光电转台的制作方法

1.本实用新型涉及光电测量设备技术领域，具体而言，涉及一种光电转台。


背景技术：

2.目前，现有技术中的光电转台(即光电主体可分别相对于底座和支撑架进行转动的结构)，尤其是船载光电转台，工作时会受到外部风流或风浪等影响，导致光电转台中的光电主体无法相对于底座和支撑架牢靠固定在所需角度，总是因外部影响导致光电主体发生抖动或转动，进而导致光电主体内部的光学测量设备无法在所需角度稳定测量和跟踪目标，使用范围有限。
3.现有技术中，存在一些光电转台，例如cn207304716u公开了一种球形光电转台，包括两轴稳定平台(相当于本技术中的光电主体、支撑架和底座结构)和设置于两轴稳定平台上的光电载荷(相当于本技术中的光学测量设备)；光电载荷包括红外热像仪，高清可见光相机、激光照明器和激光测距机。该方案不具有能稳固锁定光电主体位置的结构，因此在光电主体需要相对于支撑架固定某一个角度时，单纯仅依靠驱动电机处于非转动状态来约束光电主体(两轴稳定平台)在某一个角度的固定，固定不牢靠，在受到风浪等剧烈外部影响时，光电主体会发生大幅度抖动或转动，进而导致光学测量设备无法在此角度稳定测量，工作稳定性和测量精度差。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种光电转台，以解决现有技术中的光电主体无法相对于底座和支撑架牢靠固定在所需角度的问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种光电转台，包括：底座，固定设置；光电主体和光学测量设备，光电主体的内腔用于容纳光学测量设备；支撑架，支撑架用于支撑光电主体；转动机构，转动机构设置在支撑架和底座之间，用于带动支撑架相对于底座转动；俯仰调节机构，俯仰调节机构设置在支撑架和光电主体之间，用于带动光电主体相对于支撑架转动，光电主体和支撑架的转动方向不同；转动锁定机构，转动锁定机构设置在支撑架和/或底座内，用于锁定支撑架相对于底座的位置；俯仰锁定机构，俯仰锁定机构设置在光电主体和/或支撑架内，用于锁定光电主体相对于支撑架的位置。
6.进一步地，转动锁定机构设置在支撑架内，转动锁定机构包括止转杆；底座上设有锁定孔；止转杆可伸入锁定孔内，止转杆用于防止支撑架与底座相对转动。
7.进一步地，转动锁定机构还包括：支架，支架固定在支撑架内，支架具有导向孔，止转杆设有外螺纹，外螺纹与导向孔的内螺纹相配合；止转电机，止转电机设置在支架上；止转电机具有转动轴；第一齿轮，第一齿轮与止转电机的转动轴固定连接；第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第二齿轮与止转杆的另一端配合；其中，止转电机通过带动第一齿轮和第二齿轮转动，控制止转杆沿导向孔往复运动。
8.进一步地，转动锁定机构还包括：拨杆，拨杆设置在止转杆上，随止转杆做往复运
动；第一限位开关，设置在支架上，与止转电机电连接，第一限位开关用于控制止转电机工作；第二限位开关，设置在支架上，且与第一限位开关对应设置，第二限位开关与止转电机电连接，用于控制止转电机工作；其中，在拨杆与第一限位开关抵接的状态下，第一限位开关控制止转电机停止转动，固定止转杆至插入锁定孔的位置；在拨杆与第二限位开关抵接的状态下，第二限位开关控制止转电机停止转动，固定止转杆至移出锁定孔的位置。
9.进一步地，俯仰锁定机构设置在光电主体内，俯仰锁定机构包括锁定杆；支撑架上设有止转孔；锁定杆可伸入止转孔内，锁定杆用于防止光电主体与支撑架相对转动。
10.进一步地，内腔具有安装口，光电转台还包括封闭安装口的透明板，光学测量设备通过透明板测量目标；光电转台还包括扫刷机构，扫刷机构设置在光电主体上，扫刷机构用于清洁透明板。
11.进一步地，扫刷机构包括：扫刷壳体，扫刷壳体固定设置在光电主体上，扫刷壳体具有封闭的壳体腔；扫刷电机，扫刷电机固定设置在壳体腔内，扫刷电机具有动力轴；驱动轴，驱动轴的位于壳体腔内的一端与扫刷电机的动力轴连接；扫刷器，扫刷器包括扫刷主体和刷头；扫刷主体与驱动轴伸出壳体腔外的一端连接，刷头设置在扫刷主体上；其中，扫刷电机通过带动驱动轴摆动，控制扫刷器的刷头与透明板外表面抵接且沿透明板外表面往复运动。
