专利名称：一种三通道偏振导航传感器平台的制作方法
技术领域：
本发明公开了一种三通道偏振导航传感器平台，属于精确制导领域中一种自主导航的测量装置。
背景技术：
由于自然偏振特性的仿生偏振光导航(以下简称偏振光导航)是一种适用于弱/ 无卫星导航信号环境下的自主导航方法。偏振光导航系统对其传感器平台的设计有较高的要求首先，该传感器平台必须具有良好的暗室效应，即在暗场条件下平台不能存在任何漏光，同时避免结构体内外由于反射、折射效应产生的杂散光的影响；其次，由于三通道偏振对立传感单元之间有相对位置要求，因此平台设计要保证较高的精度要求；第三，平台设计应便于光学器件的安装和调整，并且便于电路的调试。

发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种三通道偏振导航传感器平台。本发明实现了将偏振导航传感器的光学系统和信号处理系统集成，不仅保证了其光学系统的相对精确位置，而且使得其信号处理系统能够高效接收光学系统的信号，为偏振光导航技术的研究提供了一种可靠有效的测量装置。本发明的技术解决方案是一种三通道偏振导航传感器平台，由光学系统外壳和信号处理系统外壳组成，所述光学系统外壳包括上罩、12个镜片紧固圈、下罩、下盖；所述信号处理系统外壳包括盒盖、盒体和盖板；在光学系统外壳中，在所述上罩上具有6个用于安装6组光学元器件的圆柱形腔体；所述圆柱形腔体分为上下两个腔体，分别用于安装滤光片和偏振光片；12个镜片紧固圈分为6组分别安装于6个圆柱形腔体的上下两端；上罩下端扣于下罩上，在所述下罩的上部，用于放置信息处理系统的信息接收板；所述下盖倒扣与下罩的下端；上罩的下端与下罩以及倒扣于下罩的下盖之间形成一个不透光的密闭空间；在信号处理系统外壳中，所述盒盖分别与光学系统外壳的下盖和盒体相连；在盒体内安装有信号处理系统的电源板和信号处理板；盖板盖于盒体上。在所述上罩下部与下罩之间安装有遮光密封垫；所述遮光密封垫有6个通孔，6个通孔的位置分别与信息接收板的6个感光二极管相对应；所述遮光密封垫被上罩下部6个圆柱形腔体之间的隔板压紧形成6个独立的暗室。在所述上罩的圆柱形腔体的下部腔体的侧壁上开有螺孔作为安装于其中的偏振光片的定位孔，6个定位螺钉可通过螺孔固定安装于其中的偏振光片的位置。在所述上罩的圆柱形腔体的上下开口的内沿和镜片紧固圈的外沿处有相互适应的螺纹口。所述遮光密封垫为黑色橡胶垫。
在所述光学系统外壳外部采用表面发黑氧化处理。还包括6个防尘镜盖，6个防尘镜盖外沿具有螺纹，可安装于6个圆柱形腔体的上方，在对单通道进行测试时，可只打开对应通道上的两个圆柱形腔体的防尘镜盖。本发明与现有技术相比具有如下优点本发明可将偏振导航传感器的光学系统和信号处理系统集成，满足了 6组光学元件的高精度安装固定，解决了三通道偏振导航传感器各系统的安装问题，为地面仿生偏振光导航试验提供了一种重要的试验测量装置，具体优点从如下几方面体现。(1)分别利用有螺纹的镜片紧固圈和圆柱形腔体相配合的螺纹口以及由上罩、下罩和下盖组成的嵌入式结构构建了平台内部敏感元件的暗室工作环境，同时配合黑色橡胶材料的遮光密封垫的设计，更加有效的避免了外部环境光以及内部杂散光等对感光二极管的影响；(2)不仅采用了对偏振光片侧边靠面的装配方式，而且采用了外部定位螺钉与偏振光片上的定位孔相配合，保证了三通道偏振对立传感单元之间的精确的相对位置要求；(3)采用6个独立的外沿有螺纹的防尘镜盖，不仅对光学系统有防尘保护作用，而且在需要对单通道单独测试的时候，可只打开对应通道两个对立传感单元的防尘镜盖，其它通道由于防尘镜盖依然保持密闭状态，不会因漏光导致对测试产生影响；(4)采用镜片紧固圈拧入的方式对已放置在上罩相应位置的镜片压紧，装配简易有效，便于光学器件的安装和调整；(5)由于采用光学系统外壳和信号处理系统外壳分离的装配形式，而且在结构装配的同时，也保证了接插件的连接状态，因此可使整个系统快速构建并且便于信号处理系统中的电路调试。


图1为本发明俯视图；图2为本发明测试剖视图。
