用于光学摆扫平台的模拟负载装置的制作方法

本发明属于摆扫成像技术领域，具体涉及一种用于光学摆扫平台的模拟负载装置，特别是一种应用于航空搭载的高精度光学摆扫平台实验调试装置。

背景技术：

摆扫成像是航空搭载光学成像仪器的主要工作模式之一，其工作过程对于搭载光学仪器的平台具有较高的精度要求。光学摆扫平台在工作过程中需要频繁的启动、制动、换向，启动载荷与惯性力大，且需要克服航空载具的振动和外界环境的高低温。因此，光学摆扫平台在研制定型过程中需要一种模拟负载装置，满足其高精度控制调试及大量的环境实验要求。

现有技术中，模拟负载装置大多使用整个材料块加工而成，仅能从质量、质心、转动惯量等几个方面模拟光学测量仪器，在空间、体积受限或平台具有多轴转动功能的情况下，难以得到理想的质量、转动惯量值。测试手段大多使用光学摆扫平台自带的探测器，自身缺少高精度的测量仪器。此外，使用整块材料加工而成的模拟负载装置的刚度要远远高于光学测量仪器，缺少对于动态性能模拟，难以满足高精度光学平台的调试要求。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种用于光学摆扫平台的实验调试负载装置，满足航空搭载的高精度光学平台地面调试使用要求。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于光学摆扫平台的模拟负载装置，该装置采用悬臂式结构形式，包括：中间块1、第一连接轴2、第二连接轴3、连接杆4、第一配重块5、第二配重块6、立方镜8、光纤陀螺13、模拟成像器14；其中，

所述中间块1模拟负载的主体部分，第一连接轴2、第二连接轴3、立方镜8、光纤陀螺13、模拟成像器14均直接安装在中间块1上；第一配重块5、第二配重块6通过连接杆4与中间块1连接。为了便于拆装和运输，在模拟负载外侧设计有12-把手和吊装孔。

所述中间块1为边长相等的空腔金属正方体块，在三对相互对称的平面上分别设置有与连接杆4连接的螺纹孔、与第一连接轴2、第二连接轴3配合的盲孔、与模拟成像器14连接的通孔；所述三对相互对称的平面定义为：第一方向的第一对对称平面、第二方向的第二对对称平面、第三方向的第三对对称平面；所述三对平面构成正方体的六个面；

所述第一连接轴2、第二连接轴3为两个不同外径的中空阶梯轴，通过螺钉连接于中间块1两侧第一方向的第一对对称平面上，第一连接轴2、第二连接轴3与中间块1的位置关系通孔轴孔配合保证具有较高的同轴度；第一连接轴2、第二连接轴3通过螺钉与光学摆扫平台连接，其内径和外径通过计算得到，保证模拟负载装置的一阶频率满足使用要求；

所述第一配重块5、第二配重块6为矩形金属块，两者通过螺钉连接为配重块组，两组配重块组通过连接杆4安装于中间块1两侧第二方向的第二对对称平面上；第一配重块5、第二配重块6的形状、材料和连接杆4的长度通过计算得到，保证模拟负载装置的质量、质心、转动惯量满足使用要求；

所述立方镜8通过立方镜安装支架7安装在中间块1上，其用于定标模拟负载装置和光学转台间的位置关系，保证模拟负载装置拆装过后的重复精度；

所述光纤陀螺13安装在中间块1上与连接杆4连接的螺纹孔对称面的一侧；光纤陀螺13解算出的运动参数通过数据线传导到外部的控制器，进而可以对光学摆扫平台的运动状态进行精确测量。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明技术方案用于光学摆扫平台实验调试，静态、动态参数与实际负载更加相符，测量精度高，满足高精度控制调试和实验测试使用要求。

附图说明

图1为本发明用于光学摆扫平台的模拟负载装置示意图。

其中，1：中间块；2：第一连接轴；3：第二连接轴；4：连接杆；5：第一配重块；6：第二配重块；7：立方镜安装支架；8：立方镜；9：俯仰限位安装支架；10：俯仰限位块；11：俯仰限位缓冲块；12：把手；13：光纤陀螺；14：模拟成像器。

