專利名稱：消防車光電觀瞄系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及消防車技術領域，特別是一種消防車光電觀瞄系統。
背景技術：
消防車已經從第一代的射水消防車，第二代的噴射化學滅火劑的干粉和泡沫消防車，發展到開辟了噴射細水霧滅火劑、冷氣溶膠滅火劑、壓縮機空氣泡沫滅火劑和復合滅火劑的新方式，增加了噴射不同類型滅火劑的新手段，提高了滅火劑的使用效率的第三代消防車。現代消防車對滅火智能化、瞄準精確化、近距離遙控操作等功能提出了越來越高的要求，而目前國內研制的消防車觀瞄裝置大多僅僅能提供圖像信息，不具備類似控制火炮射擊的光電瞄準功能，不能提供對著火環境目標進行搜索、觀察和瞄準，并將目標圖像和射擊諸元發送到滅火操控臺以控制滅火系統對目標實施精確滅火的功能。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種可以對著火環境目標進行觀察和參數獲取，具備清晰CCD視頻圖像采集能力、準確目標參數測算能力、靈活高低伺服驅動能力的消防車光電觀瞄系統。本發明的目的通過以下技術方案來實現
消防車光電觀瞄系統，它包括觀瞄轉臺和光電控制箱，觀瞄轉臺包括連接基座、安裝在連接基座上的觀瞄裝置和高低伺服系統；
所述的觀瞄裝置包括殼體和安裝在殼體上的成像系統、十字線疊加板、激光測距裝置， 所述的成像系統包括光學系統和CCD靶面，成像系統通過線路與十字線疊加板相連接；
所述的高低伺服系統包括伺服電機驅動器、安裝在連接基座上的步進電機、與步進電機電機軸同軸安裝的蝸桿、安裝在殼體上的蝸輪和高低編碼器，所述蝸輪與蝸桿相互嚙合；
所述的光電控制箱包括主模板、通訊模板和電源模板，通訊模板和電源模板分別與主模板相連，高低編碼器、激光測距裝置的接收部分和十字線疊加板的輸出端通過線路分別與主模板的輸入端相連接，十字線疊加板的輸入端、激光測距裝置的發射部分和伺服電機驅動器通過線路分別與主模板的輸出端相連。觀瞄系統還包括一個控制裝置，所述控制裝置上設有終端顯示設備、操作桿和測距按鈕，控制裝置RS485總線與通訊模板相連，從而實現與光電控制箱交換數據，十字線疊加板的輸出信號通過光電控制箱轉接后輸入控制裝置的終端顯示設備。所述的光學系統和CXD靶面為一組成像單元，所述瞄準器上設有兩組成像單元， 分別為小視場微光CCD和大視場微光CCD，小視場微光CCD和大視場微光CCD通過線路與十字線疊加板的輸入端連接，大小視場視頻切換的功能通過十字線疊加板實現。所述的光學系統包括鏡筒和依次設置于鏡筒內的膠合透鏡組、透鏡A和透鏡B。
所述的光電控制箱上設有電源開關和保險。本發明具有以下優點
1、本發明能夠對著火環境目標進行搜索、觀察和瞄準，并能將目標圖像和射擊諸元發送到滅火操控臺以控制滅火系統對目標實施精確滅火。2、本發明的激光測距機能精確地測量目標的距離，光電控制箱通過測距距離和高低編碼器采集的姿態角數據，可以計算射擊提前量，大大提高了射擊精度，提高了滅火效率。3、本發明配置的雙視場微光C⑶具有晝夜跟蹤瞄準、大小視場轉換的能力，可以高性價比地實現清晰的CXD視頻圖像采集。4、本發明伺服系統可以實現系統對目標進行跟蹤瞄準。


圖1為本發明的結構示意圖
圖2為本發明的觀瞄轉臺的結構示意3為圖2沿A-A截面的剖視4為本發明的光電控制箱的結構示意5為圖4沿B-B截面的剖視6為本發明的成像系統的結構示意7為本發明的系統原理框圖
圖中，1-觀瞄轉臺，2-光電控制箱，3-連接基座，4-觀瞄裝置，5-十字線疊加板，6-激光測距裝置，7- CXD靶面，8-步進電機，9-蝸桿，10-蝸輪，11-高低編碼器，12-主模板， 13-電源模板，14-控制裝置，15-鏡筒，16-膠合透鏡組，17-透鏡A，18-透鏡B，19-電源開關，20-保險，21-大視場微光CCD，22-小視場微光CCD。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的描述
