本发明涉及航空，具体涉及一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置及方法。
背景技术：
1、目前在航空技术领域中，中波红外成像装置正向着远距离探测和目标定点精确识别的方向发展，用于实现广域搜索目标，并在发现疑似目标时快速准确识别目标的目的，以往设计中常采用红外连续变焦镜头，通过短焦大视场进行广域搜索，再通过变焦到长焦小视场进行精确识别，但在飞行过程中镜头受变焦速度影响，现有技术中，当从短焦到长焦过程中目标识别出现时间滞后现象，经常会出现丢失目标的情况，导致精确定位失败，另外随着焦距的不断增加，存在连续变焦镜头的体积和重量增加，以及光轴稳定性变差等缺陷。
技术实现思路
1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中当从短焦到长焦过程中目标识别出现时间滞后现象，经常会出现丢失目标的情况，导致精确定位失败，且随着焦距的不断增加，连续变焦镜头的体积和重量增加，以及光轴稳定性变差等缺陷，从而提供一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置及方法。
2、一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，包括：红外连续变焦镜组、红外定焦镜组、主支撑框架、切换镜组和中波红外探测器，所述红外连续变焦镜组、红外定焦镜组、切换镜组和中波红外探测器均安装在主支撑框架上，红外连续变焦镜组位于红外定焦镜组上方；
3、进入到红外连续变焦镜组的光束射出至第二反射镜，第二反射镜将光束反射至第一反射镜，第一反射镜将光束反射至切换镜组中滑动设置的切换镜体，切换镜体将光束反射至红外定焦镜组中的共用成像镜组，共用成像镜组和中波红外探测器连接；
4、进入到红外定焦镜组的光束射出至第四反射镜，第四反射镜将光束反射至第三反射镜，第三反射镜将光束反射至共用成像镜组。
5、进一步地，所述切换镜组包括步进电机和直线导轨滑块，步进电机的输出端连接有梯形丝杠，梯形丝杠上安装有镜座，切换镜体安装在镜座上，镜座下方和直线导轨滑块连接，直线导轨滑块下方设置有直线导轨，直线导轨滑块与直线导轨滑动连接。
6、进一步地，所述切换镜组包括支撑架和轴承，直线导轨和直线导轨滑块安装在支撑架的底部，步进电机安装在支撑架的侧面，梯形丝杠位于支撑架的内部，支撑架远离步进电机的侧面上设置有轴承，轴承与梯形丝杠连接。
7、进一步地，所述红外连续变焦镜组包括横向依次设置的前镜组组件、变焦凸轮组件、固定镜组组件、调焦凸轮组件、后镜组组件和折返镜组组件，第一反射镜安装在折返镜组组件上，变焦凸轮组件内部滑动设置有变倍组件和补偿组件，且变倍组件位于靠近前镜组组件的一侧，补偿组件位于远离前镜组组件的一侧，调焦凸轮组件的内部滑动设置有第一调焦组件。
8、进一步地，所述变倍组件上均匀分布有多片第一弧形板，补偿组件上均匀分布有多片第二弧形板，变焦凸轮组件的外部套有第一套筒，第一套筒上开设有第一螺旋滑槽和第二螺旋滑槽，变焦凸轮组件上开设有第一直线滑槽和第二直线滑槽，变倍组件上的任一第一弧形板上固定安装有第一滑动导钉，补偿组件上的任一第二弧形板上固定安装有第二滑动导钉，且变倍组件中第一弧形板上的第一滑动导钉与第一螺旋滑槽和第一直线滑槽配合连接，补偿组件中第二弧形板上的第二滑动导钉与第二螺旋滑槽和第二直线滑槽配合连接。
9、进一步地，所述调焦凸轮组件的外部套有第二套筒，第二套筒上开设有多个第三螺旋滑槽，调焦凸轮组件上开设有多个第三直线滑槽，第一调焦组件上固定安装有多个第三滑动导钉，且第三滑动导钉均与第三螺旋滑槽和第三直线滑槽配合连接。
10、进一步地，所述红外定焦镜组包括横向依次设置的望远镜组组件和第二调焦组件，反射组件的上方设置有主框架，反射组件、折转组件和共用成像镜组均安装在主框架上。
11、进一步地，所述第三反射镜安装在折转组件上，第四反射镜安装在反射组件上。
12、进一步地，所述变焦凸轮组件的两端均设置有法兰，前镜组组件与变焦凸轮组件一端的法兰端面连接，调焦凸轮组件与变焦凸轮组件另一端的法兰端面连接，第二调焦组件的一端设置有法兰，望远镜组组件和第二调焦组件一端的法兰端面连接，第二调焦组件的另一端与主框架连接。