图2为连接杆、第一配重块、第二配重块的连接方式示意图。

其中，第一配重块5、第二配重块6使用螺钉连接为一配重块组，两组配重块组分别通过4个连接杆4，连接到中间块1的对称两侧。

图3为中间块、第一连接轴和第二连接轴的连接方式示意图。

其中，第一连接轴2、第二连接轴3与中间块的位置关系通过轴孔配合保证，通过螺钉紧固连接。第一连接轴2、第二连接轴3通过螺钉与光学摆扫平台连接。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于光学摆扫平台的模拟负载装置，该装置采用悬臂式结构形式，如图1-图3所示，包括：中间块1、第一连接轴2、第二连接轴3、连接杆4、第一配重块5、第二配重块6、立方镜8、光纤陀螺13、模拟成像器14；其中，

所述中间块1模拟负载的主体部分，第一连接轴2、第二连接轴3、立方镜8、光纤陀螺13、模拟成像器14均直接安装在中间块1上；第一配重块5、第二配重块6通过连接杆4与中间块1连接。为了便于拆装和运输，在模拟负载外侧设计有12-把手和吊装孔。

所述中间块1为边长相等的空腔金属正方体块，在三对相互对称的平面上分别设置有与连接杆4连接的螺纹孔、与第一连接轴2、第二连接轴3配合的盲孔、与模拟成像器14连接的通孔；所述三对相互对称的平面定义为：第一方向的第一对对称平面、第二方向的第二对对称平面、第三方向的第三对对称平面；所述三对平面构成正方体的六个面；

所述第一连接轴2、第二连接轴3为两个不同外径的中空阶梯轴，通过螺钉连接于中间块1两侧第一方向的第一对对称平面上，第一连接轴2、第二连接轴3与中间块1的位置关系通孔轴孔配合保证具有较高的同轴度；第一连接轴2、第二连接轴3通过螺钉与光学摆扫平台连接，其内径和外径通过计算得到，保证模拟负载装置的一阶频率满足使用要求；

所述第一配重块5、第二配重块6为矩形金属块，两者通过螺钉连接为配重块组，两组配重块组通过连接杆4安装于中间块1两侧第二方向的第二对对称平面上；第一配重块5、第二配重块6的形状、材料和连接杆4的长度通过计算得到，保证模拟负载装置的质量、质心、转动惯量满足使用要求；

所述立方镜8通过立方镜安装支架7安装在中间块1上，其用于定标模拟负载装置和光学转台间的位置关系，保证模拟负载装置拆装过后的重复精度；

所述光纤陀螺13安装在中间块1上与连接杆4连接的螺纹孔对称面的一侧；光纤陀螺13解算出的运动参数通过数据线传导到外部的控制器，进而可以对光学摆扫平台的运动状态进行精确测量。

实施例1

本实施例提供一种用于光学摆扫平台的模拟负载装置，如图1-图3所示，其包括：中间块1、第一连接轴2、第二连接轴3、连接杆4、第一配重块5、第二配重块6、立方镜8、光纤陀螺13、模拟成像器14；

第一配重块5、第二配重块6采用悬臂方式通过连接杆4安装于中间块1上，其质量和悬臂长度通过计算得到，保证模拟负载装置具有期望的质量、质心和转动惯量参数。第一连接轴2、第二连接轴3通过轴孔配合保证两轴具有较高的同轴度，其内径和外径通过计算得到，保证模拟负载装置的一阶频率满足使用要求。立方镜8通过立方镜安装支架7安装在中间块1上，确定标模拟负载装置和光学转台间的位置关系，保证模拟负载装置拆装过后的重复精度；光纤陀螺13解算出模拟负载装置的运动参数，进而得到光学摆扫平台的控制精度。

在静态调试和动态实验过程中，俯仰限位安装支架9、俯仰限位块10、俯仰限位缓冲块11对模拟负载装置起到保护作用，防止飞车导致的应力破坏。

光纤陀螺13安装在中间块1上与连接杆4连接的螺纹孔对称面的一侧。光纤陀螺13解算模拟负载的运动参数并通过数据线传导到外部的控制器，进而实现通过内部测量的方式对光学摆扫平台的运动状态进行评估。

模拟成像器14安装在中间块1上通孔上，它可以摆扫成像进而从光学成像的角度，对光学摆扫平台控制参数的优化提供参考依据。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。