如圖1所示，消防車光電觀瞄系統，它包括觀瞄轉臺1和光電控制箱2，觀瞄轉臺1包括連接基座3、安裝在連接基座3上的觀瞄裝置4和高低伺服系統；
如圖2、圖3所示，所述的觀瞄裝置4包括殼體和安裝在殼體上的成像系統、十字線疊加板5、激光測距裝置6，所述的成像系統包括光學系統和CCD靶面7，成像系統通過線路與十字線疊加板5相連接。激光測距裝置6實現對著火目標的距離測試，以提供射擊提前量的距離參數；十字線疊加板5實現在CXD畫面上疊加瞄準十字線和各種參數字符以及切換大小視場視頻的功能，以供操作者在終端顯示設備上通過瞄準十字線瞄準目標，并實時觀察到射擊諸元。所述的高低伺服系統包括伺服電機驅動器、安裝在連接基座3上的步進電機8、與步進電機8電機軸同軸安裝的蝸桿9、安裝在殼體上的蝸輪10和高低編碼器11，所述蝸輪 10與蝸桿9相互嚙合；步進電機8的電機軸帶動蝸桿9、蝸輪10轉動，進而帶動安裝有成像系統、十字線疊加板5、激光測距裝置6、高低編碼器11的殼體轉動，實現了觀瞄轉臺1在高低方向上對目標的瞄準和跟蹤。
如圖4、圖5所示，所述的光電控制箱2包括主模板12、通訊模板和電源模板13，通訊模板和電源模板13分別與主模板12相連，高低編碼器11、激光測距裝置6的接收部分和十字線疊加板5的輸出端通過線路分別與主模板12的輸入端相連接，十字線疊加板5的輸入端、激光測距裝置6的發射部分和伺服電機驅動器通過線路分別與主模板12的輸出端相連。該光電控制箱2主要功能是實現軟硬件環境的構建，具有控制高低伺服系統跟蹤瞄準、大小視場轉換、激光測距，根據采集到的方位、距離信息自動計算出射擊提前量，視頻疊加等功能，所述的光電控制箱2上設有電源開關19和保險20。如圖1所示，觀瞄系統還包括一個控制裝置14，所述控制裝置14上設有終端顯示設備、操作桿和測距按鈕，控制裝置14通過RS485總線與通訊模板相連，從而實現與光電控制箱交換數據，十字線疊加板的輸出信號通過光電控制箱轉接后輸入控制裝置的終端顯示設備。操作手在終端顯示設備上通過瞄準十字線瞄準目標，并實時觀察到射擊諸元，通過操作滅火炮的操作桿來控制高低伺服系統轉動，以實現對目標的跟蹤瞄準，通過操作測距按鈕來控制激光測距裝置6測量目標距離。如圖1、圖5所示，所述的光學系統和CXD靶面7為一組成像單元，所述瞄準器上設有兩組成像單元，分別為小視場微光CCD22和大視場微光CCD21，小視場微光CCD22和大視場微光CCD21通過線路與十字線疊加板5的輸入端連接相連接，大小視場視頻切換的功能通過十字線疊加板5實現，視場轉換過程為具有一定夜視功能的雙視場微光CCD對著火環境目標進行搜索、觀察和瞄準，大視場主要用于搜索，小視場主要用于瞄準，兩種視場通過十字線疊加板5進行切換，以供操作者在終端顯示設備上觀察到目標。如圖6所示，所述的光學系統包括鏡筒15和依次設置于鏡筒15內的膠合透鏡組 16、透鏡A17和透鏡B18，光線通過膠合透鏡組16、透鏡A17和透鏡B18聚集成像在CXD靶面7上。如圖7所示，本發明控制系統主要包括控制裝置14、主模板12、高低編碼器11、伺服電機驅動器、激光測距裝置6、十字線疊加板5，控制裝置14通過RS485通訊方式與通訊模板、主模板12相連從而實現與光電控制箱交換數據，控制裝置14內還設有一個MV電源，該MV電源與光電控制箱2的電源模板連接，電源模板又分別與主模板12、高低編碼器 11、激光測距裝置6、小視場微光CCD22與大視場微光CCD21連接，為各元件提供電源，主模板12的輸出端分別與伺服電機驅動器、十字線疊加板5、激光測距裝置6的發射部分連接， 主模板12向伺服電機驅動器發送控制信號，主模板12向十字線疊加板5發送視頻切換信號和十字線控制信號，主模板12通過通訊模板向激光測距裝置6發送擊發信號，高低編碼器11測量轉角并輸入到主模板12，激光測距裝置6將激光數據輸入主模板12，得到目標的距離，小視場微光CCD22與大視場微光CCD21分別與十字線疊加板5連接，小視場微光 CCD22與大視場微光CCD21將PAL制式的視頻信號傳送至十字線疊加板5，十字線疊加板5 的視頻輸出端與光電控制箱2的主模板12連接，十字線疊加板5的視頻輸出信號通過光電控制箱2轉接后輸入控制裝置14的終端顯示設備。本發明的工作過程如下將觀瞄轉臺1通過連接基座3安裝在輪式裝甲消防車的脈沖炮轉臺上，其方位隨脈沖炮轉臺轉動，高低受操作桿控制自行轉動。系統上電自檢后， 操作手操縱操作桿帶動光電轉臺進行轉動，觀瞄轉臺1掃描獲得周圍景象。發現著火目標后，操作手將十字線疊加板5的十字線中心瞄準目標，按下測距按鈕，測得目標距離；觀瞄
