专利名称:通用二合一激光瞄准器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用激光技术在军事上实施瞄准射击的通用二合一激光瞄准器。
背景技术：
激光具有高亮度、方向性好、高单色性三大特性。我们正是利用这三大特性设计研制本实用新型。但是，高单色性的激光通过透镜容易产生牛顿干涉环，光束散角增大，给在100--150m距离的半身人靶靶标上所需要达到的光斑大小带来困难；虽说激光的方向性好，但对于半导体激光二极管而言，激光的水平束散角一般在20°左右，垂直束散角一般在40°左右，由于受到体积、重量以及又要保持一定的激光输出功率等的限制，这样大的束散角严重制约着透镜焦距和口径的设计，而且光源输出窗是一个纵横比比较大的长方形，发射出的高斯光束是一个长短轴之比比较大的长椭圆高斯分布曲面，不能作为瞄准光束，这又给我们设计研制本实用新型带来困难；为了抗住各种重机枪、40火箭筒等的强烈冲击与振动，克服体积的限制，电路必须设计为高可靠、最简单的电路；为了满足既能在夜间，又能在黄昏和拂晓实施瞄准射击的要求，还必须将可见激光和近红外激光进行二合一的同光路设计，这又给我们设计研制本实用新型带来更大的困难。
发明内容
为了克服上述困难，本实用新型提供一种激光波长分别为650nm和830nm的通用二合一激光瞄准器。该瞄准器既能够满足在100--150m处半人身靶和在200--250m处坦克等目标上所需的光斑大小的要求，又能满足在夜间、黄昏和拂晓实施瞄准射击的要求。本瞄准器在100m处对于650nm的激光，光斑直径为10mm(理论值)，实际为20mm；对于830nm的激光，光斑直径为28mm(理论值)，实际为35mm。在抗冲击与振动、防水防潮、稳定可靠等方面也达到了战术要求。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是1.激光二极管的选用。对于可见激光二极管，我们尽量选用功率比较大、水平和垂直束散角小，波长为650nm的激光二极管；对于不可见激光二极管，为了既能使人眼对激光不可见，满足隐蔽性好，又能与二代微光头盔夜视仪的光谱响应波段相匹配，我们选用波长为830nm的激光二极管。2.电路设计。为了抗住各种重机枪、40火箭筒等的强烈冲击与振动，克服体积的限制，我们舍去了使用二极管、三极管的电路，设计成最简化的电路。本电路除两个激光二极管外，整个电路只用了二个电阻和三个贴片电容。这个电路，除满足功能要求外，既防振、抗冲击，又稳定可靠，且节省了电子元器件。3.二激光光轴的合一和光束散角的调节。波长分别为650nm和830nm的两个激光二极管，发射出的激光光轴本来是相互垂直的，我们设计一个立方棱镜将其合二为一，通过一个透镜发射出去。我们设计了三个光栏，两光栏分别设置在紧靠两个激光二极管的镜座上，另一光栏设置在胶合透镜后，在每一条光路上都形成双光栏。在每一条光路中，前一光栏将高斯椭圆曲面光束整形为圆光束，另一光栏是抑制光通过透镜后产生的牛顿环的所有次级光环。这样，通过调节胶合透镜的镜框和调节座等，使其光束散角最小，从而在给定距离的靶标上，满足瞄准时所需的光斑大小。4.激光束方向的调节。为了实现调节简单、可靠，达到快速准确的瞄准射击，我们设计了一个轴孔紧配合、两个环形球面的紧密密合，利用一个调节环、两个调节螺钉、三种弹簧、两个卡钉、两个齿盘、两个护盖和两种螺钉，以达到方向的快速调节与锁定。
本实用新型的有益效果是，通用二合一激光瞄准器以不同的接口，可配置于国产67-2式重机枪、各型反坦克火箭筒、单兵火箭、各型轻型冲锋枪和微声冲锋枪、81式枪族、95式枪族以及各种手枪等武器上，改装接口后，亦可配置于各种国外直瞄单兵武器上，为各种直瞄武器所通用。瞄准器置于直瞄武器上，用可见激光经过简单的方向调节后，在黄昏、拂晓以及白天坑道、沟壑、高大建筑群间等光线较暗的地方，即用可见激光实施快速瞄准射击；在夜间，配以夜视头盔，则用近红外激光实施隐蔽性的快速瞄准射击。