12.进一步地，扫刷机构还包括：第三限位开关，设置在壳体腔内，与扫刷电机电连接，第三限位开关用于控制扫刷电机工作；第四限位开关，设置在壳体腔内，且与第三限位开关对应设置，第四限位开关与扫刷电机电连接，第四限位开关用于控制扫刷电机工作；其中，第三限位开关与第四限位开关共同约束驱动轴的运动范围；在驱动轴与第三限位开关抵接的状态下，第三限位开关控制扫刷电机改变转动方向；在驱动轴与第四限位开关抵接的状态下，第四限位开关控制扫刷电机改变转动方向。
13.进一步地，光学测量设备包括红外成像装置、可见光成像装置和激光测距装置；光电主体上开设有三个安装口，三个安装口呈三角型布置，透明板与安装口一一对应设置；红外成像装置、可见光成像装置和激光测距装置分别对应三个安装口；扫刷机构用于清洁对应可见光成像装置的安装口上的透明板。
14.进一步地，光电转台还包括多个配重块，多个配重块可选择地设置在支撑架、转动机构、俯仰调节机构和光电主体上，配重块用于使支撑架的重心与转动机构的转动中轴线重合，且配重块用于使光电主体的重心与俯仰调节机构的转动中轴线重合。
15.进一步地，支撑架为u型支撑结构，u型支撑结构的中部具有支撑空间，光电主体位于支撑空间内，光电主体的两端通过转动机构分别与u型支撑结构的两端连接；光电主体的外部轮廓为圆滑曲面；光电转台还包括电连接器，电连接器设置在底座上，电连接器与光学测量设备电连接，电连接器用于与外部设备连接进行数据通信。
16.应用本实用新型的技术方案，本实用新型提供了一种光电转台，包括：底座，固定设置；光电主体和光学测量设备，光电主体的内腔用于容纳光学测量设备；支撑架，支撑架用于支撑光电主体；转动机构，转动机构设置在支撑架和底座之间，用于带动支撑架相对于底座转动；俯仰调节机构，俯仰调节机构设置在支撑架和光电主体之间，用于带动光电主体相对于支撑架转动，光电主体和支撑架的转动方向不同；转动锁定机构，转动锁定机构设置在支撑架和/或底座内，用于锁定支撑架相对于底座的位置；俯仰锁定机构，俯仰锁定机构
设置在光电主体和/或支撑架内，用于锁定光电主体相对于支撑架的位置。本技术通过设置转动锁定机构和俯仰锁定机构，保证了光电主体相对于底座和支撑架在所需角度的牢靠固定，使得光电转台在受到风浪等剧烈外部影响时，光电主体不发生大幅度抖动或转动，进而实现了光学测量设备在此角度的稳定测量，提高了光学测量设备的工作稳定性和测量精度；同时，转动锁定机构和俯仰锁定机构也可以实现在光电转台的运输过程或长期不工作的状态时，限制光电主体的运动，进而起到保护光电转台的作用。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1示出了本实用新型的实施例提供的光电转台的主视图；
19.图2示出了本实用新型的实施例提供的光电转台的内部结构示意图；
20.图3示出了本实用新型的实施例提供的光电转台的左视图；
21.图4示出了本实用新型的实施例提供的转动锁定机构的剖视图；
22.图5示出了本实用新型的实施例提供的光电转台的部分内部结构示意图；
23.图6示出了本实用新型的实施例提供的扫刷机构的部分结构示意图；
24.图7示出了本实用新型的实施例提供的扫刷机构的剖视图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.10、底座；11、锁定孔；
27.20、光电主体；
28.30、光学测量设备；31、红外成像装置；32、可见光成像装置；33、激光测距装置；
29.40、支撑架；
30.50、转动机构；
31.60、俯仰调节机构；
32.70、转动锁定机构；71、止转杆；72、支架；721、导向孔；73、止转电机；74、第一齿轮；75、第二齿轮；76、拨杆；77、第一限位开关；78、第二限位开关；
33.80、透明板；
34.90、扫刷机构；91、扫刷壳体；92、扫刷电机；93、驱动轴；94、扫刷器；941、扫刷主体；942、刷头；95、第三限位开关；96、第四限位开关；
35.100、电连接器；
36.110、俯仰锁定机构。