具体实施例方式本发明的三通道偏振导航传感器平台主要由光学系统外壳1和信号处理系统外壳2两个部分组成。光学系统外壳1由上罩6、6个防尘镜盖3、12个镜片紧固圈4、6个定位螺钉8、遮光密封垫9、下罩12、下盖13组成.信号处理系统外壳2由盒盖14、盒体15、盖板16组成。本发明所述的光学系统包括6组滤光片、6组偏振光片和6个感光二极管，所述的信号处理系统包括信息接收板10、接插件、信息处理板和电源板，其中感光二极管以60° 为间隔被焊接在信息接收板上。由上述元件组成的光学系统和信息处理系统属于本发明技术人员所公知。本发明针对三通道偏振对立传感单元系统共有六组光学元件的特点，设计了六组独立的暗室体。每组独立的暗室体对应一组光学元件，并使每一通道中两组偏振光片的光轴互相垂直，不同通道的偏振光片主轴间成60°和120°角。因此光学系统外壳1的上罩6 上端设计有6个独立的圆柱形腔体，可从上部放入6组滤光片，从下部放入6组偏振光片，并分别用镜片紧固圈4从上下两端拧入固定这些镜片，镜片紧固圈4周边的螺纹不仅使光学系统装配简易，而且也能避免环境光从上罩6上部折射入内腔。在装偏振光片的同时，须确保偏振光片的侧边平面能紧靠圆柱形腔体的内部靠面，再从上罩6的外侧面分别拧入6 个定位螺钉8至偏振光片侧边的定位孔，使得每个通道的两组对立位置的偏振光片的轴线保持精确的垂直角度。6组防尘镜盖3可分别从上方拧入上罩，用于对镜片的防尘和遮光。遮光密封垫9 采用黑色橡胶材料，其直径与光学系统的信息接收板相同，覆盖于信息接收板之上。在遮光密封垫9上分别留有直径略大于感光二极管的圆孔，其位置与6个感光二极管相对应。遮光密封垫9的作用首先，在上罩与下罩装配的同时，将其周边略微压实，可彻底隔绝上罩下端与信息接收板四周的漏光问题；其次，遮光密封垫9与上罩6下端的6个圆柱腔体间的隔板形成了 6个独立的扇形暗室，可保证6路偏振光的接收相互独立、互不串扰；第三，由于遮光密封垫9的材料为黑色橡胶，表面可吸收因上罩或镜片反射的杂光；第四，因遮光密封垫9被设计为只允许信息接收板上的感光二极管露出，避免了电路板的对偏振光的反射。下罩6与上罩12、下盖13 —同设计为嵌入式装配结构，使得下罩12、信息接收板与遮光密封垫一起内嵌安装在上罩6和下盖13之中，中间用长螺钉加固， 可有效构建暗室的试验环境，避免环境光通过结构装配的间隙多次折射后进入内腔，对感光二极管形成干扰。另外整个光学系统外壳采用表面发黑氧化处理，也避免了外部环境光以及内部杂光对感光二极管的多次折射干扰。信号处理系统外壳2的盒体15分别装有信号处理系统的信息处理板和电源板。盖板16装在盒盖14之上，盒盖14为下陷式结构设计。下面就结合附图1、2对本发明做进一步介绍。由图1和图2可知，本发明的三通道偏振导航传感器平台主要由光学系统外壳1和信号处理系统外壳2两个部分组成。光学系统外壳由上罩6、6个防尘镜盖3、12个镜片紧固圈4、6个定位螺钉8、遮光密封垫9、下罩12、下盖13组成。信号处理系统外壳由盒盖14、盒体15、盖板16组成。光学系统外壳1的装配过程首先将6组滤光片5分别放入光学系统外壳1的上罩6的上端的6个独立的圆柱形腔体内，并用镜片紧固圈4分别拧入固定滤光片5。再将6 组偏振光片7分别放入上罩6的下端的独立的圆柱形腔体内，在放置偏振光片7时，注意将其侧边平面靠紧圆柱形腔体的内部靠面，并使侧边的螺纹孔对准上罩6侧边的定位孔，分别用6个定位螺钉8拧入以固定偏振光片7的精确位置，再用镜片紧固圈4分别拧入固定偏振光片7。6组防尘镜盖3可分别拧入上罩6的上方，用于对镜片的防尘。然后在下罩12 的上方放置信号处理系统的信息接收板10，再覆盖上遮光密封垫9，使遮光密封垫9上的6 个圆孔与信息接收板10上的6个感光二极管11的位置相对应，再保证遮光密封垫9与信息接收板10上的安装孔相对应。将上罩6下端平稳地扣在下罩12之上，保持上罩6与下罩12的安装孔相对应，并使遮光密封垫9的周边略微压实，之后用6个M4的螺钉放入上罩 6周边的安装孔紧固上罩6与下罩12。最后将装有接插件19的下盖13倒扣在下罩12的
