无人机光电瞄准装置的制作方法

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机光电瞄准装置。

背景技术：

1、无人机，又称无人驾驶飞行器，英文名称为unmannedaerialvehicle（uav）。它是一种能够在没有搭载人员的情况下完成任务的飞行器。无人机的使用范围非常广泛，包括军事、公共安全、测量制图、农业、航拍摄影、物流快递等领域。无人机的优点是可以代替人完成某些危险或者高难度的任务，可以高效地搜寻和获取信息，具有灵活性和可替代性，而且造价低廉，采购和维护成本低。随着无人机技术的不断提升和创新，其应用场景会越来越广泛。

2、无人机一般需要配置光电瞄准装置，无人机光电瞄准装置是一种高性能光电跟踪系统，用于监视和跟踪目标，可广泛用于侦察、监视、安保、救援、搜救等领域。这种装置采用高速数字图像处理技术，能够实时捕捉和跟踪移动目标，同时精确识别目标类型和位置，使目标不断处于准确瞄准范围内。

3、由于要摆脱地心引力，光电瞄准装置需要做到越小越好，现有技术中，光电瞄准设备体型还是较大，装配在飞机上的光电瞄准装置能够满足目前需求的最小体积大致为0.1m3。无人机以6ma高速在天空飞行，与空气产生摩擦，温度会越变越高, 而光电瞄准装置体积相对较小, 内部的热容较小, 温度也相应从80℃以约15℃/min 的温升率自前舱到后舱突变,这种温度环境的剧烈变化带来两个问题：对光学系统的热冲击和红外探测器的非均匀性变化。

4、此外，由于无人机的飞行速度不断提高，光电瞄准设备在扫描时为了跟上无人机的飞行速度，也需要高度的转动，现有技术中无法做到这一点，无人机高速飞行时，扫描稳定性不足，容易造成扫描不准确。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种无人机光电瞄准装置。

2、本发明采用的技术方案是：无人机光电瞄准装置，包括红外探测器安装座和与该红外探测器安装座连接的光学系统安装座，所述的红外探测器安装座上安装有红外探测器，所述的光学系统安装座安装有光学系统；还包括有扫描机构底座，该扫描机构底座外部设置扫描机构，内部中空且一端与光学系统的位置对应，另一端与红外探测器的位置对应。

3、为更好地实现本发明，所述的扫描机构包括安装在扫描机构底座上的柔性连接筒，在该柔性连接筒的顶部外侧设置有支撑环，在所述的支撑环的内侧设置有封住柔性连接筒的扫描镜片；在所述的扫描机构底座上设置有与支撑环连接的扫描角度调节装置。

4、为更好地实现本发明，所述的扫描角度调节装置包括多个设置在扫描机构底座上的音圈电机，该音圈电机的转轴上设置有螺纹，在所述的支撑环的底部设置有与转轴螺纹配合的螺纹筒。

5、为更好地实现本发明，所述的音圈电机通过压电陶瓷驱动。

6、为更好地实现本发明，所述的光学系统包括依次设置的反射组件、聚光组件、倒影成像组件以及成像镜片，所述的反射组件与扫描镜片位置对应。

7、为更好地实现本发明，所述的反射组件包括错位平行设置的第一反射镜片和第二反射镜片，从所述的扫描镜片出射的光线入射到第一反射镜片，该第一反射镜片将光线反射到第二反射镜片。

8、为更好地实现本发明，所述的聚光组件包括依次设置的第一凸镜、第一凹镜以及第二凹镜，所述的第二反射镜片出射的光线经过第一凸镜汇聚，再通过第一凹镜和第二凹镜缩短焦距。

9、为更好地实现本发明，所述的倒影成像组件包括第一透镜、双面凸透镜以及第二透镜，所述的第二凹镜出射的光线在第一透镜形成倒置影像，经过双面凸透镜进一步倒置聚光，然后经过第二透镜进一步缩短焦距，最终在成像镜片上呈现正常图像。

10、为更好地实现本发明，在所述的光学系统安装座上设置有保护光学系统的抛罩机构。

11、为更好地实现本发明，在所述的光学系统配合有制冷机。

12、本发明的有益效果体现在：本发明的无人机光电瞄准装置，通过红外探测器安装座、光学系统安装座、红外探测器、光学系统、扫描机构底座以及扫描机构等的配合，光线经过扫描机构后一部分进入到红外探测器中实现红外探测，另一部分经过光学系统后显示成像，充分节约了空间，在保证瞄准功能的前提下使得整个装置布置紧凑、体型变小，减轻了重量，能够提高整个无人机的续航性能、灵活性能等。

13、在扫描机构底座上的安装柔性连接筒，在该柔性连接筒的顶部外侧设置有支撑环，在所述的支撑环的内侧设置有封住柔性连接筒的扫描镜片；在所述的扫描机构底座上设置有与支撑环连接的螺纹筒，在扫描机构底座上设置音圈电机，该音圈电机的转轴与螺纹筒配合，控制音圈电机的转动，可以让转轴和螺纹筒发生相对位移，从而使得支撑环的角度发生变化，即扫描镜片的角度发生变化，多个音圈电机按照控制信号工作，能够方便调节扫描角度，提高扫描效率，从而提高整个装置的瞄准精度。值得注意的是，音圈电机具有高效能、低失真、高耐久性以及精准控制的特点，音圈电机采用优质材料制造，经过精密加工和测试，可以保证长期稳定的使用。音圈电机具有更高的精度和清晰度，同时体型较小，节约空间。

