一种可用于激光对抗试验的半球弧形扫描测试架的制作方法

1.本发明涉及一种激光对抗设备可靠性鉴定的装置，适用于激光干扰成像侦察/制导设备和激光告警设备的性能测试。


背景技术：

2.激光干扰设备是一种通过向光电侦察/制导设备发射激光，阻止、削弱其截获情报信息或丧失功能的设备，对侦察制导设备的抗激光干扰试验和激光干扰设备的激光干扰效能评估一直是试验鉴定的重点内容。
3.但是现有的激光捕捉装置受到外界干扰大，特别是不同光照强度下，激光干扰成像特性亟需分析。目前的激光鉴定只能依靠户外作业进行鉴定，受到环境影响大，鉴定时间长，同时捕捉过程需要移动相机，人力成本大。现有的其他支架普遍存在跨度小、对中精度低等不足，难以模拟0～180
°
的大范围角度测试，而且现有支架一般内圈外圈夹角固定，难以实现内圈、外圈夹角可调。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可用于激光对抗试验的半球弧形扫描测试架，能够安装两种设备(一般为光源或相机)在半球区域内自由移动，并保证设备始终指向中心，本发明采用数字化控制，能够实现悬挂设备的自动化定位，缩短鉴定工程时间，减小鉴定受环境影响，降低鉴定人力成本。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可用于激光对抗试验的半球弧形扫描测试架，包括至少两个齿圈、相同数量的齿圈底座和至少相同数量的摄像头。
6.所述的齿圈为半圆形结构，不同齿圈的半径不同；每个齿圈分别安装在一个齿圈底座上，且各个齿圈底座的外径不同；各个齿圈底座同轴安装，分别在电机的驱动下绕轴旋转；每个齿圈上至少安装一个安装底座用于安装摄像头，所述的安装底座上还安装有驱动电机和齿轮，齿轮与齿圈啮合，在驱动电机作用下转动，带动安装底座在齿圈上运动，运动过程中摄像头始终指向齿圈圆心位置。
7.所述的安装底座上还安装有至少两个相互垂直的滚动轴承，一个滚动轴承与齿轮配合，限定安装底座在齿圈上的径向位置，另一个滚动轴承在齿圈的轴向限定安装底座的位置。
8.所述的各个齿圈底座分别固连不同的中空主轴，且各主轴同轴嵌套，每个主轴通过齿轮组连接电机，在电机驱动下带动齿圈底座旋转。
9.所述的各个主轴中心安装一个固定的转台主轴，转台主轴顶端位于各齿圈的原心位置，用于放置待测物体。
10.所述的齿圈所在平面与转台主轴保持设定距离，距离长度为摄像头光轴与齿圈平面的距离，确保摄像头运动轨迹的圆心与待测物体的中心重合。
11.所述的齿圈上安装有零位开关作为起始点，根据电机转角和传动比确定摄像头在
齿圈上的位置，并在驱动摄像头运行到指定位置后触发摄像头工作。
12.本发明的有益效果是：扫描设备运动跨度大，定位精度高，重复定位性强，同时能够实现内外圈夹角的调整，能够实现设备在空中任意角度的定位，还能够保证设备一直指向测试架中心。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；
14.图2是内圈运动机构的结构示意图；
15.图3是摄像头机构搭载着摄像头安装在齿圈上的结构示意图；
16.图4是底座的结构示意图；
17.图5是内外圈底座的结构示意图；
18.图6是内外圈与内外圈底座的安装示意图；
19.图7是上下层框架的安装示意图；
20.图8是固定底座的结构示意图；
21.图9是本发明的操作流程图；
22.图10是内外侧齿圈偏心安装的俯视图示意图，其中，(a)是内外侧齿圈夹角0
°
，(b)是内外侧齿圈夹角45
°
，(c)是内外侧齿圈夹角90
°
。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
