一种用于模拟点源光学目标二维振动的装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学模拟仿真与测试技术领域，具体涉及一种用于模拟点源光学目标二维振动的装置。


背景技术：

2.现有的用于模拟点源光学目标二维振动的技术是采用二轴转台负载光学目标模拟器整机的方法。该现有技术中二轴转台和光学目标模拟器体积、重量均较大，因此该技术使用和维护成本高昂，并且很难对点源光学目标的高频二维振动进行模拟。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是解决现有技术需要带动整机运动，难以模拟高频二维振动的缺陷。
4.根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于模拟点源光学目标二维振动的装置，包括：x向平移机构；y向平移机构；光阑；以及控制机构；所述控制机构用于控制x向平移机构和y向平移机构带动所述光阑作二维振动。
5.优选地，装置还包括：光源；以及光学成像系统；所述光学成像系统能够在所述光阑作二维振动时使光源所成的像也发生二维振动。
6.优选地，所述光源以及所述光学成像系统均固定不动。
7.优选地，所述x向平移机构和y向平移机构均由直流电动丝杠驱动，用于在垂直于光路方向做偏航方向和俯仰方向的振动。
8.优选地，本实用新型第一方面所述的装置的载荷重量为0.1公斤，载荷体积为10立方厘米。
9.优选地，所述光阑使用电机带动齿轮的传动方式。
10.本实用新型的有益效果是：降低了光学目标模拟仿真测试中对点源目标高频振动进行模拟的载荷体积与重量，减小了进行模拟时需要的使用和维护成本，并提高了振动频率的上限阈值。并了解决旧型模拟器在无转台情形无法模拟目标振动的问题。
11.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
12.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。
13.图1为本实用新型一个实施例的结构图；其中1为x向平移机构；2为y向平移机构；3为光阑；
14.图2为本实用新型一个实施例从另一角度观察的结构图；
15.图3为本实用新型一个实施例的系统原理图；其中10为本实用新型的二维振动装
置，20作为光源，30为光学成像系统。
具体实施方式
16.现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：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。
17.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。
18.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说明书的一部分。
19.在这里示出和讨论的所有例子中，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例子可以具有不同的值。
20.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。
21.本实用新型包括一种用于模拟点源光学目标二维振动的装置，如图1和图2所示，包括：x向平移机构1；y向平移机构2；光阑3；以及控制机构(图中未示出)；控制机构用于根据控制x向平移机构1和y向平移机构2带动光阑3作二维振动。x向平移机构1和y向平移机构2均可以由直流电动丝杠驱动，用于在垂直于光路方向做偏航方向和俯仰方向的振动。光阑3可以使用电机带动齿轮的传动方式。控制机构可以是控制器，能够根据程序指令设定的参数控制x、y向平移机构按照指令预设的方式进行运动。
22.本实用新型的一个实施例如图3所示，还包括光源20以及光学成像系统30；其中光学成像系统30能够在光阑作二维振动时使光源20所成的像也发生二维振动。本实施例中的光源20以及光学成像系统30均固定不动，仅光阑部分发生二维振动。光阑振动会导致光路也发生变化，光学成像系统30能够使得变化的光路所成的像在像面上也发生振动。图3中的光源既可以输出红外光也可以输出激光，还可以通过合束镜对红外光和激光进行合束后进行输出。
23.本实用新型的主要技术进步在于：不同于现有技术中带动整机一起运动的方式，本实用新型通过二维平移机构仅带动光阑作二维振动，而不需要使光源、光学系统等其他部件一起振动。由于减轻了载荷重量和载荷体积，使得装置更容易完成高频率振动。
24.《实施例》
25.本实施例的装置结构如图1和图2所示，应用场景如图3所示。在点源光学目标模拟器的光学系统内部加装方向相互垂直的双丝杠，两者运动方向均垂直于光学系统的光轴，其中一个方向的丝杠带动控制模拟目标大小的光阑运动，其二者作为一个整体一起被另一个方向的丝杠带动。双丝杠受模拟器电气系统控制可按照指令在垂直于光路方向做偏航和俯仰两个方向的高频振动。其中，光束生成系统应在光阑可能的运动范围内保持投射光线的强度均匀性，光学成像系统应在光阑可能的运动范围内保持均匀的透过率，前后光学系统在去掉光缆和双丝杠时应保证成像质量。
26.在本例中，模拟振动载荷由模拟器整机变为模拟器中的光阑部分，于是载荷重量由约40公斤减小到约0.1公斤，载荷体积由约0.1立方米减小到约10立方厘米；在无转台配
合的情况下也可以对光学目标的振动进行模拟，增加了使用的便捷性。在无转台配合情况下用此方法模拟亦可大大降低能耗。
27.进一步地，目标靶标为edmund标准系列可变光圈，从最大光圈到最小光圈转动行程大约为90
°
。光圈由顶丝安装在靶标底板上，与电动马达内圈转子相连，电动马达定子由其底板连接在y向底板上。电动马达驱动光圈主体旋转，针柄由连接件限位固定，从而实现靶标口径从0.2mm～22mm的变化。针柄限位连接件亦固定在y向底板上。
28.目标运动机构还包括x向和y向二维平移台，二维平移台由直流电动丝杆驱动。各安装板之间由线性滑轨副相连。线性滑轨副为滚珠滑轨，其具有灵敏度高、运动平稳、低速不爬行、摩擦阻力小等优点。电动丝杠同样是滚珠丝杠，其传动效率高、使用寿命长。
29.光阑作为二维平移台的负载，按照控制指令在一定范围内运动，光阑控制目标张角大小。光阑和二维平移台的控制均由伺服电机控制。
30.光阑通过电机带动齿轮传动方式，减速比81∶25，光阑设计速度为3mm/s，光阑口径由0.8mm-22mm(对应旋转角度为90
°
)均匀变化，转换到电机端转速为41.3
°
/s，即约7转/分。设计光阑口径调节步长为0.07mm，对应电机的旋转角度为0.96
°
，选择1000线编码器，四倍频后电机控制角度可达0.09
°
，满足使用要求。
31.二维平移台实现负载的运动轨迹速度最大可达10
°
/s，转换到平移方向为70mm/s，结构上选用2mm丝杠加减速机(减速比5.4∶1)实现，由此可推算出需要电机达到11340转/分的速度，负载扭矩为1mnm。设计平移调节步长为0.07mm，对应电机的旋转角度为68.04
°
，选择1000线编码器，四倍频后电机控制角度可达0.09
°
，完全满足使用要求。
32.虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。