视轴惯性稳定参考基准装置制造方法及图纸

视轴惯性稳定参考基准装置，包括：基座；活动连接件，一端与基座连接；稳定平台单元，与活动连接件的另一端连接，能够相对于基座活动，具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件；调节单元，安装在基座上，用于调节稳定平台相对于基座的实时位置；控制单元，输入端和惯性传感组件连接，输出端和调节单元连接，接收从惯性传感组件发送来的惯性传感信号并经过处理运算后输出控制信号至调节单元供该调节单元进行调节；参考光源，固定安装在稳定平台上，惯性传感组件能够测量稳定平台至少两个空间自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量，对应的，惯性传感信号为包括稳定平台至少两个空间自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量。

View axis inertial stability reference reference device

An inertial stability reference reference device, including a base seat, an active connector, one end connected to a base, a stable platform unit, connected to the other end of the active connector, which is capable of moving relative to the base, with a stable platform and an inertial sensor assembly fixed with the stable platform, and an adjustment unit mounted on the base. It is used to adjust the real time position of the stable platform relative to the base seat; the control unit, the input end and the inertial sensing component are connected, the output end and the adjustment unit are connected, and the inertial sensing signals sent from the inertial sensing component are received and the output control signals are output to the adjusting unit for adjustment after processing operation; The light source is fixed on the stable platform. The inertial sensor module can measure the angular rate of at least two space degrees of freedom of the stable platform and the attitude change of the stable platform. The inertial sensing signal is the angular rate of at least two space degrees of freedom of the stable platform and the attitude change of the stable platform.