24.本发明包括3部分：内圈1、外圈2和底座3。其中内圈1位于半球弧形扫描测试架内部，外圈2位于半球弧形扫描测试架外部，内圈1、外圈2均固定在底座3上，内圈1与内圈底座3-2相连，外圈2与外圈底座3-3相连，转台3-1为置物处，用于放置待测件。其中内圈1包括驱动电机1-1、小齿轮1-2、滚动轴承1-3、滚动轴承1-4、1-5、驱动电机安装底座1-6、悬挂物安装座1-7、外齿圈1-8和悬挂物1-9(摄像头)。驱动电机1-1安装在驱动电机安装底座1-6上，并与小齿轮1-2相连，小齿轮1-2与外齿圈1-8相啮合，通过电机1-1驱动带动小齿轮1-2旋转，从而实现了悬挂物弧形扫描测试架上的运动，并保证了悬挂物1-9始终指向底座3的中心处。轴承1-3安装在驱动电机安装底座1-6，与安装在固定悬挂物底板的1-7上的轴承1-4共同配合在外齿圈1-8的凸台上方，实现了内圈电机1-1的定位，保证了其在外齿圈上不易掉下，并通过轴承1-5减小了摩擦阻力。
25.底座3包括转台3-1、内圈底座3-2、外圈底座3-3，固定底座3-4、内圈底座3-2的驱动电机3-5，外圈底座3-3的驱动电机3-6及转台传动系统4。
26.在转台部分，转台3-1通过螺栓连接在转台主轴4-1上，主轴4-1通过螺栓固定在支撑架3-4上，在主轴4-1两端各有轴承4-2、4-3支撑，轴承内圈与主轴4-1配合，轴承外圈与主轴4-4配合，从而保证了主轴4-4旋转，主轴4-1不动。
27.电机3-6为内圈1的内圈底座3-2的驱动电机，电机3-6通过齿轮4-5带动齿轮4-6旋转，齿轮4-6被固定在主轴4-4上，主轴4-4通过轴承4-7、轴承4-8支撑，主轴4-4与内圈底座3-2连接在一起。当电机3-6转动时，内圈底座3-2与其一并转动，并带动内圈1转动，由于主
轴4-4与外圈底座3-3连接处有2个轴承4-9和4-10，轴承4-9与轴承4-10内圈与主轴4-4相连，轴承4-9和轴承4-10外圈与外圈底座3-3相连，从而主轴4-4转动，外圈底座3-3不动。本设计实现了内圈底座3-2与外圈底座3-3分别控制。
28.电机3-5为外圈2的外圈底座3-3的驱动电机，电机3-5通过齿轮4-11带动齿轮4-12旋转，齿轮4-12与外圈底座3-3相连，齿轮4-12的内圈装有轴承4-9和轴承4-10的外圈，从而实现了齿轮4-12的转动，但是主轴4-1和主轴4-4不动。
29.本发明搭载在内圈和外圈上的两个悬挂设备之间的角度可以根据用户的使用需求在0～90
°
内任意变换，相比于自由度为1的转盘能够获得更大的运动范围，完成更为灵活的工作任务。
30.为了提高本产品的承载能力，内圈和外圈的齿轮组均采取减速的驱动方式，减速比均为3:1。为了便于加工，统一选取齿轮模数为3，压力角为15
°
。
31.在装配时，为了保证摄像头始终对准圆形工作台的中心，需要将两个齿圈安装在工作台的偏心位置，不能和圆心重合，从而确保摄像头运动轨迹的圆心与圆形工作台的中心重合。内外侧齿圈偏心安装的俯视图示意图如图10所示。当内圈和外圈沿着工作台的圆心转动时，采用偏心安装方案可以保证摄像头始终对准工作台的中心。
32.本发明能够分别控制内圈和外圈上摄像头的停留位置，并始终保持摄像头指向中心平台。本发明能够分别控制内圈和外圈的旋转角速度。
33.本发明能够通过控制程序的设置，实现一键回零功能，即通过电机驱动内、外圈自动回到零点。
34.本发明能够预设内圈和外圈上摄像头的若干个位置，通过在内外齿圈上分别安装一个零位开关作为起始点，根据电机转角和传动比知道摄像头是否到达位置，并在驱动摄像头运行到指定位置后触发摄像头工作。
35.本发明的操作过程如图9所示，包括以下步骤：
36.a)设备上电。
37.b)清空操作台。设备回零前必须清空操作台。
38.c)设备回零。点击屏幕“回零”按钮，设备自动回到零点。回零结束弹出窗口提示“回零成功”。
39.d)待测物体固定。将待测物体安装固定在待测转台上。
40.e)运动参数设置。设置内、外圈摄像头停留位置和内、外圈旋转角速度。
41.f)模式选择。按照需求选择摄像头停留一次拍摄，或者在若干个位置拍摄。
42.g)开始动作。点击“开始”按钮，设备将按照选定模式自动运行。
43.h)停止。等待设备完全停止后，可开始后续测试。
44.i)设备断电。试验结束后需将设备断电。