术不足，提供一种通过改变瞄准棱镜的结构形式，完成冗余惯性导航单元之间的初始方位的标定的新型瞄准棱镜装置。

本发明的技术方案是：

一种新型瞄准棱镜装置，包括直角反射棱镜、左侧盖板、金属棱镜座、棱镜上盖板即棱镜右侧盖板，其中，所述直角反射棱1安装于金属棱镜座内的中间位置，所述棱镜上盖板装于金属棱镜座上将直角反射棱镜压紧于金属棱镜座内，所述左侧盖板螺接于金属棱镜座的左侧，所述右侧盖板螺接于金属棱镜座的右侧，所述左侧盖板和右侧盖板上加工有反光工作面，其中反光工作面朝向棱镜两端的外侧。

所述左侧盖板与右侧盖板的反光工作面均与反射棱镜法线平行。

所述金属棱镜座长度尺寸需大于反射棱镜尺寸0.4mm。

所述反射棱镜与金属棱镜座之间单边间隙为0.2mm。

本发明的有益效果是：

1.本发明通过设计一种结构合理的瞄准棱镜装置，将直角反射棱镜的几何参数转换到两侧反光工作面上，在狭小空间内能够完成多捷联惯组之间初始安装误差的测量；

2.本发明不仅可缩小火箭侧壁开窗口的尺寸，而且也能够减少窗口数量，提高火箭飞行的可靠性。

附图说明

图1是一种新型瞄准棱镜装置主视图；

图2是一种新型瞄准棱镜装置侧视图；

图中，1.直角反射棱镜；2.左侧盖板；3.金属棱镜座；4.棱镜上盖板；5.右侧盖板；6.反光工作面；

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明提出的一种进行进一步的介绍：

如图1所示，一种新型瞄准棱镜装置，包括直角反射棱镜1、左侧盖板2、金属棱镜座3、棱镜上盖板4即棱镜右侧盖板5，其中，所述直角反射棱镜1 安装于金属棱镜座3内的中间位置，所述棱镜上盖板4装于金属棱镜座3上将直角反射棱镜1压紧于金属棱镜座3内，所述左侧盖板2螺接于金属棱镜座3的左侧，所述右侧盖板5螺接于金属棱镜座3的右侧，所述左侧盖板2和右侧盖板5上加工有反光工作面6，其中反光工作面6朝向棱镜两端的外侧。

所述左侧盖板2与右侧盖板5的反光工作面6均与反射棱镜法线平行。

所述金属棱镜座3长度尺寸需大于反射棱镜1尺寸0.4mm。

所述反射棱镜1与金属棱镜座3之间单边间隙为0.2mm。

新型瞄准棱镜装置由光学玻璃直角反射棱镜和机械结构件组成。光学玻璃直角反射棱镜采用DⅡ-180°型反射棱镜，由一个透射面和两个直角反射面构成，其特点是入射光轴与出射光轴相互平行。机械结构件包括金属棱镜座、左侧盖板、右侧盖板和棱镜上盖板。直角反射棱镜安装在金属棱镜座内，由棱镜上盖板压合将棱镜固定，左右侧盖板固连在金属棱镜座的左右侧面。

由于光学直角反射棱镜固定在机械结构件上，在不考虑微小变形的情况下，可认为反射棱镜与金属棱镜座、左右侧盖板为一刚体，即新型瞄准棱镜装置的左右侧盖板外表面法线与直角棱镜反射法线为固定角度关系，将棱镜装置的左右侧盖板外表面精密加工成反光镜面，利用光测法精确测量出左右侧盖板反光面与直角棱镜反射法线之间的角度关系。又冗余捷联惯组并列安装在惯组支架上，惯组瞄准棱镜之间存有一定的空隙，可将专用光电测试设备安置在冗余捷联惯组瞄准棱镜之间，通过测量两瞄准棱镜侧盖板反射面之间的角度值，即可得知两瞄准棱镜反射法线间的夹角，从而达到冗余制导系统初始方位角的标定目的。

由于光学直角反射棱镜两直角反射面间的夹角是严格的90°，且两直角反射面的平面度也非常好。首先，通过修研金属棱镜座3的两直角支撑面，使其成90°±30″且相互平行，其次是金属棱镜座3长度尺寸需大于反射棱 镜1尺寸0.4mm。左侧盖板2和右侧盖板5所采用优质工具钢加工制成，并进行高温淬火及充分的稳定性处理，以保持左右盖板的结构稳定性。利用精密磨床精磨左右侧盖板反光工作面，然后再通过人工研磨工艺方法将反光工作面加工成镜面。

首先将光学直角反射棱镜1安装在金属棱镜座3内，调整反射棱镜位置，使反射棱镜在棱镜座的中间位置，保证棱镜与棱镜座之间单边间隙为0.2mm左右，避免左右侧盖板挤压棱镜。利用棱镜上盖板4将棱镜压紧，此时需调节盖板的压紧力度，防止光学直角反射棱镜因受压力过大产生变形，造成反射棱镜反射像模糊或出现棱镜崩边、破裂现象。再将左侧盖板2和右侧盖板5用螺接的方式分别固定在金属棱镜座3的左右两侧，并使反光工作面6朝向棱镜两端的外侧。