13、本发明还包括一种共用探测双光路可切换中波红外成像方法，该方法是基于上述任一项所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置所实现的，启动步进电机，使步进电机正转，同时驱动梯形丝杠正向转动，进而带动镜座、切换镜体和直线导轨滑块沿着直线导轨正向移动至第三反射镜和共用成像镜组之间的传输光路上，切换镜体的背部镜座遮挡第三反射镜和共用成像镜组之间的传输光路；转动第一套筒，第一滑动导钉沿着第一螺旋滑槽移动，第二滑动导钉沿着第二螺旋滑槽移动，同时第一滑动导钉也沿着第一直线滑槽进行往复直线运动，第二滑动导钉也沿着第二直线滑槽进行往复直线运动，进而变倍组件中第一弧形板上的第一滑动导钉带动变倍组件在变焦凸轮组件内进行往复直线运动，补偿组件中第二弧形板上的第二滑动导钉带动补偿组件在变焦凸轮组件内进行往复直线运动，从而实现变焦；转动第二套筒，第三滑动导钉沿着第三螺旋滑槽移动，同时第三滑动导钉也沿着第三直线滑槽进行往复直线运动，第一调焦组件上的第三滑动导钉带动第一调焦组件在调焦凸轮组件中进行往复直线运动，从而实现调焦；进入到红外连续变焦镜组的光束射出至第二反射镜，第二反射镜将光束反射至第一反射镜，第一反射镜将光束反射至切换镜体，切换镜体将光束反射至共用成像镜组，共用成像镜组将光束输入至中波红外探测器，实现红外连续变焦镜组的光路成像，完成大视场广域搜索目标；当发现疑似目标时，通过上位机指令操作切换到红外定焦镜组和切换镜组工作，且上位机指令操作启动步进电机，使步进电机反转，同时驱动梯形丝杠反向转动，进而带动镜座、切换镜体和直线导轨滑块沿着直线导轨反向移动至步进电机的一侧，使切换镜体远离第三反射镜和共用成像镜组之间的传输光路，进入到红外定焦镜组的光束射出至第四反射镜，第四反射镜将光束反射至第三反射镜，第三反射镜将光束反射至共用成像镜组，共用成像镜组将光束输入至中波红外探测器，完成精确定点识别目标。
14、本发明技术方案，具有如下优点：
15、1.本发明提供的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置及方法，通过主支撑框架将红外连续变焦镜组、红外定焦镜组和中波红外探测器集成为一个装置，共用一个中波红外探测器的方式，在光路中增加可选通光路的可滑动切换镜体来实现光路的选择，此种设计结构布局合理，充分利用空间尺寸。
16、2.本发明提供的技术方案中，两个光路共用一个探测器更具有经济性，红外定焦镜头具有长焦距远距离探测的能力，并在装调期间将两路光路的光轴一致性标校到优于4个像素，可实现连续变焦镜头大视场广域搜索，切换到红外定焦镜头进行精确定点识别的目的，切换镜的切换速度可达到1秒，不会出现目标识别时间滞后现象。
17、3. 本发明提供的技术方案中，切换镜体切入切出采用直线往复运动形式，驱动单元采用步进电机，梯形丝杠断电可自锁，传动单元采用直线导轨滑块，直线度好，相对旋转式切换机构，不会引入到位角度误差，因此切换重复精度高，振动条件下稳定性好。
1.一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，包括：红外连续变焦镜组（1）、红外定焦镜组（2）、主支撑框架（3）、切换镜组（4）和中波红外探测器（5），其特征在于，所述红外连续变焦镜组（1）、红外定焦镜组（2）、切换镜组（4）和中波红外探测器（5）均安装在主支撑框架（3）上，红外连续变焦镜组（1）位于红外定焦镜组（2）上方；
2.根据权利要求1所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述切换镜组（4）包括步进电机（4-1）和直线导轨滑块（4-2），步进电机（4-1）的输出端连接有梯形丝杠，梯形丝杠上安装有镜座，切换镜体（4-4）安装在镜座上，镜座下方和直线导轨滑块（4-2）连接，直线导轨滑块（4-2）下方设置有直线导轨，直线导轨滑块（4-2）与直线导轨滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述切换镜组（4）包括支撑架（4-3）和轴承（4-5），直线导轨和直线导轨滑块（4-2）安装在支撑架（4-3）的底部，步进电机（4-1）安装在支撑架（4-3）的侧面，梯形丝杠位于支撑架（4-3）的内部，支撑架（4-3）远离步进电机（4-1）的侧面上设置有轴承（4-5），轴承（4-5）与梯形丝杠连接。
4.根据权利要求1所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述红外连续变焦镜组（1）包括横向依次设置的前镜组组件（1-1）、变焦凸轮组件（1-3）、固定镜组组件（1-5）、调焦凸轮组件（1-7）、后镜组组件（1-8）和折返镜组组件（1-9），第一反射镜（6）安装在折返镜组组件（1-9）上，变焦凸轮组件（1-3）内部滑动设置有变倍组件（1-2）和补偿组件（1-4），且变倍组件（1-2）位于靠近前镜组组件（1-1）的一侧，补偿组件（1-4）位于远离前镜组组件（1-1）的一侧，调焦凸轮组件（1-7）的内部滑动设置有第一调焦组件（1-6）。
