КОНСТРУКЦИЯ БОРТОВОГО ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ И ТРАЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области оптико-электронного приборостроения, в частности, к комбинированным оптико-электронным системам, и может быть использована в бортовой аппаратуре поиска, обнаружения и определения дальности объектов наблюдения в пространстве.
Известен оптико-электронный модуль средней дальности [RU, №136590, кл. G01S 17/66, опубл. 10.01.2014 г.], содержащий входное окно, корпус, в котором размещены телевизионная камера с объективом и фотоприемником, лазерный дальномер с приемным объективом и фотоприемником, двухкоординатное опорно-поворотное устройство.
Признаки аналога совпадают со следующими признаками предлагаемой полезной модели:
- оптико-электронный модуль содержит входное окно, корпус, опорно-поворотное устройство, телевизионную камеру с фотоприемником, объектив, лазерный дальномер с приемным объективом и фотоприемником.
К недостаткам известного аналога можно отнести большие габариты и массу устройства, так как корпус установлен на опорно-поворотном устройстве, выполненном по схеме двухосного карданова подвеса.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является прицельный комплекс боевого беспилотного летательного аппарата [RU, №2294514, МПК F41G 3/22; F41G 7/20; B64D 7/00, опубл. 27.02.2007 г.], содержащий полусферическое входное окно, корпус, телевизионный и тепловизионные каналы, двухосный карданов подвес с датчиками момента и датчиками углов, фотоприемник, блок управления.
Признаки прототипа совпадают со следующими признаками предлагаемой полезной модели:
- прототип содержит полусферическое входное окно, корпус, телевизионную камеру, включающую объектив и фотоприемник, двухосный карданов подвес с датчиками момента и датчиками углов по внутренней и наружной осям, блок управления.
К недостаткам прототипа можно отнести значительные массогабаритные характеристики, а также небольшой угол разворота объектива телевизионной камеры.
Задачей полезной модели как технического решения является существенное уменьшении массогабаритных характеристик оптико-электронного модуля для его возможного размещения на борту подвижного объекта, а также увеличение угла разворота объектива телевизионной камеры.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в существенном уменьшении массогабаритных характеристик и увеличении угла разворота объектива телевизионной камеры.
Технический результат достигается за счет того, что в бортовом оптико-электронном модуле, содержащем полусферическое входное окно, корпус, в котором размещены карданов подвес, содержащий внутреннюю и наружную рамки, телевизионная камера, включающая объектив и фотоприемник, лазерный дальномер, включающий объектив и фотоприемный модуль, датчики углов, датчики момента, электронный блок управления, телевизионный объектив может быть выполнен в виде двух частей: первая часть телевизионного объектива может быть размещена в кардановом подвесе, вторая часть телевизионного объектива вместе с фотоприемником может быть расположена на корпусе; объектив лазерного дальномера может быть выполнен в виде двух частей: первая часть объектива лазерного дальномера может быть размещена в кардановом подвесе, вторая часть объектива лазерного дальномера может быть расположена на корпусе. Кроме этого, может быть введено первое зеркало, размещенное в кардановом подвесе в центре полусферы входного окна, который совпадает с точкой пересечения внутренней и наружной осей карданова подвеса. Может быть введено второе зеркало, закрепленное на корпусе устройства. Первая часть телевизионного объектива может быть закреплена на внутренней рамке, установленной в первой и второй полуосях, расположенных соосно с осью вращения первого зеркала, совпадающей с внутренней осью карданова подвеса. Может быть введена промежуточная ось вращения, установленная параллельно внутренней оси карданова подвеса в подшипниках наружного кольца карданова подвеса. Могут быть введены первый, второй, третий и четвертый ролики. Первый ролик установлен на первой полуоси, второй и третий ролики закреплены на промежуточной оси, четвертый ролик установлен на оси первого зеркала. Первый и второй ролики, также как третий и четвертый ролики, связаны между собой шкивами, диаметры первого, второго и третьего роликов одинаковые. Диаметр четвертого ролика в два раза больше диаметра третьего ролика. Первая часть телевизионного объектива может быть общей как для телевизионного объектива, так и для приемного объектива лазерного дальномера.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется графическими изображениями.
