一種空間光學雙相機連續成像的勻速擺掃運動的裝置制造方法及圖紙

一種空間光學雙相機連續成像的勻速擺掃運動的裝置，屬于空間光學成像技術領域中涉及的一種裝置，要解決的技術問題是：提供一種空間光學雙相機連續成像的勻速擺掃運動的裝置。解決的技術方案包括擺掃驅動電機、蝸桿、蝸輪、換向彈簧、換向凸輪、換向電機、換向平臺、五個轉動軸、四個擺掃凸輪、兩個擺掃彈簧、兩個推桿、兩臺相機等。通過擺掃驅動電機驅動蝸輪、蝸桿轉動，帶動擺掃凸輪轉動，擺掃凸輪轉動通過推桿推動兩臺相機做等速反向的擺掃運動。該裝置通過一臺電機驅動兩套擺掃凸輪實現了兩臺相機速度相等、方向相反的勻速、對稱擺掃成像，既避免了電機正反轉切換帶來的干擾力矩影響，大大減少了對衛星平臺的力矩干擾。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于空間光學成像
中涉及的一種可實現雙相機連續成像的勻速擺掃運動的裝置。
技術介紹
光學相機從成像方式上可以分為擺掃成像和凝視成像兩種，擺掃成像的相機采用時間積分延遲光電荷耦合器件(TDI CCD)延時積分的方式，將多次線陣曝光的圖像疊加獲得最終圖像，擺掃成像機構是TDI CCD相機獲取連續圖像的前提，并可根據成像需要提供特殊的運動。當前，空間光學相機都是通過衛星與地球的相對運動實現相機沿軌方向的成像積分，相機的成像范圍由光學系統的視場大小決定。在保持光學系統參數不變的情況下，為了增加成像范圍，則必須增加擺掃機構實現相機光軸的運動。目前空間中采用的擺掃機構只能實現一種既定的轉動要求，并且需要通過電機的正、反轉實現轉動方向的轉換，同時由于機構的轉動會給衛星平臺帶來較大的干擾力矩。通過查新檢索，沒有發現與本申請相同或者類似的裝置。
技術實現思路
本專利技術的目的在于通過擺掃運動機構推動雙相機整體擺掃運動，增加視場范圍，擴大成像區域，以獲得更多的視場信息，特設計一種連續成像的勻速擺掃運動的裝置。本專利技術要解決的技術問題是提供一種空間光學雙相機連續成像的勻速擺掃運動的裝置。解決技術問題的技術方案如圖I所示，包括擺掃驅動電機I、第一轉動軸2、第一軸承座3、蝸桿4、蝸輪5、第第二軸承座6、第二轉動軸7、第三軸承座8、第一擺掃凸輪9、第二擺掃凸輪10、第四軸承座11、換向平臺第一導向柱12、換向平臺第一導向座13、換向彈簧14、第一擺掃彈簧15、第一推桿導向座16、第五軸承座17、第一推桿18、第一相機19、第六軸承座20、第三轉動軸21、第二推桿導向座22、第二推桿23、第七軸承座24、第二相機25、第八軸承座26、第四轉動軸27、第二擺掃彈簧28、換向平臺第二導向柱29、換向平臺第二導向座30、第九軸承座31、換向凸輪32、第十軸承座33、第五轉動軸34、換向電機35、第i^一軸承座36、第三擺掃凸輪37、第四擺掃凸輪38、第十二軸承座39、換向平臺40、擺掃機構安裝架41。換向平臺40通過換向平臺第一導向柱13和換向平臺第二導向柱29分別穿過固定在擺掃機構安裝架41上的換向平臺第一導向座13和換向平臺第二導向座30與擺掃機構安裝架41連接；位于換向平臺40的第一導向柱12的一側的換向彈簧14的一端與換向平臺40連接，另一端與擺掃機構安裝架41連接，并且換向彈簧14始終處于壓縮狀態；換向電機35安裝在換向平臺40的第二導向柱29和第二導向座30同一側的擺掃機構安裝架41上，第九軸承座31和第十軸承座33安裝在換向電機35的左側，換向電機35的主軸與第五 轉動軸34同軸連接，第五轉動軸34從右至左依次穿過第十軸承座33、換向凸輪32以及第九軸承座31的軸孔，并使換向凸輪32的邊緣與換向平臺40的邊緣接觸；擺掃驅動電機I和第一軸承座3、第二軸承座6三者同軸安裝在換向平臺40的上下中間水平位置上，第一轉動軸2與擺掃驅動電機I的主軸同軸連接，蝸桿4位于第一轉動軸2的中部位置，并與第一轉動軸2同軸連接，第一轉動軸2的兩端分別穿過第一軸承座3和第二軸承座6的軸孔；第三軸承座8、第四軸承座11、第i^一軸承座36和第十二軸承座39四者豎直方向同軸安裝在換向平臺40的偏左部位，第二轉動軸7穿過上述第三、第四、第十一、第十二軸承座四者的軸孔，第二轉動軸7與第一轉動軸2相互垂直，第二轉動軸7穿過蝸輪5的軸心，蝸輪5與蝸桿4之間齒嚙合；在第三軸承座8和第四軸承座11之間的第二轉動軸7上裝有兩個靠在一起的第一擺掃凸輪9和第二擺掃凸輪10，在第^^一軸承座36和第十二軸承座39之間的第二轉動軸7上裝有兩個靠在一起的第三擺掃凸輪37和第四擺掃凸輪38 ;在擺掃機構安裝架41的偏左部位的豎直方向上裝有第五軸承座17、第六軸承座20、第七軸承座24及第八軸承座26，所述的第五、第六、第七和第八軸承座的軸心孔在同一條直線上；第三轉動軸21上裝有第一相機19，第一相機19的光軸與第三轉動軸21垂直，第一相機19位于第五、第六兩個軸承座之間，第三轉動軸21的兩端分別通過第五軸承座17和第六軸承座20的軸心孔；在第四轉動軸27上裝有第二相機25，第二相機25的光軸與第四轉動軸27垂直， 第二相機25位于第七和第八兩個軸承座之間，第四轉動軸27的兩端分別通過第七軸承座24和第八軸承座26的軸心孔；第三轉動軸21和第四轉動軸27位于同一豎直軸線上，該豎直軸線與第二轉動軸7平行，第一擺掃彈簧15的左端與第三轉動軸21的上端連接，右端與第二轉動軸7的上端連接，第一擺掃彈簧15處于拉伸狀態；第二擺掃彈簧28的左端與第四轉動軸27的下端連接，右端與第二轉動軸7的下端連接，第二擺掃彈簧28處于拉伸狀態；第一推桿18與第一推桿導向座16之間滑動接觸配合，第一推桿導向座16安裝在第一相機19及換向平臺40之間的擺掃機構安裝架41上，第一推桿18的左端與第一相機19的表面接觸配合，右端與第一擺掃凸輪9滑動接觸配合，并在第一擺掃彈簧15的作用下與第一相機19及第一擺掃凸輪9始終接觸，第二推桿23與第二推桿導向座22之間滑動接觸配合，第二推桿導向座22安裝在第二相機25及換向平臺40之間的擺掃機構安裝架41上，第二推桿23的左端與第二相機25的表面接觸配合，右端與第三擺掃凸輪37滑動接觸配合，并在第二擺掃彈簧28的作用下與第二相機25及第三擺掃凸輪37始終接觸。工作原理為擺掃驅動電機I通過第一轉動軸2帶動蝸桿4轉動，蝸桿4與蝸輪5齒嚙合，當蝸桿4轉動時蝸輪5通過第二轉動軸7帶動第一擺掃凸輪9、第二擺掃凸輪10、第三擺掃凸輪37、第四擺掃凸輪38轉動，第一擺掃凸輪9旋轉推動第一相機19繞第三轉動軸21旋轉，轉動速度由第一擺掃凸輪9的輪廓線決定，第三擺掃凸輪37旋轉推動第二相機25繞第四轉動軸27旋轉，轉動速度由第三擺掃凸輪37的輪廓線決定，第一擺掃彈簧15始終拉緊第三轉動軸21及第二轉動軸7，以保證第一擺掃凸輪9緊貼第一推桿18推動第一相機19圍繞第三轉動軸21轉動，第二擺掃彈簧28始終拉緊第四轉動軸27及第二轉動軸7，以保證第三擺掃凸輪37緊貼第二推桿23推動第二相機25圍繞第四轉動軸27轉動，當第一擺掃凸輪9與第二擺掃凸輪10、第三擺掃凸輪37與第四擺掃凸輪38外徑輪廓線在水平方向重合時，換向電機35通過第五轉動軸34帶動換向凸輪32轉動，推動換向平臺40及其平臺上的機構在換向平臺第一導向柱12及換向平臺第二導向柱29上平移一定距離，完成擺掃凸輪的切換，即由第一擺掃凸輪9和第三擺掃凸輪37驅動相機轉動到由第二擺掃凸輪10和第四擺掃凸輪38驅動相機轉動，第一擺掃彈簧15和第二擺掃彈簧28始終處于拉伸狀態，確保擺掃凸輪與推桿之間始終保持接觸。換向彈簧14始終保持壓縮狀態，以確保換向凸輪32與換向平臺40側表面始終接觸。第一擺掃凸輪9、第二擺掃凸輪10、第三擺掃凸輪37、第四擺掃凸輪38的輪廓線為根據需求進行特殊設計，即凸輪曲線可實現相機繞轉動軸勻速轉動，并在一個旋轉周期內完成相機的一次往返擺掃，在第一擺掃凸輪9、第二擺掃凸輪10的輪廓線在一段區域內曲線完全重合，第三擺掃凸輪37、第四擺掃凸輪38的輪廓線在一段區域內曲線完全重合。 本專利技術的積極效果該空間光學雙本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種空間光學雙相機連續成像的勻速擺掃運動的裝置，其特征在于包括擺掃驅動電機（1）、第一轉動軸（2）、第一軸承座（3）、蝸桿（4）、蝸輪（5）、第二軸承座（6）、第二轉動軸（7）、第三軸承座（8）、第一擺掃凸輪（9）、第二擺掃凸輪(10)、第四軸承座(11)、換向平臺第一導向柱（12）、換向平臺第一導向座（13）、換向彈簧（14）、第一擺掃彈簧（15）、第一推桿導向座（16）、第五軸承座（17）、第一推桿（18）、第一相機（19）、第