14、反射组件包括错位平行设置的第一反射镜片和第二反射镜片，从所述的扫描镜片出射的光线入射到第一反射镜片，该第一反射镜片将光线反射到第二反射镜片。聚光组件包括依次设置的第一凸镜、第一凹镜以及第二凹镜，第二反射镜片出射的光线经过第一凸镜汇聚，再通过第一凹镜和第二凹镜缩短焦距。第一凸镜对光线进行初步汇聚，第一凹镜进一步汇聚缩短焦距，第二凹镜再进一步汇聚并缩短焦距，使得光路大大缩短，解约节约了布置空间，使得整个装置变小。

15、倒影成像组件包括第一透镜、双面凸透镜以及第二透镜，所述的第二凹镜出射的光线在第一透镜形成倒置影像，经过双面凸透镜进一步倒置聚光，然后经过第二透镜进一步缩短焦距，最终在成像镜片上呈现正常图像，进一步缩短了光路，解约节约了布置空间，使得整个装置的体型变小。

16、所述的光学系统配合有制冷机，能够方便地进行降温，保证红外探测器正常工作，保证光学系统的精度。

技术特征：

1.无人机光电瞄准装置，其特征在于：包括红外探测器安装座（1）和与该红外探测器安装座（1）连接的光学系统安装座（2），所述的红外探测器安装座（1）上安装有红外探测器（4），所述的光学系统安装座（2）安装有光学系统（7）；还包括有扫描机构底座（5），该扫描机构底座（5）外部设置扫描机构（6），内部中空且一端与光学系统（7）的位置对应，另一端与红外探测器（4）的位置对应。

2.根据权利要求1所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的扫描机构（6）包括安装在扫描机构底座（5）上的柔性连接筒（9），在该柔性连接筒（9）的顶部外侧设置有支撑环（10），在所述的支撑环（10）的内侧设置有封住柔性连接筒（9）的扫描镜片（11）；在所述的扫描机构底座（5）上设置有与支撑环（10）连接的扫描角度调节装置。

3.根据权利要求2所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的扫描角度调节装置包括多个设置在扫描机构底座（5）上的音圈电机（12），该音圈电机（12）的转轴（13）上设置有螺纹，在所述的支撑环（10）的底部设置有与转轴（13）螺纹配合的螺纹筒（14）。

4.根据权利要求3所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的音圈电机（12）通过压电陶瓷驱动。

5.根据权利要求4所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的光学系统（7）包括依次设置的反射组件、聚光组件、倒影成像组件以及成像镜片（23），所述的反射组件与扫描镜片（11）位置对应。

6.根据权利要求5所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的反射组件包括错位平行设置的第一反射镜片（15）和第二反射镜片（16），从所述的扫描镜片（11）出射的光线入射到第一反射镜片（15），该第一反射镜片（15）将光线反射到第二反射镜片（16）。

7.根据权利要求6所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的聚光组件包括依次设置的第一凸镜（17）、第一凹镜（18）以及第二凹镜（19），所述的第二反射镜片（16）出射的光线经过第一凸镜（17）汇聚，再通过第一凹镜（18）和第二凹镜（19）缩短焦距。

8.根据权利要求7所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的倒影成像组件包括第一透镜（20）、双面凸透镜（21）以及第二透镜（22），所述的第二凹镜（19）出射的光线在第一透镜（20）形成倒置影像，经过双面凸透镜（21）进一步倒置聚光，然后经过第二透镜（22）进一步缩短焦距，最终在成像镜片（23）上呈现正常图像。

9.根据权利要求1所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：在所述的光学系统安装座（2）上设置有保护光学系统（7）的抛罩机构（3）。

10.根据权利要求1所述的无人机光电瞄准装置，其特征在于：所述的光学系统（7）配合有制冷机（8）。

技术总结
本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机光电瞄准装置。它包括红外探测器安装座和光学系统安装座，红外探测器安装座上安装有红外探测器，光学系统安装座安装有光学系统；扫描机构底座外部设置扫描机构，内部中空且一端与光学系统的位置对应，另一端与红外探测器的位置对应。本发明的无人机光电瞄准装置，通过红外探测器安装座、光学系统安装座、红外探测器、光学系统、扫描机构底座以及扫描机构等的配合，光线经过扫描机构后一部分进入到红外探测器中实现红外探测，另一部分经过光学系统后显示成像，充分节约了空间，在保证瞄准功能的前提下使得整个装置布置紧凑、体型变小，减轻了重量，能够提高整个无人机的续航性能、灵活性能等。

技术研发人员：李国庆,刘兵,刘家锟,陈文枫
受保护的技术使用者：成都庆龙航空科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13