具体实施方式
37.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.如图1至图7所示，本实用新型的实施例提供了一种光电转台，包括：底座10，固定设置；光电主体20和光学测量设备30，光电主体20的内腔用于容纳光学测量设备30；支撑架40，支撑架40用于支撑光电主体20；转动机构50，转动机构50设置在支撑架40和底座10之间，用于带动支撑架40相对于底座10转动；俯仰调节机构60，俯仰调节机构60设置在支撑架40和光电主体20之间，用于带动光电主体20相对于支撑架40转动，光电主体20和支撑架40的转动方向不同；转动锁定机构70，转动锁定机构70设置在支撑架40和/或底座10内，用于锁定支撑架40相对于底座10的位置；俯仰锁定机构110，俯仰锁定机构110设置在光电主体20和/或支撑架40内，用于锁定光电主体20相对于支撑架40的位置。
39.本技术通过设置转动锁定机构70和俯仰锁定机构110，保证了光电主体20相对于底座10和支撑架40在所需角度的牢靠固定，使得光电转台在受到风浪等剧烈外部影响时，光电主体20不发生大幅度抖动或转动，进而实现了光学测量设备30在此角度的稳定测量，提高了光学测量设备30的工作稳定性和测量精度；同时，转动锁定机构70和俯仰锁定机构110也可以实现在光电转台的运输过程或长期不工作的状态时，限制光电主体20的运动，进而起到保护光电转台的作用。
40.如图2所示，在本实用新型的一个具体实施例中，转动锁定机构70和俯仰锁定机构110分别设置在支撑架40内。转动锁定机构70和俯仰锁定机构110可以根据实际使用需求，间隔设置多个，例如图2中左右两端各设置一个转动锁定机构70和一个俯仰锁定机构110(即转动锁定机构70和俯仰锁定机构110分别为两个)，以达到对光电主体20更好的锁定效果。
41.如图5所示，转动锁定机构70设置在支撑架40内，转动锁定机构70包括止转杆71；底座10上设有锁定孔11；止转杆71可伸入锁定孔11内，止转杆71用于防止支撑架40与底座10相对转动。这样设置，既保证了转动锁定机构70的整体结构简单化，又通过止转杆71与锁定孔11的配合保证了转动锁定机构70对支撑架40的有效锁定，通过对支撑架40的锁定，实现了对光电主体20和光学测量设备30在此自由度(即相对于底座10转动，可为水平转动自由度)上的约束。
42.需要说明的是：在实际应用中，底座10上开设有多个锁定孔11，多个锁定孔11间隔设置，多个锁定孔11的具体位置是分别对应实际在某些角度需要锁定支撑架40的要求，即转动锁定机构70跟随支撑架40一起相对于底座10转动，当在支撑架40转动到某一角度需要在此角度锁定时，底座10在此位置对应设置有锁定孔11，此时将止转杆71伸入此位置的锁定孔11内，即可保证转动锁定机构70对支撑架40在此角度的有效锁定，因此，多个锁定孔11的位置与支撑架40需要锁定的角度一一对应。
43.如图4所示，转动锁定机构70还包括：支架72，支架72固定在支撑架40内，支架72具有导向孔721，止转杆71设有外螺纹，外螺纹与导向孔721的内螺纹相配合；止转电机73，止转电机73设置在支架72上；止转电机73具有转动轴；第一齿轮74，第一齿轮74与止转电机73的转动轴固定连接；第二齿轮75，第二齿轮75与第一齿轮74啮合，第二齿轮75与止转杆71的另一端配合；其中，止转电机73通过带动第一齿轮74和第二齿轮75转动，控制止转杆71沿导向孔721往复运动。通过设置导向孔721来约束止转杆71运动，保证了止转杆71做直线往复运动，进而使得转动锁定机构70的结构紧凑，节省空间。
44.值得注意的是，第二齿轮75与止转杆71的配合可以采用常见的键与键槽配合的方
式，即止转杆71上加工出凸键结构，与第二齿轮75上的凹槽配合，实现第二齿轮75与止转杆71能够一起转动，且止转杆71还可以沿导向孔721往复直线运动。