5.根据权利要求4所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述变倍组件（1-2）上均匀分布有多片第一弧形板，补偿组件（1-4）上均匀分布有多片第二弧形板，变焦凸轮组件（1-3）的外部套有第一套筒，第一套筒上开设有第一螺旋滑槽和第二螺旋滑槽，变焦凸轮组件（1-3）上开设有第一直线滑槽和第二直线滑槽，变倍组件（1-2）上的任一第一弧形板上固定安装有第一滑动导钉，补偿组件（1-4）上的任一第二弧形板上固定安装有第二滑动导钉，且变倍组件（1-2）中第一弧形板上的第一滑动导钉与第一螺旋滑槽和第一直线滑槽配合连接，补偿组件（1-4）中第二弧形板上的第二滑动导钉与第二螺旋滑槽和第二直线滑槽配合连接。
6.根据权利要求4所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述调焦凸轮组件（1-7）的外部套有第二套筒，第二套筒上开设有多个第三螺旋滑槽，调焦凸轮组件（1-7）上开设有多个第三直线滑槽，第一调焦组件（1-6）上固定安装有多个第三滑动导钉，且第三滑动导钉均与第三螺旋滑槽和第三直线滑槽配合连接。
7.根据权利要求4所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述红外定焦镜组（2）包括横向依次设置的望远镜组组件（2-1）和第二调焦组件（2-2），反射组件（2-3）的上方设置有主框架（2-4），反射组件（2-3）、折转组件（2-5）和共用成像镜组（2-6）均安装在主框架（2-4）上。
8.根据权利要求7所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述第三反射镜（8）安装在折转组件（2-5）上，第四反射镜（9）安装在反射组件（2-3）上。
9.根据权利要求7所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置，其特征在于，所述变焦凸轮组件（1-3）的两端均设置有法兰，前镜组组件（1-1）与变焦凸轮组件（1-3）一端的法兰端面连接，调焦凸轮组件（1-7）与变焦凸轮组件（1-3）另一端的法兰端面连接，第二调焦组件（2-2）的一端设置有法兰，望远镜组组件（2-1）和第二调焦组件（2-2）一端的法兰端面连接，第二调焦组件（2-2）的另一端与主框架（2-4）连接。
10.一种共用探测双光路可切换中波红外成像方法，该方法是基于权利要求1~9任一项所述的一种共用探测双光路可切换中波红外成像装置所实现的，其特征在于，启动步进电机（4-1），使步进电机（4-1）正转，同时驱动梯形丝杠正向转动，进而带动镜座、切换镜体（4-4）和直线导轨滑块（4-2）沿着直线导轨正向移动至第三反射镜（8）和共用成像镜组（2-6）之间的传输光路上，切换镜体（4-4）的背部镜座遮挡第三反射镜（8）和共用成像镜组（2-6）之间的传输光路；转动第一套筒，第一滑动导钉沿着第一螺旋滑槽移动，第二滑动导钉沿着第二螺旋滑槽移动，同时第一滑动导钉也沿着第一直线滑槽进行往复直线运动，第二滑动导钉也沿着第二直线滑槽进行往复直线运动，进而变倍组件（1-2）中第一弧形板上的第一滑动导钉带动变倍组件（1-2）在变焦凸轮组件（1-3）内进行往复直线运动，补偿组件（1-4）中第二弧形板上的第二滑动导钉带动补偿组件（1-4）在变焦凸轮组件（1-3）内进行往复直线运动，从而实现变焦；转动第二套筒，第三滑动导钉沿着第三螺旋滑槽移动，同时第三滑动导钉也沿着第三直线滑槽进行往复直线运动，第一调焦组件（1-6）上的第三滑动导钉带动第一调焦组件（1-6）在调焦凸轮组件（1-7）中进行往复直线运动，从而实现调焦；进入到红外连续变焦镜组（1）的光束射出至第二反射镜（7），第二反射镜（7）将光束反射至第一反射镜（6），第一反射镜（6）将光束反射至切换镜体（4-4），切换镜体（4-4）将光束反射至共用成像镜组（2-6），共用成像镜组（2-6）将光束输入至中波红外探测器（5），实现红外连续变焦镜组（1）的光路成像，完成大视场广域搜索目标；当发现疑似目标时，通过上位机指令操作切换到红外定焦镜组（2）和切换镜组（4）工作，且上位机指令操作启动步进电机（4-1），使步进电机（4-1）反转，同时驱动梯形丝杠反向转动，进而带动镜座、切换镜体（4-4）和直线导轨滑块（4-2）沿着直线导轨反向移动至步进电机（4-1）的一侧，使切换镜体（4-4）远离第三反射镜（8）和共用成像镜组（2-6）之间的传输光路，进入到红外定焦镜组（2）的光束射出至第四反射镜（9），第四反射镜（9）将光束反射至第三反射镜（8），第三反射镜（8）将光束反射至共用成像镜组（2-6），共用成像镜组（2-6）将光束输入至中波红外探测器（5），完成精确定点识别目标。
