库德光路逆向装调方法

技术领域

本发明涉及光机系统装调技术领域，尤其涉及一种库德光路逆向装调方法。

背景技术

随着光电跟瞄系统的分辨率、作用距离等性能指标的不断提升，在光机系统内安装激光器、光学成像镜组、探测器等光学终端也更加复杂。受设备体积和重量限制，通常将光学终端安装在固定的基座内，然后利用库德光路来传导光束，控制光束传输路径，实现光轴指向的精确控制。

库德光路是一种全反射的导光光路，由多块安装在两轴转台内的平面反射镜组成。通过两轴转台带动反射镜旋转，可使光学终端发射出的光束经过库德光路内多块反射镜传输后，向指定方向发射。库德光路的装调精度是影响光电跟瞄系统光轴指向精度的决定性因素。

申请公布号为CN114415389A的中国专利公开了一种含有多个反射镜的光机系统装调方法，该专利通过两台经纬仪分别标定方位轴和俯仰轴，然后利用大口径平面反射镜平移基准以及经纬仪互瞄的方式将方位轴和俯仰轴基准传递到不同位置，最后通过不同位置的多台经纬仪互瞄的方式，完成各反射镜的装调。

发明内容

本发明为解决现有的装调方法需通过多次复杂的基准传递来实现不同位置的反射镜的装调，具有装调精度低、操作复杂等问题，提供一种库德光路逆向装调方法，利用单台经纬仪即可实现不同位置的反射镜的装调，具有装调精度高、操作简便和适用范围广等优点。

本发明提供的库德光路逆向装调方法，该装调方法中使用的工具包括两轴转台和经纬仪，两轴转台包括基座、方位框架和俯仰框架，俯仰框架和基座布置在方位框架的两侧，俯仰框架通过俯仰转轴安装在方位框架上，方位框架通过方位转轴安装在基座上，俯仰转轴与方位转轴垂直，库德光路逆向装调方法具体包括如下步骤：

S1、将出射光轴基准镜安装在俯仰框架的出射基准安装面上，将俯仰轴基准镜安装在俯仰框架上，且使俯仰轴穿过俯仰轴基准镜的镜面，并通过经纬仪和俯仰轴基准镜标定俯仰轴。

S2、保持经纬仪的位置不动，拆去俯仰轴基准镜，将第一反射镜安装在俯仰框架上，使俯仰轴穿过第一反射镜的中心，调整第一反射镜的倾斜角度，使经纬仪的自准直像位于分划板的中心。

S3、将方位轴基准镜安装在方位框架上，且使方位轴穿过方位轴基准镜的镜面，通过方位轴基准镜和经纬仪标定方位轴。

S4、保持经纬仪的位置不动，拆去方位轴基准镜，将第三反射镜与第四反射镜固定在方位框架上，并将第二反射镜安装在方位框架上，调整第二反射镜的倾斜角度，使经纬仪的自准直像位于分划板的中心。

S5、将光学终端安装到基座的入射基准安装面上，光学终端上安装有入射光轴基准镜，且光学终端与入射光轴基准镜同轴，将经纬仪对准入射光轴基准镜，使经纬仪的自准直像位于分划板的中心。

S6、保持经纬仪的位置不动，拆去光学终端，将第五反射镜安装在基座上，第五反射镜位于方位轴上，调整第五反射镜的倾斜角度，使经纬仪的自准直像位于分划板的中心。

S7、将光学终端重新安装在入射基准安装面上。

优选地，第一反射镜、第二反射镜、俯仰轴基准镜、方位轴基准镜和第五反射镜均通过角度调整工装对应安装在基座、方位框架和俯仰框架上。

优选地，出射光轴基准镜、第三反射镜、第四反射镜和光学终端均通过机械定位基准对应安装于基座、方位框架和俯仰框架上。

优选地，在步骤S1中，俯仰轴的标定方法为：将经纬仪对准俯仰轴基准镜放置，并使经纬仪的自准直像位于分划板的中心周边区域，通过调整角度调整工装改变俯仰轴基准镜的倾斜角度，并旋转俯仰框架，直至经纬仪的自准直像在俯仰框架的旋转过程中保持不动，调整经纬仪，使经纬仪的自准直像位于分划板的中心。

优选地，在步骤S3中，方位轴的标定方法为：将经纬仪对准方位轴基准镜放置，并使经纬仪的自准直像位于分划板的中心周边区域，通过调整角度调整工装改变方位轴基准镜的倾斜角度，并旋转方位框架，直至经纬仪的自准直像在方位框架的旋转过程中保持不动，调整经纬仪，使经纬仪的自准直像位于分划板的中心。

优选地，光学终端为激光发射系统、光学成像镜组或探测器。

与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

(1)本发明提出的库德光路逆向装调方法在装调过程中仅需要调整三块反射镜，并且在反射镜的装调过程中不需要对方位轴和俯仰轴进行动态调整，操作简便，装调效率高。

(2)本发明提出的库德光路逆向装调方法在装调过程中仅需要使用一台经纬仪依次标定俯仰轴、方位轴和光学终端的入射光轴，并且反射镜直接以经纬仪的自准直像为基准进行逆向依次装调，不需要进行基准传递，减少了误差来源，装调精度高。

(3)本发明所提出的装调方法在完成库德光路反射镜装调的同时可完成光机系统的出射光轴和光学终端的入射光轴的全系统光轴标定，并且经纬仪的自准直光路与光机系统实际的光束路径完全相同，保证了光机系统装调状态和实际使用工况一致，不存在额外的误差，提高了光机系统的装调精度。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的库德光路的结构示意图；