5下端，也分别用6个M4的螺钉在相应位置上紧固下罩12与下盖13，中间用M4的长螺钉从上罩6穿过下罩12与下盖13固连。信号处理系统外壳2的装配过程首先将电源板18和信息处理板17分别通过4 个M3的螺钉安装在盒体15的对应位置上，再将装有接插件20的盒盖14通过8个M3的螺钉装在盒体15上。最后将盖板16盖在盒盖14上，并用4个M3的平头螺钉紧固。在需要使用本发明进行地面仿生偏振光导航试验时，可将光学系统外壳1放在信号处理系统外壳2之上，在保证上端接插件19与下端接插件20能正好对接上的方向处，慢慢地放下光学系统外壳1，此时下盖13的支撑腿落在盒盖14的支撑安装面上，两者通过螺钉固连。在需要对信号处理系统的电路进行调试时，可将前述光学系统外壳1从信号处理系统外壳2上取下，单独用其下盖13的支撑腿放置在平面上，再将盖板16从盒盖14上卸下即可。本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求
1.一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于由光学系统外壳(1)和信号处理系统外壳⑵组成，所述光学系统外壳(1)包括上罩(6)、12个镜片紧固圈、下罩(12)、下盖(13)；所述信号处理系统外壳( 包括盒盖(14)、盒体(1 和盖板(16)；在光学系统外壳(1)中，在所述上罩(6)上具有6个用于安装6组光学元器件的圆柱形腔体；所述圆柱形腔体分为上下两个腔体，分别用于安装滤光片和偏振光片；12个镜片紧固圈(4)分为6组分别安装于6个圆柱形腔体的上下两端；上罩(6)下端扣于下罩(12) 上，在所述下罩(12)的上部，用于放置信息处理系统的信息接收板；所述下盖(13)倒扣与下罩(12)的下端；上罩(6)的下端与下罩(12)以及倒扣于下罩(12)的下盖(13)之间形成一个不透光的密闭空间；在信号处理系统外壳O)中，所述盒盖(14)分别与光学系统外壳(1)的下盖(13)和盒体(1 相连；在盒体(1 内安装有信号处理系统的电源板和信号处理板；盖板(16)盖于盒体(15)上。
2.根据权利要求1所述的一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于在所述上罩 (6)下部与下罩(1 之间安装有遮光密封垫(9)；所述遮光密封垫(9)有6个通孔，6个通孔的位置分别与信息接收板的6个感光二极管相对应；所述遮光密封垫(9)被上罩(6)下部6个圆柱形腔体之间的隔板压紧形成6个独立的暗室。
3.根据权利要求1所述的一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于在所述上罩 (6)的圆柱形腔体的下部腔体的侧壁上开有螺孔作为安装于其中的偏振光片的定位孔，6 个定位螺钉(8)可通过螺孔固定安装于其中的偏振光片的位置。
4.根据权利要求1所述的一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于在所述上罩 (6)的圆柱形腔体的上下开口的内沿和镜片紧固圈的外沿处有相互适应的螺纹口。
5.根据权利要求2所述的一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于所述遮光密封垫(9)为黑色橡胶垫。
6.根据权利要求1所述的一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于在所述光学系统外壳(1)外部采用表面发黑氧化处理。
7.根据权利要求1所述的一种三通道偏振导航传感器平台，其特征在于还包括6个防尘镜盖(3)，6个防尘镜盖C3)外沿具有螺纹，可安装于6个圆柱形腔体的上方，在对单通道进行测试时，可只打开对应通道上的两个圆柱形腔体的防尘镜盖(3)。
全文摘要
本发明公开了一种三通道偏振导航传感器平台，由光学系统外壳(1)和信号处理系统外壳(2)组成。其中，所述光学系统外壳(1)包括上罩(6)、6个防尘镜盖(3)、12个镜片紧固圈(4)、下罩(12)、下盖(13)。所述信号处理系统外壳(2)包括盒盖(14)、盒体(15)和盖板(16)。本发明实现了将偏振导航传感器的光学系统和信号处理系统集成，不仅保证了其光学系统的相对精确位置，而且使得其信号处理系统能够高效接收光学系统的信号，为偏振光导航技术的研究提供了一种可靠有效的测量装置。
文档编号G01C21/00GK102445199SQ20111028014
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者夏阳, 江云秋, 邹莹, 高晓颖 申请人:北京航天自动控制研究所