一种激光探测系统舰用转台的制作方法

本发明属于遥感测量技术领域，具体涉及激光探测系统舰用转台设计，使激光探测系统适用于舰船。

背景技术：

国家意识对海洋生态环境重视程度的提高，促使了各种遥感测量技术在海洋环境监测上的应用和发展。微波成像和光学成像已在该领域进行应用推广，除此之外近年来逐渐有科研院所尝试将激光探测技术从实验室应用机载平台上，实现对海洋环境的监测。

激光探测技术是将激发激光照射至目标物上，通过收集回波进行物质鉴别。激光探测系统一般具有激光器、光学组件、光电探测器等器件组成。整个系统的质量主要分布与激光器上(占据整体质量的1/2或2/3)。现存激光探测系统多将激光器、光学组件与光电探测器放置在一个平面(平台)上，造成整个系统质量较为集中，致使手动改变俯仰方位或者装载于质量相对庞大的转台非常困难。

技术实现要素：

本发明提供了一种整体降低转台重量，有利于激光探测系统舰用化推广的激光探测系统舰用转台。

本发明一种激光探测系统舰用转台，包括转台、激光器、光学组件、光电探测器，其特征在于，激光器放置在转台的基座上，转台俯仰旋转中心轴上开设透光窗口，激光器出射激光穿过透光窗口，经光学组件出射转台，出射方向与光电探测器的光轴平行或者同轴重合。

作为优选方案，光学组件包括第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组通过转台俯仰旋转中心轴上方开槽固定在方位旋转座上，放置在俯仰旋转中心轴中空部位，并且位于转台方位旋转中心轴与转台俯仰旋转中心轴的交汇处，在转台俯仰旋转中心轴转动时，第一反射镜组位置不发生变化；第二反射镜组安装在转台的出射平台上。

作为优选方案，激光通过透光窗口，以45°角入射第一反射镜组并以45°出射角出射。

作为优选方案，激光器发出的激光经扩束镜扩束后进入第一反光镜组。

本发明提供的激光探测系统舰用转台设计利用激光光路空间传输特性，将激光器发射端放置在舰用转台基座上，转台伺服上仅装载有质量较小的光学组件和光电探测器，整体降低了转台重量，有利于激光探测系统舰用化的推广。

附图说明

图1本发明结构示意图；

图2方位旋转中心轴旋转示意图；

图3俯仰旋转轴结构示意图。

其中，1为激光器；2为扩束镜；3为第一反射镜组；4为第二发射镜组；5为光电探测器；6为方位旋转座；7为转台俯仰中心轴；8为开槽；9为支撑杆；10为透光窗口。

具体实施方式

如图1和图3所示，本发明一种激光探测系统舰用转台，包括转台、激光器、光学组件、光电探测器，激光器放置在转台的基座上，转台俯仰旋转中心轴上开设透光窗口，激光器出射激光穿过透光窗口，经光学组件出射转台，出射方向与光电探测器的光轴平行或者同轴重合。

本发明技术方案的难点在于保证在转台进行方位和俯仰旋转时，激光出射路径不被遮挡，且光轴的变化方向与转台的调整方向一致。其中透光窗口的开设需要满足激光进入不被遮挡。激光器出射激光经过扩束镜以后，束散角减小使激光在转台内部传输中方向性更好。透光窗口设置采用特殊镀膜，在转台进行俯仰转动时能够保证激光具有更高的透过率。

为了保证方案的实现本发明优先选择以下方案，但是并不限于本方案：

反射镜组包括第一反射镜组和第二反射镜组，第一反射镜组通过转台俯仰旋转中心轴上方开槽固定在方位旋转座上，放置在俯仰旋转中心轴中空部位，并且位于转台方位旋转中心轴与转台俯仰旋转中心轴的交汇处，在转台俯仰旋转中心轴转动时，第一反射镜组位置不发生变化；第二反射镜组安装在转台的出射平台上。激光通过透光窗口，以45°角入射第一反射镜组并以45°出射角出射。选择本方案是因为实现成本较低，安装操作方便。其他例如加入控制系统实现反光镜组的自动控制以达到发明要求等方法会提高设备成本。

本发明的操作步骤如下：

如图1和图2所示，将激光器垂直向上安装在转台基座中心；

激光器上方安装一扩束镜，扩束镜完成对激光器出射激光的扩束，减少其在传输过程中发散损耗；

激光经扩束后，透过俯仰旋转轴上的透光窗口，以45°角入射安装在转台俯仰中心与方位旋转中心交汇处的第一反射镜组中的反射镜，并以45°角出射；

发射后的激光以45°进入第二反射镜组中反射镜组成的光路系统，出射转台；

如图2所示，转台方位旋转φ角后，激光经反射镜组反射，不受遮挡顺利出射，出射方向改变φ角，与方位旋转角度一致。激光出射方向与方向旋转方向正交，所以激光随方位旋转角度的改变而改变。

上述转台的设计保证了安装在转台底座的激光器出射光不被转台俯仰、方位旋转的遮挡，保证了激光探测系统的舰用化推广。

本发明采用的方案将激光探测系统中质量最大的设备激光器放置在转台的基座上，降低了转台的载荷。本发明最大的优点是降低了转台载荷重量，进而降低了转台整体的重量，载荷重量的减少，同时降低了转台控制的难度和提升了控制精度。

技术特征：

技术总结
本发明一种激光探测系统舰用转台，利用激光光路空间传输特性，将激光器发射端放置在舰用转台基座上，转台伺服上仅装载有质量较小的光学组件和光电探测器，整体降低了转台重量，有利于激光探测系统舰用化的推广。

技术研发人员：娄越;李鑫;赵欣;王然;王国庆;赵琪;王东亮;明磊;张晨曦;陈栋
受保护的技术使用者：中国船舶工业系统工程研究院
技术研发日：2018.09.27
技术公布日：2019.03.22