【技术实现步骤摘要】
视轴惯性稳定参考基准装置
本专利技术涉及一种可提供在惯性空间稳定的视轴参考基准装置，属于运动平台捕获、跟踪与瞄准系统视轴稳定

技术介绍
在天文观测、靶场测量、航天器轨道确定以及激光光束定向器等领域中，为了能观测运动目标或者将激光束投送到运动目标上，需要通过捕获、跟踪与瞄准系统(简称跟瞄系统)驱动望远镜的视轴跟随目标视线一起运动，并将望远镜的视轴与目标视线之间的角偏差控制在允许的范围内，往往要求达到微弧度甚至亚微弧度级的跟瞄精度。随着跟瞄系统在诸多领域的广泛应用，固定于地面静基座的跟瞄系统已不能满足使用要求，一方面跟瞄系统的机动性要求，需要跟瞄系统能随时变更工作地点或在运动的状态下工作；另一方面为避开大气湍流对目标观测或光束传输的影响，或者在空间进行激光通信需要跟瞄系统在高空或外太空工作。相对于固定于地面静基座跟瞄系统，安装于车辆、舰船、飞机或卫星等运动平台上面临的核心问题是平台的运动和振动会引起跟瞄系统视轴抖动，影响成像质量和光束质量，使跟瞄精度大大降低，严重时甚至使系统无法正常工作。无论是目标的运动还是运动平台基座的抖动，在视轴坐标系中均可等效为目标的运动。通过提高跟瞄系统粗、精跟踪复合轴伺服带宽可以从一定程度上提高扰动抑制能力，但实际工程中受探测器帧频、图像处理速度以及快反镜伺服带宽等硬件条件制约，难以实现足够高的伺服带宽以满足在较恶劣的振动环境下跟瞄精度的要求，这是因为与目标物体的平稳和低频率运动特性相比，运动平台的角振动幅度较小，但频带范围较宽。
技术实现思路
专利技术人经过创造性思考和理论演算以及模型仿真计算发现，使用惯性传感器实现惯性空间稳定的视轴参考基准，将跟瞄系统仪器视轴稳定在惯性空间，实现对运动载体振动干扰的隔离后，可大大降低对探测器等硬件条件的要求，该基准装置是实现跟瞄系统在运动平台上较高跟瞄精度的核心。为此本专利技术提供一种视轴惯性稳定参考基准装置。本专利技术提供了一种视轴惯性稳定参考基准装置，用于安装在运动载体的光电跟踪瞄准系统的光学负载上，在对目标物体进行瞄准时提供在惯性空间稳定的参考光并隔离所述运动载体振动干扰的影响，作为所述光电跟踪瞄准系统仪器的视轴对准基准，通过所述光电跟踪瞄准系统内的光路自动准直校正回路使仪器视轴与所述参考光重合从而所述实现仪器视轴与所述运动载体振动的隔离从而使得所述视轴稳定，所述视轴惯性稳定参考基准装置能够接收所述光电跟踪瞄准系统的精跟踪相机探测到的目标脱靶量并实时驱动所述参考光与目标视线平行从而使所述视轴指向所述目标物体，实现对动态的所述目标物体的跟踪瞄准，其特征在于，所述视轴惯性稳定参考基准装置包括：基座，用于安装在所述运动物体上；活动连接件，一端与所述基座连接；稳定平台单元，与所述活动连接件的另一端连接，能够相对于所述基座绕两正交轴向偏转，具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件；调节单元，安装在所述基座上，用于调节所述稳定平台相对于所述基座的姿态角；控制单元，输入端和所述惯性传感组件连接，输出端和所述调节单元连接，用于接收从所述惯性传感组件发送来的惯性传感信号，并经过处理运算后输出控制信号至所述调节单元供该调节单元进行调节；以及所述参考光源，固定安装在所述稳定平台上，用于随着所述稳定平台的活动而改变参考光束的指向，其中，所述惯性传感组件能够能够测量所述稳定平台至少两个正交轴向自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量，对应的，所述惯性传感信号为包括所述稳定平台至少两个正交轴向自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：其中，活动连接件为柔性铰链、万向节或球面副机构，其一端和基座固定连接，另一端和稳定平台固定连接。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：其中，所述惯性传感组件为两个单轴陀螺仪，这两个单轴陀螺仪的敏感轴是相互正交的；或所述惯性传感组件为一个双轴陀螺仪，该双轴陀螺仪的两个敏感轴是相互正交的。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：其中，单轴陀螺仪、双轴陀螺仪均为光纤陀螺仪。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：稳定平台为转动惯量尽可能小并具有足够刚度和强度的立方体，其中正交的X、Y面用于安装所述惯性传感组件的两个敏感轴部分，另外一个Z面用于安装所述参考光源。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：其中，调节单元包括a个设置在基座上的致动器，该致动器用于驱动稳定平台进行偏摆；以及a个设置在所述基座上的致动器，该致动器用于驱动所述稳定平台进行偏摆；以及b个设置在所述基座上用于测量对应的所述致动器的位移变化量的位移传感器，a和b为大于或等于3的整数，优选的为a和b为4。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：其中，致动器为音圈电机或压电陶瓷，分布在基座的四个方向上，a个致动器接收到控制单元发出的控制信号后相互配合产生相应的伸缩位移来驱动稳定平台1在两正交自由度上进行偏转运动。本专利技术提供的视轴惯性稳定参考基准装置中，还可以具有这样的特征：其中，活动连接件的一端固定连接在基座的几何中心处，另一端牢固定连接在稳定平台的底面的几何中心处，惯性传感组件、参考光源以及稳定平台的整体的质心位于稳定平台1绕活动连接件的旋转中心。专利技术的作用与效果根据本专利技术所涉及的视轴惯性稳定参考基准装置，因为活动连接件能够将基座和稳定平台单元活动的连接起来；稳定平台单元具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件，能够测量稳定平台至少两个正交自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量并能够相对于基座活动；调节单元安装在基座上，能够调节稳定平台相对于基座的实时位置；控制单元能够接收从惯性传感组件发送来的惯性传感信号，并经过处理运算后输出控制信号至调节单元供该调节单元进行调节，所以本专利技术的技术方案可以通过惯性传感组件测量出运动平台振动引起的参考光源和稳定平台在惯性空间两自由度的角速率和姿态变化，通过控制单元中的伺服控制电路的速度环闭环回路，以相应的控制策略产生调节单元的执行命令，驱动稳定平台绕活动连接件产生精确的偏摆转角，补偿运动平台振动引起稳定平台的抖动，使参考光源始终指向惯性轴，从而实现参考光源与运动平台振动的隔离。进一步，本专利技术提出的跟踪瞄准设备具有内光路自动准直校正回路，通过实时校正使仪器视轴与参考光重合，最终实现目标跟踪不受运动平台振动环境的影响。从而实现仪器视轴与运动载体振动的隔离，达到很高的视轴稳定精度。更进一步，本专利技术提出的跟踪瞄准设备根据精跟踪相机发来的目标脱靶量信息，通过伺服控制电路的闭环回路，控制平台偏摆抵消脱靶量误差，使参考光指向与目标视线相互重合，最终实现目标跟踪不受运动平台振动环境的影响。更进一步，由此可实现跟瞄系统从地基静基座应用扩展到车载、舰载、机载和星载等动基座应用，可有效抑制车辆、舰船、飞行器或卫星等运动平台的振动环境引起的跟瞄系统视轴抖动，提高了影响成像质量和光束质量，实现高精度稳定跟瞄，极大拓展了跟瞄系统的应用领域。附图说明图1是本专利技术的实施例中的视轴惯性稳定参考基准装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视轴惯性稳定参考基准装置，用于安装在运动载体的光电跟踪瞄准系统的光学负载上，在对目标物体进行瞄准时提供在惯性空间稳定的参考光并隔离所述运动载体振动干扰的影响，作为所述光电跟踪瞄准系统仪器的视轴对准基准，通过所述光电跟踪瞄准系统内的光路自动准直校正回路使仪器视轴与所述参考光重合从而所述实现仪器视轴与所述运动载体振动的隔离从而使得所述视轴稳定，所述视轴惯性稳定参考基准装置能够接收所述光电跟踪瞄准系统的精跟踪相机探测到的目标脱靶量并实时驱动所述参考光与目标视线平行从而使所述视轴指向所述目标物体，实现对动态的所述目标物体的跟踪瞄准，其特征在于，所述视轴惯性稳定参考基准装置包括：基座，用于安装在所述运动物体上；活动连接件，一端与所述基座连接；稳定平台单元，与所述活动连接件的另一端连接，能够相对于所述基座绕两正交轴向偏转，具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件；调节单元，安装在所述基座上，用于调节所述稳定平台相对于所述基座的姿态角；控制单元，输入端和所述惯性传感组件连接，输出端和所述调节单元连接，用于接收从所述惯性传感组件发送来的惯性传感信号，并经过处理运算后输出控制信号至所述调节单元供该调节单元进行调节；以及所述参考光源，固定安装在所述稳定平台上，用于随着所述稳定平台的活动而改变所述参考光的指向，其中，所述惯性传感组件能够能够测量所述稳定平台至少两个正交轴向自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量，对应的，所述惯性传感信号为包括所述稳定平台至少两个正交轴向自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量。...