图1是本实用新型的电路原理图。
图2是通用二合一激光瞄准器第一个实施例的纵剖面构造图。
图3是图2的A-A左视图。
图1中C1、C2和C3为三个贴片电容，R1和R2为电阻，V1和V2是波长分别为650nm、830nm的两个激光二极管，S1、s2为两个开关，G为3v锂电池。
图2和图3中1.立方棱镜，2.电路板，3.胶合透镜，4.保护玻璃，5.镜框，6.光栏，7.镜筒，8.镜盖，9.调节环，10.弹簧I，11.弹簧II，12.接筒，13.镜座，14.调节座，15.管座，16.压圈I，17.压圈II，18.垫圈，19.压圈III，20.弹簧III，21.印制板I，22.后盖，23.盖板，24.齿盘，25.护盖，26.调节螺钉，27.弹簧IV，28.卡钉，29.度盘I，30.度盘II，31.承块，32.开关盖，33.印制板II，34.支承I，35.支承II，36.承座，37.搭扣，38.挡片，39.隔热片，40.锁紧螺钉，41.印制板III，42.弹簧片，43.密封圈，44.密封圈，45.密封圈，46.螺钉，47.螺钉，48.螺钉，49.螺钉，50.螺钉，51.螺钉，52.螺钉，53.螺钉，54.螺钉，55.螺钉，56.铆钉，57.销钉，58.激光二极管(650nm)，59.激光二极管(830nm)，60.拨动开关，61.电线，62.热缩管，63.3v锂电池。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行阐述。
在图1中，电容C1、C2和C3起着两个作用，一是合上开关S1时，其上不能瞬时达到电池G的电压，有一个瞬时充电延时，这就使得激光二极管V1和V2以慢启动状态工作，免受瞬时电压的冲击；二是对每条回路中的一条都构成双旁路回路。以激光二极管V1所运行的一条回路为例，C1、S1和G构成一个旁路回路，C2、S1、G和电阻R1构成另一旁路回路，一旦有高频信号或开关抖动的尖峰电压进入，立刻被这两个回路旁路掉，保证了激光二极管V1的安全工作。同理，也保证了激光二极管V2的安全工作；在S1、V1、R1、S2、G构成的回路中，R1起限流作用，在S1、V2、R2、S2、G构成的回路中，R2也起限流作用，保证V1、V2在额定工作电流之内工作，有效地保证了V1、V2正常工作，不致损坏。
在图2和图3所示的实施例中一、电路回路构成。将镜座(13)、压圈III(19)、接筒(12)、后盖(22)、盖板(23)的相连接部分进行导电处理，使之连接构成电流通道，以机壳为正，弹簧III(20)为负，由3v锂电池(63)的正极与印制板I(21)、电线(61)的芯线、印制板III(41)、弹簧片(42)、电线(61)的屏蔽线、螺钉(52)、盖板(23)、后盖(22)、接筒(12)、镜座(13)、压圈III(19)构成两条回路的公共通道。由公共通道中的镜座(13)经激光二极管(58)和电路板(2)的正极、弹簧III(20)和公共通道，构成一条回路。由公共通道中的镜座(13)经调节座(14)、管座(15)、激光二极管(59)与电路板(2)的正极、弹簧III(20)和公共通道构成另一条回路。拨动开关(60)是一个双刀双掷开关，焊接于印制板II(33)上，引脚用导线与电路板(2)相连，在两条回路中起通断转换作用。在黄昏和拂晓转换到前一条回路，此回路通，后一条回路断，让激光二极管(58)工作。在夜间，转换到另一条回路，此路通，前一条回路断，让激光二极管(59)工作。印制板II(33)、开关盖(32)、承块(31)和接筒(7)，用螺钉(49)、螺钉(50)、螺钉(51)连接，对开关起固定与保护作用。二、二合一激光输出光学系统的构成和激光束散角的调节。二合一激光输出光学系统由镜座(13)、调节座(14)、管座(15)、两个压圈II(17)、四个垫圈(18)、激光二极管(58)、激光二极管(59)、立方棱镜(1)、压圈I(16)、镜筒(7)、镜框(5)、胶合透镜(3)、光栏(6)、三颗螺钉(46)和四颗螺钉(53)构成，再将电路板(2)用压圈III(19)连接成一个核心组件。