六軸承座（20）、第三轉動軸（21）、第二推桿導向座（22）、第二推桿（23）、第七軸承座（24）、第二相機（25）、第八軸承座（26）、第四轉動軸（27）、第二擺掃彈簧（28）、換向平臺第二導向柱（29）、換向平臺第二導向座（30）、第九軸承座（31）、換向凸輪（32）、第十軸承座（33）、第五轉動軸（34）、換向電機（35）、第十一軸承座（36）、第三擺掃凸輪（37）、第四擺掃凸輪（38）、第十二軸承座（39）、換向平臺（40）、擺掃機構安裝架（41）；換向平臺（40）通過換向平臺第一導向柱（13）和換向平臺第二導向柱（29）分別穿過固定在擺掃機構安裝架（41）上的換向平臺第一導向座（13）和換向平臺第二導向座（30）與擺掃機構安裝架（41）連接；位于換向平臺（40）的第一導向柱（12）的一側的換向彈簧（14）的一端與換向平臺（40？）連接，另一端與擺掃機構安裝架（41）連接，并且換向彈簧（14）始終處于壓縮狀態；換向電機（35）安裝在換向平臺（40）的第二導向柱（29）和第二導向座（30）同一側的擺掃機構安裝架（41）上，第九軸承座（31）和第十軸承座（33）安裝在換向電機（35）的左側，換向電機（35）的主軸與第五轉動軸（34）同軸連接，第五轉動軸（34）從右至左依次穿過第十軸承座（33）、換向凸輪（32）以及第九軸承座（31）的軸孔，并使換向凸輪（32）的邊緣與換向平臺（40）的邊緣接觸； 擺掃驅動電機（1）和第一軸承座（3）、第二軸承座（6）三者同軸安裝在換向平臺（40）的上下中間水平位置上，第一轉動軸（2）與擺掃驅動電機（1）的主軸同軸連接，蝸桿（4）位于第一轉動軸（2）的中部位置，并與第一轉動軸（2）同軸連接，第一轉動軸（2）的兩端分別穿過第一軸承座（3）和第二軸承座（6）的軸孔；第三軸承座（8）、第四軸承座（11）、第十一軸承座（36）和第十二軸承座（39）四者豎直方向同軸安裝在換向平臺（40）的偏左部位，第二轉動軸（7）穿過上述第三、第四、第十一、第十二軸承座四者的軸孔，第二轉動軸（7）與第一轉動軸（2）相互垂直，第二轉動軸（7）穿過蝸輪（5）的軸心，蝸輪（5）與蝸桿（4）之間齒嚙合；在第三軸承座（8）和第四軸承座（11）之間的第二轉動軸（7）上裝有兩個靠在一起的第一擺掃凸輪（9）和第二擺掃凸輪（10），在第十一軸承座（36）和第十二軸承座（39）之間的第二轉動軸（7）上裝有兩個靠在一起的第三擺掃凸輪（37）和第四擺掃凸輪（38）；在擺掃機構安裝架（41）的偏左部位的豎直方向上裝有第五軸承座（17）、第六軸承座（20）、第七軸承座（24）及第八軸承座（26），所述的第五、第六、第七和第八軸承座的軸心孔在同一條直線上；第三轉動軸（21）上裝有第一相機（19），第一相機（19）的光軸與第三轉動軸（21）垂直，第一相機（19）位于第五、第六兩個軸承座之間，第三轉動軸（21）的兩端分別通過第五軸承座（17）和第六軸承座（20）的軸心孔；在第四轉動軸（27）上裝有第二相機（25），第二相機（25）的光軸與第四轉動軸（27）垂直，第二相機（25）位于第七和第八兩個軸承座之間，第四轉動軸（27）的兩端分別通過第七軸承座（24）和第八軸承座（26）的軸心孔；第三轉動軸（21）和第四轉動軸（27）位于同一豎直軸線上，該豎直軸線與第二轉動軸（7）平行，第一擺掃彈簧（15）的左端與第三轉動軸（21）的上 端連接，右端與第二轉動軸（7）的上端連接，第一擺掃彈簧（15）處于拉伸狀態；第二擺掃彈簧（28）的左端與第四轉動軸（27）的下端連接，右端與第二轉動軸（7）的下端連接，第二擺掃彈簧（28）處于拉伸狀態；第一推桿（18）與第一推桿導向座（16）之間滑動接觸配合，第一推桿導向座（16）安裝在第一相機（19）及換向平臺（40）之間的擺掃機構安裝架（41）上，第一推桿（18）的左端與第一相機（19）的表面接觸配合，右端與第一擺掃凸輪（9）滑動接觸配合，并在第一擺掃彈簧（15）的作用下與第一相機（19）...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：安源，金光，曲宏松，黃尚兵，
申請(專利權)人：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，
類型：發明
國別省市：