5轉臺1中高低編碼器11得到目標高低角度。操作手根據目標的距離及高度選擇滅火系統中的滅火裝置，光電控制箱2計算出射擊提前量后將射擊諸元發送至十字線疊加板5，并顯示于終端顯示設備上，操作手根據提示發出射擊命令控制滅火裝置射擊。
權利要求
1.消防車光電觀瞄系統，其特征在于它包括觀瞄轉臺(1)和光電控制箱(2)，觀瞄轉臺(1)包括連接基座(3 )、安裝在連接基座(3 )上的觀瞄裝置(4 )和高低伺服系統；所述的觀瞄裝置(4)包括殼體和安裝在殼體上的成像系統、十字線疊加板(5)、激光測距裝置(6)，所述的成像系統包括光學系統和CXD靶面(7)，成像系統通過線路與十字線疊加板(5)相連接；所述的高低伺服系統包括伺服電機驅動器、安裝在連接基座(3)上的步進電機(8)、與步進電機(8)電機軸同軸安裝的蝸桿(9)、安裝在殼體上的蝸輪(10)和高低編碼器(11)，所述蝸輪(10)與蝸桿(9)相互嚙合；所述的光電控制箱(2)包括主模板(12)、通訊模板和電源模板(13)，通訊模板和電源模板(13)分別與主模板(12)相連，高低編碼器(11)、激光測距裝置(6)的接收部分和十字線疊加板(5)的輸出端通過線路分別與主模板(12)的輸入端相連接，十字線疊加板(5)的輸入端、激光測距裝置(6)的發射部分和伺服電機驅動器通過線路分別與主模板(12)的輸出端相連。
2.根據權利要求1所述的消防車光電觀瞄系統，其特征在于它還包括一個控制裝置(14)，所述控制裝置(14)上設有終端顯示設備、操作桿和測距按鈕，控制裝置(14)通過 RS485總線與通訊模板相連。
3.根據權利要求1所述的消防車光電觀瞄系統，其特征在于所述的光學系統和CCD 靶面(7)為一組成像單元，所述瞄準器上設有兩組成像單元，分別為小視場微光CXD (22)和大視場微光CCD (21)，小視場微光CXD (22)和大視場微光CXD (21)通過線路與十字線疊加板(5)的輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的消防車光電觀瞄系統，其特征在于所述的光學系統包括鏡筒(15)和依次設置于鏡筒(15)內的膠合透鏡組(16)、透鏡A (17)和透鏡B (18)。
5.根據權利要求1所述的消防車光電觀瞄系統，其特征在于所述的光電控制箱(2)上設有電源開關(19)和保險(20)。
全文摘要
本發明公開了消防車光電觀瞄系統，它包括觀瞄轉臺(1)、光電控制箱(2)和控制裝置(14)，觀瞄轉臺(1)包括連接基座(3)、安裝在連接基座(3)上的觀瞄裝置(4)和高低伺服系統，觀瞄裝置(4)包括殼體和安裝在殼體上的成像系統、十字線疊加板(5)、激光測距裝置(6)，控制裝置(14)上設有操作桿和測距按鈕。本發明的有益效果是能夠對著火環境目標進行搜索、觀察和瞄準，并能將目標圖像和射擊諸元發送到滅火操控臺以控制滅火系統對目標實施精確滅火；激光測距機能精確地測量目標的距離；光電控制箱通過高低編碼器采集的姿態角數據和測距距離，可以計算射擊提前量，大大提高了射擊精度，提高了滅火效率。
文檔編號A62C27/00GK102553111SQ20111036343
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者何偉, 侯學軍, 馮紀旭, 劉道鳴, 盧波, 張俊, 李萍, 王強, 肖傳良, 蔡明 , 陳楓, 馬飛 申請人:四川紅光汽車機電有限公司