本发明专利技术涉及的是对传统测量仪器和尖端军用武器瞄准旋转结构的改进。传统测量仪器和军用武器多是一轴或两轴旋转瞄准结构，该结构只能旋转出水平面和铅垂面，不能旋转出倾斜面。这种结构在工程测量时不宜放样倾斜平面。在军事领域不适合激光武器跟踪瞄准空间直线移动目标。本发明专利技术“三轴旋转瞄准结构”(见摘要附图)是在传统两轴旋转结构的横轴上增加一个空间旋转框，在空间旋转框上安置空间轴，使视准轴既可以绕竖轴和横轴旋转，也可以绕空间轴旋转。这种旋转结构既可以旋转出水平面和铅垂面，也可以旋转出空间任意倾斜平面。优化了工程测量倾斜面放样程序。解决了军用瞄准武器，特别是激光武器跟踪瞄准空间直线移动目标难题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是对传统测量仪器和尖端军用武器瞄准旋转轴结构的改进。技术背景传统测量仪器的旋转结构只有一轴旋转和两轴旋转两种类型。尖端军用武器瞄准多采用两轴旋转结构。一轴旋转结构的代表性测量仪器有有水准仪(见图1)，其旋转结构立体示意图见图2。这种仪器只有一个旋转轴——竖轴W。当仪器竖轴铅垂安置时，瞄准目标的视准轴 CC只能绕竖轴VV作水平旋转，旋出的是一个与仪器同高的水平面。所以一轴旋转结构的视准轴只能瞄准与仪器同高的水平面内的目标。军用武器很少采用这种旋转结构。两轴旋转结构的测量仪器代表类型主要有经纬仪(见图3)、全站仪、射电望远镜 (见图4)等。其旋转结构立体示意图见图5。这类仪器的旋转结构有两个旋转轴——竖轴 W和横轴HH。视准轴、横轴和竖轴的关系是视准轴垂直于横轴(CC丄HH)，横轴垂直于竖轴(HH丄VV)。当仪器竖轴铅垂安置时，瞄准目标的视准轴CC既可以绕竖轴在水平面内旋转，也可以绕横轴在铅垂面内旋转。视准轴绕竖轴和横轴交替旋转可以瞄准空间除仪器制造死角之外的所有固定目标。当视准轴水平，固定横轴，让视准轴绕竖轴旋转时，旋出的是一个视准轴与横轴确定的水平面。视准轴可以跟踪瞄准与仪器同高的水平面内的所有目标；当固定竖轴，让视准轴绕横轴旋转，旋出的是一个视准轴与竖轴确定的铅垂面。视准轴可以跟踪瞄准该铅垂面内的所有目标。两轴旋转结构较一轴旋转结构有很多优点，很多军用武器都采用这种两轴旋转结构。如克虏伯大炮(见图6)、坦克车顶炮(见图7)和激光发射器(见图8)等。但是，由于一轴旋转结构和两轴旋转结构不能旋转出空间任意倾斜平面，实际应用时无论作为测量仪器还是军用的武器都有很大不足。在工程测量专业。一轴旋转结构的水准仪在标设水平面的腰线时只要竖轴铅垂安置，水准仪视准轴旋出的就是一个与水平面平行的水平面，该水平面与原腰线点和新腰线点的垂距处处相等。只要由该水平面向上(或向下)量取该垂距，就是新腰线，非常简单方便。(见图9)当标设倾斜平面的腰线时，一轴旋转结构的水准仪只能给出水平视线，新标腰线点距水平视线的垂距需要根据原腰线点距水平视线的垂距和原新腰线点间的距离和倾斜平面的倾角计算求得。因为新原腰线间的距离不同，所以求得的垂距也各不相同，比较麻烦 (见图10)。两轴旋转结构的经纬仪标设倾斜平面的腰线是根据倾斜平面的倾角和测量所给倾斜平面的倾向与腰线方向的水平角再换算为腰线方向的伪倾角进行标定的。因为新腰线与倾斜平面倾向间的水平角各不相同，所以所标的伪倾角也各不相同，需要在现场边测边算，非常麻烦(见图11)。工程测量方面需要一种仪器象水准仪标定水平面腰线一样方便地标定倾斜面的腰线。在军事领域，传统的两轴旋转火炮打击空间移动目标时，多是凭有经验的瞄准者根据经验判断移动目标是否按直线移动，以及移动的方向和速度，然后再估算其某时间后到达的位置，再把火炮瞄准该时间时的方位角和倾角，再发射打击移动目标。这种方法炮兵们称之为“打直线”。这种方法的最大缺点就是瞄准一次目标需要旋转两个轴，并且目测估算，打击精度较低。(见图12)。当激光武器以其速度快，精度高，拦截距离远，火力转移迅速，没有弯曲弹道、不需计算提前量和没有反冲震动影响等优点登上历史舞台，越来越受到重用。激光武器是靠强激光束直接击中目标并停留一定时间而造成破坏的，所以激光武器对瞄准跟踪的速度和精度要求很高。发展高精度的瞄准跟踪系统至关重要。由于两轴旋转瞄准结构的局限，瞄准空间目标时需要竖轴和横轴交替旋转，瞄准轨迹如图13所示。空间目标沿直线移动，瞄准轨迹是一条折线，所以两轴旋转结构不能“直接击中目标并停留一定时间”，所以现有的两轴旋转瞄准结构不能满足激光武器的的需要。军事领域迫切需要一种瞄准旋转结构能一直照射跟踪目标。
技术实现思路
