周氏瞄准镜概要.doc

周视瞄准镜结构设计 姓 名： 学 号： 指导老师： 学 院：光电工程学院 专 业：测控技术与仪器 2016年7月11日 课程设计的目的 1.掌握仪器结构设计特点及仪器零件参数的选择；培养结构设计的能力。 2.巩固加深仪器零件课程的基本内容。 3.学会查阅资料和查阅手册。 4.学会撰写技术文件的方法。 设计题目 周视瞄准镜结构设计。 工作原理 1.周视瞄准镜结构图及其结构原理： 周瞄准镜的主要结构包括有镜身部分、俯仰机构、方向机构及齿轮差动机构等。见图1所示。 图1 周视瞄准镜结构图 1-下部 2-上部 3-镜头本体 4-旋转蜗轮筒 5-旋转蜗杆 6-上圆锥齿轮 7-下圆锥齿轮 8-行星轮 9-旋转手轮 10-棱镜筒 11-目镜外筒 12-目镜筒 13-棱镜托架 14-道威棱镜筒 15-直角棱镜 16-俯仰蜗杆 17-俯仰蜗轮 18-俯仰手轮 19-道威棱镜 20-刻度筒 镜身部分分为镜头、上镜体及下镜体。它承载全部光学零件。镜头装有保护玻璃和直角棱镜，上镜体无光学零件。下镜头则承载有梯形棱镜、物镜、屋脊棱镜和目镜部分。 （1）周视瞄准镜中的俯仰机构，见图2所示。 图2 俯仰机构 图2所示俯仰机构位于镜头部分。采用蜗杆蜗轮传动，用来实现对目标的高低瞄准和测量高低角。它由齿弧2、蜗杆1、直角棱镜筒3组成。偏心套筒12用来消除啮合间隙。蜗轮与直角棱镜筒连接固定在一起，蜗杆由下向上插入偏心套筒内，上端通过销钉等零件与高低分划手轮相联接。转动高低分划手轮13时，蜗杆1带动齿弧2和直角棱镜筒3，使直角棱镜绕水平轴线转动，进行高低瞄准，并由高低分划圈上读出高低角。 （2）周视瞄准镜中的解脱机构。解脱机构位于上镜体部分，采用蜗杆蜗轮传动，利用偏心机构进行方向解脱。见图3所示，与实物略有不同。 图3 解脱机构 解脱机构原理：在未解脱状态，蜗秆靠偏心套筒和扭簧的作用与蜗轮紧密啮合。转动磁辅助分划手轮时，由子蜗轮固定不动，蜗杆一方面绕自身轴线转动．同时又带动方向盘本体部分，以垂直轴为中心，绕蜗轮回转，进行方向瞄准，并可读出磁方位角和方位角的分划值。压下解脱手柄时，偏心套筒旋转，扭簧也产生扭转，使蜗杆与蜗轮脱离，此时仪器可作大角度回转。放开解脱手柄，偏心套筒靠扭簧的恢复力矩，重使蜗杆与蜗轮啮合。 (3)差动机构是实现周视原理的要求。周视原理要求是直角棱镜和道威棱镜绕同一光轴同时同向转动，并且道威棱镜与直角棱镜的角速度之比为1/2。齿轮传动具有瞬时角速度固定不变的特殊性，另外上面的速比要求在差动轮系中实现。 差动轮系由上圆锥齿轮6、下圆锥齿轮7和行星轮8组合而成一个复杂轮系。从机械原理可知，采用转化机构可以证明，当下圆锥齿轮7固定不动时，上圆锥齿轮6之角速度与道威棱镜19之角速度之比为2:1，上圆锥齿轮6与直角棱镜15连成一体，实现上述要求。 旋转手轮格值1密位（），圆周100格；读数刻度筒格值100密位（60），旋转蜗杆转动一周，蜗轮转动100密位（60），即传动比i= 图4 差动轮系原理图 图中，齿轮6、7为太阳轮，齿轮8为行星轮，道威棱镜相当于差动轮系中的系杆。 设齿轮6、7的角速度分别为ω1、ω2，系杆的角速度为ωH。差动轮系是一个复杂轮系，须采用转化机构来研究。在转化机构中，齿轮6、7的角速度为ω1H=ω1-ωH,ω2H=ω2-ωH.系杆的角速度ωHH=0（即道威棱镜）。可求得转化机构的传动比iH/6、7为 iH/6、7=ω1/ω2H=ω1-ωH/ω2-ωH=-Z7/Z6 式中：Z6、Z7分别为齿轮6和7的齿数，负号表示齿轮7的实际角速度与图2-25示ω2的方向相反。 在差动轮系中，通常取Z6=Z7,则 ω1-ωH/ω2-ωH=-1 ω1-ωH=-（ω2-ωH） ωH=1/2（ω1+ω2） 周视瞄准镜中，齿轮7与下镜体相连不能转动，故ω2=0，所以ωH=ω1/2。 直角棱镜与齿轮6连接在一起，道威棱镜的角速度为ωH，因此利用这种差动轮系可实现上述周视原理。 2、光学原理 周视瞄准镜光学原理图，如图5所示。 图5 光学原理图 四、周视瞄准镜指标要求 （1）在水平方向周视360°，目镜不动。 （2）测角范围：方向角360°，测角精度， 高低角°，测角精度0-02。 （3）观察距离3km左右。 （4）观察范围：物方视场尽量大些。 （5）潜望高度：H不小于180mm （6）出瞳距离：不小于20mm （7）尺寸限制：瞄准镜之镜筒外径均匀，最粗