На фиг. 1 представлена оптическая схема устройства. На фиг. 2 представлена схема размещения узлов и деталей на кардановом подвесе.
На чертежах (фиг. 1 и фиг. 2) представлен пример конкретного выполнения предлагаемого устройства.
Бортовой оптико-электронный модуль содержит полусферическое входное окно 1, корпус 2, в котором размещен карданов подвес, содержащий наружную рамку 3 и внутреннюю рамку 4. На внутренней рамке 4 размещен фотоприемный модуль 5 лазерного дальномера (ЛД). По наружной оси Х-Х карданова подвеса размещены датчик угла 6 и датчик момента 7. По внутренней оси Y-Y карданова подвеса размещены датчик угла 6 и датчик момента 7. Телевизионная камера содержит объектив и фотоприемник. Телевизионный объектив (ТВ) состоит из двух частей. Первая (головная) часть 8 ТВ-объектива размещена в кардановом подвесе. Вторая оставшаяся часть 12 ТВ-объектива вместе с фотоприемником 9 расположена на корпусе 2 (фиг. 1). Объектив ЛД также состоит из двух частей. Первая (головная) часть 8 объектива ЛД размещена в кардановом подвесе и является общей с головной частью 8 ТВ-объектива. Первое (поворотное) зеркало 10 размещено в кардановом подвесе в центре полусферы входного окна 1 (фиг. 1), который совпадает с точкой пересечения наружной Х-Х и внутренней Y-Y осей карданова подвеса. Второе (неподвижное) зеркало 11 закреплено на корпусе 2 (фиг. 1). Первая (головная) часть 8 ТВ-объектива закреплена на внутреннем кольце карданова подвеса, установленном в первой 13 и второй 14 полуосях, расположенных соосно с осью вращения первого зеркала 10, совпадающей с внутренней осью Y-Y карданова подвеса. Промежуточная ось вращения 15 установлена параллельно внутренней оси Y-Y карданова подвеса в подшипниках наружного кольца 3. Первый ролик 16 установлен на первой полуоси 13. Второй ролик 77 и третий ролик 18 закреплены на промежуточной оси 15. Четвертый ролик 19 закреплен на оси 20 первого зеркала 10. Первый 16 и второй 17 ролики, также как третий 18 и четвертый 19 ролики, связаны между собой шкивами 21. Диаметры первого, второго и третьего роликов могут быть одинаковые. Диаметр четвертого ролика 19 в два раза больше диаметра третьего ролика 18.
Устройство работает следующим образом. Излучение от удаленного объекта проходит через входное окно 1 и попадает на головную часть 8 ТВ-объектива. Далее, отражаясь от подвижного 10 и неподвижного 11 зеркал, излучение проходит через неподвижную часть 12 ТВ-объектива и формирует изображение на фотоприемнике 9. Излучение от лазера, отражаясь от подвижного зеркала 10, проходит через головную часть объектива 8, входное окно 1 и попадает на подвижный объект. Отраженное от объекта излучение попадает на фотоприемный модуль 5 лазерного дальномера. При повороте головной части объектива 8 на заданный угол (например, на угол визирования по месту 45°) подвижное зеркало 10 поворачивается на угол в два раза меньший (т.е. на угол 22,5°) за счет роликов 16, 17, 18, 19 и шкивов 21.
Наружная рамка 3 и внутренняя рамка 4 поворачиваются с помощью датчиков моментов 7. Угловые положения рамок 3 и 4 определяются датчиками углов 6.
Таким образом может быть осуществлен бортовой оптико-электронный модуль.
Оптические системы, размещаемые в головках самонаведения (ГСН) имеют поле зрения в пределах ±5° в зависимости от точности предварительного наведения ГСН на цель. При низкой точности наведения ГСН на цель требуется прокачка поля зрения объектива в пределах до ±60°. Эту задачу может выполнить предложенное устройство.
Заявленный бортовой оптико-электронный модуль позволяет за счет уменьшения нагрузки на карданов подвес существенно уменьшить массогабаритные характеристики, а также увеличить угол разворота ТВ-объектива до ±60°.