为了克服一轴和两轴旋转结构在瞄准方面的不足，我专利技术了三轴旋转瞄准结构。 该结构很好地解决了作为测量仪器和军用武器瞄准方面的不足。三轴旋转结构的旋转轴立体示意图见图14。其三视图见图15。它是在两轴旋转结构的横轴上增加一个绕横轴旋转的空间旋转框1，在空间旋转框1中安装空间轴KK，视准轴CC安装在空间轴上。它们的关系是视准轴垂直于空间轴(CC丄KK)，可以绕空间轴旋转；空间轴垂直于横轴(KK丄HH)，可以绕横轴旋转；横轴垂直于竖轴(HH丄VV)，可以绕竖轴旋转。并且各轴相交于一点0。在竖轴的中心安置有水平度盘2，水平度盘2的角度顺时针标记，视准轴在水平面内的旋转角度可以在水平度盘2上读取；在横轴的中心安置有垂直度盘3，垂直度盘3的角度逆时针标记，(在视准轴、空间轴和横轴的关系中，由于视准轴垂直于空间轴，空间轴垂直于横轴，且视准轴可以绕空间轴旋转，所以视准轴绕横轴旋转的平面永远垂直于空间轴与横轴所在的平面(CHCH丄KHKH)。如果我们把垂直度盘的读数按图16所示逆时针设置，则视准轴与横轴所在平面的度数可以由垂直度盘直接读取。同时视准轴垂直于横轴的方向即是该平面的倾向，该方向的倾角即为该平面的真倾角。)视准轴和横轴所在平面的倾斜角度可以在垂直度盘3上读取；在平行于视准轴和横轴所在平面的空间轴上安置有空间度盘4， 空间度盘的度数顺时针标记，视准轴在视准轴和横轴所在平面内的旋转角度可以由空间度盘读取。三轴旋转结构瞄准的理论支持我们知道“空间一条直线和直线外一点确定一个平面”。如果我们把三轴旋转瞄准结构的中心0(四轴交点)看作一点，那么该点与空间任意一条直线都确定一个平面。如果我们把三轴结构的横轴对准该平面的走向一水平方向，把视准轴和横轴所在平面的倾斜角对准该平面的真倾角，那么视准轴绕空间轴旋转一定扫过该平面，也一定扫过确定该平面的那条直线。三轴旋转结构瞄准空间直线示意图见图17。附图说明图1为水准仪，图2为一轴旋转结构旋转轴草图。图3为经纬仪，图4为射电望远镜，图5为两轴旋转结构旋转轴草图。图6为克虏伯大炮，图7为坦克车火炮，图8为车载激光武器。图9表示水准仪放样水平面腰线时，水准仪旋出的水平面距腰线的距离处处相等。图10表示水准仪放样倾斜面的腰线时，水准仪旋出的水平线距新放样的腰线点处处不等，需要根据距离和倾斜面的倾角调整。图11表示经纬仪放样倾斜面腰线时，需要现场测算，算出的垂距处处相等，但操作程序复杂。图12表示直线移动的目标和折线瞄准的火炮。 图13表示的是两轴旋转的激光不能旋转跟踪持续照射移动目标。图14、图15为三轴旋转结构的立体示意图和三视图。图16为垂直度盘与瞄准平面的关系。图17为三轴旋转结构瞄准跟踪空间任意直线示意图。图18、图19表示三轴旋转结构放样空间任意倾斜平面时仪器旋转的平面与腰线的距离处处相等。图20表示三轴旋转结构可以应用于各类火炮。图 21表示三轴旋转结构可以让激光瞄准跟踪空间直线移动目标。图22为三轴旋转结构激光瞄准防空示意图。图23图M为三轴旋转瞄准激光瞄准空间飞行敌机的平面图和立体示意图。具体实施方式在工程测量方面，如果测量仪器采用三轴旋转结构，可以达到一仪多用的用途。当把三轴旋转结构的视准轴垂直横轴并水平设置，固定空间轴和横轴，让视准轴只能绕竖轴旋转，此时仪器可以当水准仪使用；当把三轴旋转结构的视准轴垂直横轴设置，固定空间轴，让视准轴只能绕竖轴和横轴旋转，此时仪器可以当经纬仪使用；三轴旋转结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种一个轴可以绕三个轴旋转，四个轴交于一点，可以旋转出空间任意平面和只旋转一个轴瞄准跟踪空间任意直线移动目标的旋转结构。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于横轴垂直于竖轴(HH丄VV)，横轴可以绕竖轴旋转。3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于空间轴垂直于横轴(KK丄HH)，空间轴可以绕横轴旋转。4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于视准轴垂直于空间轴(CC丄KK)，视准轴可以绕空间轴旋转。5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于视准轴可以绕竖轴、横轴和空间轴旋转。6.空间度盘...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡风学，
申请(专利权)人：胡风学，
类型：发明
国别省市：
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