图2是根据本发明实施例提供的库德光路逆向装调方法的流程示意图；

图3-图8根据本发明实施例提供的库德光路逆向装调方法中各装调阶段的装调方式示意图。

附图标记：第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3、第四反射镜4、第五反射镜5、光学终端6、两轴转台7、基座7-1、方位框架7-2、俯仰框架7-3、方位轴7-2-1、俯仰轴7-3-1、出射光轴基准镜8、俯仰轴基准镜9、经纬仪10、方位轴基准镜11和入射光轴基准镜12。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明提供的库德光路逆向装调方法，用于通过两轴转台和经纬仪实现对光学终端出射的光束的装调，两轴转台包括基座、方位框架和俯仰框架，俯仰框架和基座布置在方位框架的两侧，俯仰框架通过俯仰轴安装在方位框架上，方位框架通过方位转轴安装在基座上，俯仰转轴与方位转轴垂直。

请参阅图1所示的库德光路的结构，库德光路由自光学终端6依次入射于第五反射镜5、第四反射镜4、第三反射镜3、第二反射镜2和第一反射镜1的光路构成。

库德光路包括五块平面反射镜和光学终端6，五块平面反射镜从光束出口到入口依次包括第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3、第四反射镜4、第五反射镜5和光学终端6，其中，第二反射镜2、第三反射镜3和第四反射镜4安装在方位框架7-2上，随方位框架7-2绕方位转轴相对于基座7-1旋转。第一反射镜1安装在俯仰框架7-3上，随俯仰框架7-3绕俯仰转轴相对于方位框架7-2旋转，同时俯仰框架7-3随着方位框架7-2绕方位转轴整体旋转。通过旋转方位框架7-2和俯仰框架7-3，带动第一反射镜1、第二反射镜2、第三反射镜3和第四反射镜4旋转，光学终端6发射出的光束经过库德光路内五块反射镜折转后可向指定方向射出，实现了光束指向的精确控制。

图2示出了根据本发明实施例提供的库德光路逆向装调方法的流程。

如图2所示，为了便于理解库德光路逆向装调方法的装调过程，下面结合图3-图8示出的本发明实施例提供的库德光路逆向装调方法中各装调阶段的装调方式对库德光路逆向装调方法进行说明，本发明实施例提出的库德光路逆向装调方法具体包括如下步骤：

S1、将出射光轴基准镜8安装在俯仰框架7-3的出射基准安装面上，将俯仰轴基准镜9安装在俯仰框架7-3上，且使俯仰轴7-3-1穿过俯仰轴基准镜9的镜面，并通过经纬仪10和俯仰轴基准镜9标定俯仰轴7-3-1。

在步骤S1中，俯仰轴7-3-1的标定方法为：将经纬仪10对准俯仰轴基准镜9放置，并使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心周边区域，通过调整角度调整工装改变俯仰轴基准镜9的倾斜角度，并旋转俯仰框架7-3，直至经纬仪10的自准直像在俯仰框架7-3的旋转过程中保持不动，调整经纬仪10，使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心。

出射基准安装面与出射光束垂直。

S2、保持经纬仪10的位置不动，拆去俯仰轴基准镜9，将第一反射镜1安装在俯仰框架7-3上，使俯仰轴7-3-1穿过第一反射镜1的中心，调整第一反射镜1的倾斜角度，使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心。

S3、将方位轴基准镜11安装在方位框架7-2上，且使方位轴7-2-1穿过方位轴基准镜11的镜面，通过方位轴基准镜11和经纬仪10标定方位轴7-2-1。

在步骤S3中，方位轴7-2-1的标定方法为：将经纬仪10对准方位轴基准镜11放置，并使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心周边区域，通过调整角度调整工装改变方位轴基准镜11的倾斜角度，并旋转方位框架7-2，直至经纬仪10的自准直像在方位框架7-2的旋转过程中保持不动，调整经纬仪10，使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心。

S4、保持经纬仪10的位置不动，拆去方位轴基准镜11，将第三反射镜3与第四反射镜4固定在方位框架7-2上，并将第二反射镜2安装在方位框架7-2上，调整第二反射镜2的倾斜角度，使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心。

S5、将光学终端6安装到基座7-1的入射基准安装面上，光学终端6上安装有入射光轴基准镜12，且光学终端6与入射光轴基准镜12同轴，将经纬仪10对准入射光轴基准镜12，使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心。

S6、保持经纬仪10的位置不动，拆去光学终端6，将第五反射镜5安装在基座7-1上，第五反射镜5位于方位轴7-2-1上，调整第五反射镜5的倾斜角度，使经纬仪10的自准直像位于分划板的中心。

S7、将光学终端6重新安装在入射基准安装面上。

光学终端6为激光发射系统、光学成像镜组或探测器。

由于步骤S5和步骤S7中，光学终端6均通过机械定位基准安装于入射基准安装面，且此时的经纬仪10的自准直像应位于分划板中心，即光学终端6的光轴与库德光路的入射光轴重合。

其中，机械定位基准可根据光机系统的光轴指向要求和各基准镜的安装接口要求进行设计。

第一反射镜1、第二反射镜2、俯仰轴基准镜9、方位轴基准镜11和第五反射镜5均通过角度调整工装对应安装在基座7-1、方位框架7-2和俯仰框架7-3上。

出射光轴基准镜8、第三反射镜3、第四反射镜4和光学终端6均通过机械定位基准对应安装于基座7-1、方位框架7-2和俯仰框架7-3上。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。