45.如图4所示，转动锁定机构70还包括：拨杆76，拨杆76设置在止转杆71上，随止转杆71做往复运动；第一限位开关77，设置在支架72上，与止转电机73电连接，第一限位开关77用于控制止转电机73工作；第二限位开关78，设置在支架72上，且与第一限位开关77对应设置，第二限位开关78与止转电机73电连接，用于控制止转电机73工作；其中，在拨杆76与第一限位开关77抵接的状态下，第一限位开关77控制止转电机73停止转动，固定止转杆71至插入锁定孔11的位置；在拨杆76与第二限位开关78抵接的状态下，第二限位开关78控制止转电机73停止转动，固定止转杆71至移出锁定孔11的位置。通过设置拨杆76、第一限位开关77和第二限位开关78，在结构上保证了对止转杆71直线运动范围的限定，整体结构紧凑，且有效提高安全性。
46.可选地，俯仰锁定机构110设置在光电主体20内，俯仰锁定机构110包括锁定杆；支撑架40上设有止转孔；锁定杆可伸入止转孔内，锁定杆用于防止光电主体20与支撑架40相对转动。这样设置，既保证了俯仰锁定机构110的整体结构简单化，又通过锁定杆与止转孔的配合保证了俯仰锁定机构110对光电主体20的有效锁定，通过对光电主体20的锁定，实现了对光学测量设备30在此自由度(即相对于支撑架40转动，可为水平俯仰调节自由度)上的约束。
47.需要说明的是，在本实用新型的一个具体实施例中，俯仰锁定机构110和转动锁定机构70的结构完全相同，工作原理一致。支撑架40上开设有多个止转孔，多个止转孔间隔设置，多个止转孔的具体位置是分别对应实际在某些角度需要锁定光电主体20的要求，即俯仰锁定机构110跟随光电主体20一起相对于支撑架40转动，当在光电主体20转动到某一角度需要在此角度锁定时，支撑架40在此位置对应设置有止转孔，此时将锁定杆伸入此位置的止转孔内，即可保证俯仰锁定机构110对光电主体20在此角度的有效锁定。
48.如图1所示，内腔具有安装口，光电转台还包括封闭安装口的透明板80，光学测量设备30通过透明板80测量目标；光电转台还包括扫刷机构90，扫刷机构90设置在光电主体20上，扫刷机构90用于清洁透明板80。通过设置扫刷机构90，实现了对透明板80的高效清洁，避免了透明板80外表面上的附着物影响光学测量设备30的测量精度。
49.如图6和图7所示，扫刷机构90包括：扫刷壳体91，扫刷壳体91固定设置在光电主体20上，扫刷壳体91具有封闭的壳体腔；扫刷电机92，扫刷电机92固定设置在壳体腔内，扫刷电机92具有动力轴；驱动轴93，驱动轴93的位于壳体腔内的一端与扫刷电机92的动力轴连接；扫刷器94，扫刷器94包括扫刷主体941和刷头942；扫刷主体941与驱动轴93伸出壳体腔外的一端连接，刷头942设置在扫刷主体941上；其中，扫刷电机92通过带动驱动轴93摆动，控制扫刷器94的刷头942与透明板80外表面抵接且沿透明板80外表面往复运动。这样设置，即保证扫刷机构90的结构紧凑，节省空间，又使得扫刷机构90工作可靠，实现了对透明板80外表面上的附着物的高效清洁。
50.如图6所示，扫刷机构90还包括：第三限位开关95，设置在壳体腔内，与扫刷电机92电连接，第三限位开关95用于控制扫刷电机92工作；第四限位开关96，设置在壳体腔内，且与第三限位开关95对应设置，第四限位开关96与扫刷电机92电连接，第四限位开关96用于控制扫刷电机92工作；其中，第三限位开关95与第四限位开关96共同约束驱动轴93的运动
范围；在驱动轴93与第三限位开关95抵接的状态下，第三限位开关95控制扫刷电机92改变转动方向；在驱动轴93与第四限位开关96抵接的状态下，第四限位开关96控制扫刷电机92改变转动方向。通过设置第三限位开关95和第四限位开关96，在结构上保证了对扫刷器94扫刷范围的限定，使得扫刷机构90趋于小型化和轻量化。
51.如图1和图2所示，光学测量设备30包括红外成像装置31、可见光成像装置32和激光测距装置33；光电主体20上开设有三个安装口，三个安装口呈三角型布置，透明板80与安装口一一对应设置；红外成像装置31、可见光成像装置32和激光测距装置33分别对应三个安装口；扫刷机构90用于清洁对应可见光成像装置32的安装口上的透明板80。通过设置红外成像装置31、可见光成像装置32和激光测距装置33，可满足白天和黑夜不同场合的使用需求，既能够实时得到测量目标的距离信息，又能实现对目标的实时跟踪；同时，三个安装口呈三角型布置利用三角形的稳定性，进一步保证了整体结构的刚性。