借助于两米或一米反射式平行光管，再用CCD摄像头和监视器观察激光在平行光管焦平面上的光斑。用实验电路通上电，先让激光二极管(58)工作，轴向调节镜框(5)的位置，使激光在平行光管焦平面上的光斑最小而清晰，波长650nm的激光束散角调试完毕，关断激光二极管(58)所在的回路；再让激光二极管(59)工作，轴向调节管座(15)的位置，使激光在平行光管焦平面上的光斑最小而清晰，波长830nm的激光束散角调试完毕；其后让两个激光二极管(58、59)同时工作，修切四个垫圈(18)中的一个或两个，使两种波长的激光在平行光管焦平面上的光斑重合，装上光栏(6)、置紧螺钉(46)和螺钉(53)，于是，二光轴合一和激光束散角调试完毕。最后，装上电路板(2)，再用压圈III(19)置紧。三、激光束方向调节系统的构成与方向调节。激光方向调节系统由前述的核心组件、调节环(9)、两颗弹簧I(10)、弹簧II(11)、接筒(12)、两个齿盘(24)、两个护盖(25)、两颗调节螺钉(26)、两颗弹簧IV(27)、两颗卡钉(28)、度盘I(29)、度盘II(30)、两颗螺钉(47)和四颗螺钉(49)构成。两颗调节螺钉(26)起着两个作用，一是将调节环(9)置于接筒(12)内一个固定的位置上，使其压着弹簧II(11)，将压力传递给镜座(13)，使镜座(13)上的环形球面与接筒(12)相对应的环形球面紧密密合，使前述核心组件既能绕轴旋转，又紧密接触，保证电路畅通，接触电阻最小；二是与两颗弹簧I(10)在调节环(9)内构成互为90°的角度，将力施于镜筒(7)上，实施激光束方向的调节。镜座(13)外缘与接筒(12)相对应内孔的接触设计成轴孔紧配合，限制镜座(13)横向位移，保证激光束方向调定后保持不变。齿盘(24)与接筒(12)用螺钉(49)连接起来，一是保护调节螺钉(26)，二是给它提供一个移动导程，限制它在垂直于移动方向的偏离，使其弹簧IV(27)、卡钉(28)和螺钉(47)在调节螺钉(26)调定方向后给予可靠的锁定。护盖(25)起保护与密封作用。激光束方向调节系统的结构看似复杂，但调节方向很简单，只需打开护盖(25)，用专用起子调节两颗互为90°的调节螺钉(26)，即可快速地调节激光束的方向，调好后，方向被卡钉(28)锁定，盖上护盖(25)即可。度盘I(29)和度盘II(30)是调节激光束方向刻度盘。四、主体结构外壳的构成。保护玻璃(4)起到三个作用，一是给激光提供输出窗口；二是与镜盖(8)胶粘起来，实现防尘，防水，防潮；三是与镜盖(8)、接筒(12)、后盖(22)和盖板(23)用螺纹连接起来，再用螺钉(46)和螺钉(48)置紧而构成主体外壳。密封圈(43)、密封圈(44)、密封圈(45)起防水防潮的密封作用。五、外设接口与连接、调校方法。本实施例以与81-1式自动步枪的连接为例，其接口的构成是支承I(34)和支承II(35)分别用四颗螺钉(54)和两颗销钉(57)进行刚性连接，确保调好的激光束方向不变动，并为81-1式自动步枪的接口提供连接处。81-1式自动步枪的接口由两个承座(36)、两个搭扣(37)、两个挡片(38)、四个隔热片(39)、两颗锁紧螺钉(40)、四颗螺钉(48)、两颗螺钉(55)和两颗铆钉(56)构成双接口。挡片(38)的作用是对支承I(34)和支承II(35)在与这两个接口连接时进行限位，使其用锁紧螺钉(40)与接口进行快速而紧固的连接。隔热片是在枪管发热时起隔热作用。连接接口与调校的方法是卸下前后接口上的两颗螺钉(55)，再将它套在81-1式自动步枪子弹出口处的枪管上，使瞄准器主体机械轴与枪管轴大致平行，用螺钉(55)将其紧固于枪管上，并置紧锁紧螺钉(40)。将枪固定于某物体(如虎钳)上，标尺置于100m刻度处，用人眼在100m处的靶标上瞄准一个点。瞄准器通上电，将拨动开关(60)拨到激光二极管(58)(图1中的V1)所在回路一端，取下护盖(25)，合上由印制板III(41)和弹簧片(42)组成的开关(图1中的S1)，用专用起子调节两颗互为90°的调节螺钉(26)，使激光在100m处靶标上的红色光斑与人眼瞄准点相重合，盖上护盖(25)。至此，激光在100m处的光斑就代替了人眼瞄准点，即可快而准地实施瞄准射击。由于近红外激光和可见激光两光路已经合一，用可见激光在拂晓和黄昏调校好激光瞄准点后，可见激光的瞄准点也代表了近红外激光的瞄准点，免去了在夜间用夜视头盔调校近红外激光瞄准点的工作。