【技术特征摘要】
1.一种视轴惯性稳定参考基准装置，用于安装在运动载体的光电跟踪瞄准系统的光学负载上，在对目标物体进行瞄准时提供在惯性空间稳定的参考光并隔离所述运动载体振动干扰的影响，作为所述光电跟踪瞄准系统仪器的视轴对准基准，通过所述光电跟踪瞄准系统内的光路自动准直校正回路使仪器视轴与所述参考光重合从而所述实现仪器视轴与所述运动载体振动的隔离从而使得所述视轴稳定，所述视轴惯性稳定参考基准装置能够接收所述光电跟踪瞄准系统的精跟踪相机探测到的目标脱靶量并实时驱动所述参考光与目标视线平行从而使所述视轴指向所述目标物体，实现对动态的所述目标物体的跟踪瞄准，其特征在于，所述视轴惯性稳定参考基准装置包括：基座，用于安装在所述运动物体上；活动连接件，一端与所述基座连接；稳定平台单元，与所述活动连接件的另一端连接，能够相对于所述基座绕两正交轴向偏转，具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件；调节单元，安装在所述基座上，用于调节所述稳定平台相对于所述基座的姿态角；控制单元，输入端和所述惯性传感组件连接，输出端和所述调节单元连接，用于接收从所述惯性传感组件发送来的惯性传感信号，并经过处理运算后输出控制信号至所述调节单元供该调节单元进行调节；以及所述参考光源，固定安装在所述稳定平台上，用于随着所述稳定平台的活动而改变所述参考光的指向，其中，所述惯性传感组件能够能够测量所述稳定平台至少两个正交轴向自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量，对应的，所述惯性传感信号为包括所述稳定平台至少两个正交轴向自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量。2.根据权利要求1所述的视轴惯性稳定参考基准装置，其特征在于：其中，所述活动连接件...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源远，武春风，李强，张贵清，姜永亮，胡黎明，庹文波，沈小龙，王婉婷，
申请(专利权)人：湖北航天技术研究院总体设计所，
类型：发明
国别省市：湖北,42