52.具体地，光电转台还包括多个配重块，多个配重块可选择地设置在支撑架40、转动机构50、俯仰调节机构60和光电主体20上，配重块用于使支撑架40的重心与转动机构50的转动中轴线重合，且配重块用于使光电主体20的重心与俯仰调节机构60的转动中轴线重合。通过设置多个配重块，实现了对支撑架40的重心和光电主体20的重心(安装完光学测量设备30后的整体重心)的有效调节，时刻保证支撑架40的重心与转动机构50的转动中轴线重合，以及光电主体20的重心与俯仰调节机构60的转动中轴线重合。进而使得光电主体20的转动平稳和迅速，避免了抖动和晃动的现象发生；同时，使得光电转台的整体重心分布合理，能够满足实际应用中不同的运用场合、外形尺寸、精度和稳定性的要求。
53.在实际使用时，俯仰调节机构60和转动机构50采用现有常见的电机驱动结构，俯仰调节机构60的转动中轴线和转动机构50的转动中轴线垂直，红外成像装置31、可见光成像装置32和激光测距装置33在光电主体20的内腔安装后的总重心靠近俯仰调节机构60的转动中轴线和转动机构50的转动中轴线的交叉点。
54.如图1和图3所示，支撑架40为u型支撑结构，u型支撑结构的中部具有支撑空间，光电主体20位于支撑空间内，光电主体20的两端通过转动机构50分别与u型支撑结构的两端连接；光电主体20的外部轮廓为圆滑曲面(例如：球形、流线曲面等设计)；光电转台还包括电连接器100，电连接器100设置在底座10上，电连接器100与光学测量设备30电连接，电连接器100用于与外部设备连接进行数据通信。通过设置光电主体20的外部轮廓为圆滑曲面，进一步减小了光电转台整体的风阻和雷达反射面积(即rcs面积)；通过设置电连接器100，实现了光电转台与外部设备的连接，便于外部设备控制光电转台的工作。
55.在本实用新型的一个具体实施例中，电连接器100采用航空插头，进一步提高与外部设备的数据通信效果。
56.在本实用新型另一未图示出的实施例中，底座10上还设置有对外安装孔、定位销孔和把手安装螺纹孔等功能孔，以便于在实际使用场景中对光电转台的安装、定位和搬运等。
57.需要说明的是：在本实用新型的一个具体实施例中，光电转台的外部整体采用5a06防锈铝合金材料，整体耐盐雾性能好；并且光电转台的外部整体喷涂gsb05-1426-2001标准(即国际标准色卡)中b05海灰色油漆，有效降低光电转台的可见性，提高了在海面和天空环境下的隐蔽性。本实用新型的提出的光电转台在实际应用中顺利通过高低温、冲击振
动、盐雾和电磁兼容等试验，并且本实用新型的提出的光电转台具有较好的抗风性，系统工作时抗风性可达到10级。
58.综上所述，本实用新型提供了一种光电转台，本实用新型通过设置转动锁定机构70和俯仰锁定机构110，保证了光电主体20相对于底座10和支撑架40在所需角度的牢靠固定，使得光电转台在受到风浪等剧烈外部影响时，光电主体20不发生大幅度抖动或转动，进而实现了光学测量设备30在此角度的稳定测量，提高了光学测量设备30的工作稳定性和测量精度；同时，转动锁定机构70和俯仰锁定机构110也可以实现在光电转台的运输过程或长期不工作的状态时，限制光电主体20的运动，进而起到保护光电转台的作用。
59.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
60.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
61.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
62.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
63.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则
之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。