权利要求
1.一种通用二合一激光瞄准器，在壳体的轴心部位是激光输出系统与电路板，外围是激光束方向调节系统，由壳体相连接，在壳体外面连接外设接口，其特征是立方棱镜由压圈I与带两个光栏的镜座连接，胶合透镜与镜框胶粘连接，激光二极管(58)由压圈II与镜座连接，激光二极管(59)由压圈II与管座连接，管座与调节座由螺纹连接，调节座与垫圈和镜座由螺钉(53)连接，镜框、光栏、镜筒和镜座由螺纹顺序连接，从而构成激光输出系统，再与电路板由压圈III连接成核心组件；在调节环、弹簧I、齿盘、护盖、调节螺钉、弹簧IV、卡钉、度盘I、度盘II、螺钉(47)、螺钉(49)构成的激光束方向调节系统中，两颗弹簧I的两端通过调节环的通孔与镜筒和接筒接触，两颗调节螺钉通过接筒的通孔和调节环的螺孔与镜筒接触，调节螺钉头内的螺钉(47)压着弹簧IV，弹簧IV压着卡钉，卡钉卡在齿盘的齿间，度盘I和度盘II与调节螺钉头胶粘连接，齿盘由螺钉与接筒连接，齿盘与护盖螺纹连接；保护玻璃和镜盖胶粘连接，镜盖、接筒和后盖由螺纹顺序连接，盖板由螺钉(48)与后盖连接，再与密封圈(43)、密封圈(44)、密封圈(45)构成密闭壳体；镜座的一端与接筒相连，弹簧II的一端与镜座相连，另一端与调节环相连，调节环的外表面与接筒相连，调节环中的调节螺钉与镜筒和接筒相连；拨动开关焊接在印制板II上，印制板II由螺钉(49)与开关盖连接，承块由螺钉(50)与接筒连接，开关盖由螺钉(51)与承块连接，拨动开关由导线与电路板连接，弹簧III贴焊在电路板上，印制板I与后盖胶粘连接，弹簧片贴焊在印制板III上，印制板III由电线、螺钉(52)与盖板和印制板I连接；支承I和支承II由螺钉(54)、销钉(57)与接筒连接成通用接口，承座、搭扣、挡片由铆钉(56)、螺钉(48)连接成外设接口，支承I和支承II由销紧螺钉与承座连接。
2.根据权利要求
1所述的通用二合一激光瞄准器，其特征是在激光输出系统中，立方棱镜位于激光二极管(58)和激光二极管(59)二光束的垂直相交处，镜座上的两个光栏分别靠近激光二极管(58)和激光二极管(59)，第三个光栏安装在胶合透镜的激光输出端。
3.根据权利要求
1所述的通用二合一激光瞄准器，其特征是镜座与接筒的轴向相接面为环形球面，两颗调节螺钉和两颗弹簧I互成90°与镜筒垂直接触，调节螺钉头中的弹簧IV压着卡钉，卡钉卡在齿盘的齿间。
专利摘要
一种能在夜间、黄昏和拂晓代替人眼实施瞄准射击的通用二合一激光瞄准器。它是在整体结构中，电路设计成最简化电路；激光输出系统采用立方棱镜和三个光栏，立方棱镜将波长不同、互相垂直的两光束合成一束光发射出去，每条光路都有双光栏，前一光栏将椭圆高斯曲面分布光束整形为圆形光束，后一光栏将牛顿干涉光斑的所有次级光环抑制掉，使其在给定距离的靶标上，光斑达到最小；激光束方向的调节，采用环形球面的紧密密合、轴孔紧配合、在横向互为90°的调节，再用弹簧和卡钉将调节后调节螺钉锁定，使光束方向在冲击振动中保持不变；与外设接口的连接简单而牢固，可灵活地设计不同的接口，配置于不同的直瞄武器上，为各种直瞄武器所通用。
文档编号F41G1/34GKCN2893626SQ200520022659
公开日2007年4月25日 申请日期2005年8月19日
发明者朱连新 申请人:陈贵忠, 刘晓桐, 朱连新导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan