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摘要:某检测系统采用俯仰回转台模拟单兵作战系统进行瞄准射击姿态时的枪口角,在此状态下用以检测其装表解算精度.本文根据指标完成了回转台的结构设计.利用有限元方法对回转台进行热变形、模态、频率响应进行分析,分析结果表明:俯仰转台的一阶频率模态为188.26Hz且无密频现象;一阶频率谐振频率响应下,单兵作战系统等效质点的俯仰晃动为6′,小于其内部测角传感器的分辨率;最后采用特征扫频实验证明了模态分析误差为5.6%,分析结果相对可靠准确....
摘要:为了降低多节点激光通信天线的工作包络尺寸、提高二维摆镜的运动控制精度,避免镜体材料与支撑材料性能差异引起的面形改变,提出了一种包含支撑结构的“一体式”轻量化摆镜.采用高体分SiC/Al作为材料,进行了摆镜以及支撑结构的一体化设计,提高了摆镜面形的力、热稳定性,可直接连接转台俯仰轴座,使摆镜回转中心距镜面的距离缩短至20 mm.有限元分析表明,“一体式”摆镜基频为1 337 Hz,在(20±5)℃工作温度范围内,面形误差峰谷值(PV)优于0.121λ,面形误差均方根值(RMS)优于0.031λ.使用ZYGO干涉仪对摆镜的面形进行检测,结果表明在(20±5)℃温度范围内摆镜面形PV值优于0.163λ,RMS值优于0.029λ,满足激光通信天线对于摆镜面形λ/25(RMS)的指标要求....
摘要:为了保证移动地面站光电跟瞄系统在野外复杂环境下具有稳定的跟踪精度,针对-20~40℃宽工作温度范围下信标接收镜头成像光斑弥散的问题,进行了光学系统与光机结构的设计,提出了一种以步进电机驱动补偿镜组的温度补偿方案.分析了极限温度条件下光学系统性能的改变以及不同温度补偿方案的效果,针对光电跟瞄系统的指标要求,设计了光机结构并进行了力学、光学性能的分析.分析结果表明,系统一阶模态为370 Hz;补偿镜组向前移动0.695 mm能够补偿-20℃时光学系统成像光斑的弥散,令中心视场光斑尺寸由73μm降为3.2μm,边缘视场光斑尺寸由77μm降为15.7μm;向后移动0.8856 mm能够补偿40℃时成像光斑的弥散,令中心视场光斑尺寸由94μm降为3.9μm,边缘视场光斑尺寸由96μm降为21.8μm;使用ZYGO干涉仪对光学系统的像质进行检测,波像差RMS值(均方根值)为0.061λ(λ=632.8 nm),PV值(峰谷值)为0.466λ,能够满足跟瞄系统指标要求....
摘要:针对某星载激光通信中光电跟瞄系统的反射镜组件进行研究,对比了三种柔性支撑方案,结合空间载荷实际应用情景综合评估结构的刚度优势和面形精度.分析结果表明,颈口侧壁开槽的柔性支撑方案在重力和温度变化影响下的面形精度(RMS)可达2.05 nm和8.88 nm,基频模态为926.1 Hz,在保证面形精度的柔性要求与高刚度抵御振动损坏的平衡中,这种柔性设计方案最为合理.进一步完成了柔性支撑结构的参数优化设计并进行了动力学分析,频率响应下应力最大值为96 MPa,小于村料的抗拉强度极限;随机振动分析结果表明,反射镜力速度响应均方根为11.14 g RMS,并满足3σ准则.文章最后通过0.2 g正弦扫频试验,验证了有限元模态分析相对误差为2.4%.实验结果表明,分析结果基本准确可靠,柔性环节设计可靠,满足使用要求....
摘要:介绍了一种精密光电二维转台在红外瞄具装表量检测系统中的应用实例,阐述了该测量方法的原理,提供了一种高精度全自动光电二维转台的设计方案.由于支撑框架是光电二维转台主要承受载荷的部件,其强度和刚度将直接影响着二维转台的调整精度与稳定性,所以采用基于变密度法的拓扑优化技术对该支撑框架进行结构优化,优化后的框架结构质量减轻20%,重力载荷下左右轴系质心位移小于0.01mm.实验结果表明所设计的光电二维转台读数误差均小于0.05mil,重复定位误差小于0.01mil,满足了调整精度高稳定性优良的设计要求....
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:针对一个双层红外窗口进行了完整地光机热集成分析,包括结构设计、结构有限元分析以及热光学特性分析。利用MSC Nastran和Hypermesh对光机结构系统在轴向温度梯度场下进行热弹性分析。分析可知双层红外窗口的最大位移形变量为1.01×10-1 mm,将有限元节点位移信息代入Zemax中,光学系统在9.0 lp/mm处最终的MTF依然在0.2左右,符合设计需求,验证了所设计使用的双层红外窗口的热光学适应性。...
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:针对重型机械工业生产中对大型轴类零件外径测量的需求,基于双CCD传感器测量原理研究了一种新型高效率、高精度的轴径检测方法.介绍了CCD测径系统的检测原理,针对单一CCD传感器测量范围小的缺点,提出了双CCD传感器组合测量大型轴类零件直径(Φ150mm~Φ300mm)的方法,并对影响精度的主要误差来源进行了分析.为了验证该方法的有效性,通过对7种不同直径的标准轴件进行测量,实验表明,测量精度小于±3μm,满足大型轴类零件外径测量的要求....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ EI CBST SA
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摘要:为了检测红外瞄具在高低温恶劣环境下对不同波长的红外目标成像可靠性, 利用黑体和平行光管组成的光学系统模拟无穷远红外目标, 红外瞄具置于高低温环境下,CCD采集红外瞄具对红外目标所成的像,从而判定高低温下红外瞄具成像质量. 所设计的平行光管视场大,各波长对应焦平面处在20 lp/mm空间频率下的MTF均高于0.2. 同时为了实现快速准确地在检测系统中提供稳定的-55~70 ℃的高低温实验条件,采用一种基于自适应模糊PID温度控制技术. 采用自适应因子将模糊推理器和PID控制器相结合, 通过在线自调整控制参数, 进一步提高了PID控制器的性能和系统的控制精度. 实验表明该方法提高了常规PID控制的动态响应过程并保持无静态误差, 其控制精度可达±0.05 ℃....
摘要:针对轻武器红外光学瞄具稳定性检测的需求,设计了一种基于牛顿反射式红外系统进行工作的电动二维精密转台。利用 CATIA 建立了电动二维精密转台的三维模型,该二维精密转台采用小型二维 U 形转台结构形式,采用直流力矩伺服电机直接驱动和24位绝对式轴角编码器进行角度测量。通过有限元分析软件 PATRAN 对转台的关键部件进行热力学分析与模态分析,获取转台的应力分布云图。云图结果表明,其设计方案可行,结构合理。...
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ EI CBST SA
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摘要:依据大量程红外脉冲式激光测距仪测距性能的检测需求,提出了一种基于MODTRAN数据库的激光回波信号模拟的检测方法.在室内环境下模拟激光测距大气回波信号,以实现对测距仪的测距精度及最大测程两项指标的检测.该方法调用MODRAN数据库计算出GJB2241A中仲裁实验的大气辐射透过率,在此基础上建立回波功率的数学模型,并采用FPGA以及模拟延时器件实现预设延时,使得距离模拟与能量模拟自成回路,实现了测距回波的真实模拟.实验结果表明:设计的回波信号模拟系统可实现50 m~22 km的大量程距离模拟,回波延时精度优于2 ns,最大测程的测准率可达90%,满足了激光测距仪性能测试的检测需求....
摘要:竖直方位弹性轴系是机载光电平台关键部件以及主要承受载荷的部件,由于其负载重大,所以竖直弹性轴的强度、刚度与基频频率将直接影响光电平台的跟踪精度与稳定性。本文采用拓扑优化技术结合挠性设计思想对弹性轴进行结构优化设计,合理布置加强筋位置,弹性轴质量减轻38.5%,壁厚减小40%,基频数值提高19.7%,且在高温载荷下由于温度应力引起最大变形量减小23%,在不影响机械性能以及热性能的前提下优化结构,减轻了重量。...
[期刊论文] 曹秒 郭晓雪 柳鸣 安志勇
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA SA
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摘要:针对传统V棱镜折射仪采用光学度盘,目视对准方式无法满足现代光学玻璃生产线以及高精度折射率测量的需求。提出一种新型的高精度基于CCD 机器视觉对准的V棱镜折射仪的总体设计方案,并对准直光管、传动机构、锁紧和微调机构以及轴角编码测角机构等主要组成部分进行了光机结构设计。在考虑空气折射率影响因素的修正公式的基础上,分析了仪器的检测误差。实验结果表明:其折射率检测精度可达3×10-6,满足了高精度V 棱镜折射仪的技术指标要求。...
[专利] 发明专利 CN201810545214.5
长春理工大学 2019-12-10
摘要:本发明涉及一种用于激光通信的两级复合单反射镜式机械跟踪转台,属于空间机构领域。其特点是转台采用粗精两级调整机构复合工作共同带动一个反射镜实现大范围高精度转动,对光轴进行高精度对准与跟踪。粗调整机构采用低精度自锁传动轴系实现反射镜较低精度的大范围调整,同时轴系可自锁。精调整机构采用压电陶瓷结合柔性铰链实现反射镜小范围的高精度转动。两级调整机构复合工作可对光轴进行二维大范围高精度调整,电机停止工作也可保证光轴位置精度。同时系统粗调整机构采用普通电机通过传动机构带动轴系转动,可以采用小型化的电机,因此系统具有更小的重量和功耗。
[专利] 发明专利 CN201810408306.9
长春理工大学 2019-11-12
摘要:本发明涉及一种采用记忆合金的可重复锁紧轴向锁紧机构,属于空间机构领域。本发明涉及一种采用记忆合金的可重复锁紧轴向锁紧机构,其特点是锁紧机构采用记忆合金驱动,设计有弹性簧片,在锁紧力撤除后可在弹性作用下恢复达到初始位置。记忆合金丝带动钢丝绳绕紧弹性簧片后,弹性簧片上的刚性球头和轴系转子上的球窝配合,实现轴系锁紧。机构锁紧力作用点距离轴承距离近,作用力直接作用到轴系回转轴线上,可以起到更好的锁紧效果。结构质量轻、体积小、解锁冲击小,并可完成轴系的重复锁紧与解锁。
[专利] 发明专利 CN201810408266.8
长春理工大学 2019-11-12
摘要:本发明涉及一种用于激光微波复合通信的共轴可展天线,属于信息技术领域。本发明提出了一种用于激光微波复合通信的共轴可展天线,其特点是采用共轴复合设计,激光信号和微波信号共轴收发共用部分部件,并且天线具有可展结构;天线可展结构展开后增大天线微波收发口径和收发增益,可展结构收起后减小系统体积。与其他共轴复合天线相比,本可展天线可以解决微波通信与激光通信天线增益矛盾的问题,灵活的设计微波通信口径,更好的匹配微波与激光通信的增益,实现更好的复合通信效果。
[专利] 发明专利 CN201810714605.5
长春理工大学 2018-12-25
摘要:本发明属于光学检测领域,具体涉及一种双平行光管式跟瞄转台指向精度测试系统及方法,其中测试系统包括指向精度测试装置和放置平台,其中放置平台放置在指向精度测试装置前面,放置平台可以在指向精度测试装置前面的地面上移动以找到合适的测量位置;尤其适用对潜望式跟瞄转台进行指向精度测试,该系统及方法能够根据被测潜望式跟瞄转台光轴与方位回转轴间的偏移量调整平行光管组中两个平行光管之间的距离,实现被测转台大范围内任意角度的指向精度测试。
[专利] 发明专利 CN201710416364.1
长春理工大学 2018-12-14
摘要:本发明涉及一种提高激光通信误码率的激光微波复合通信方法,属于信息技术领域。本发明提出了激光/微波复合通信时的一种提高激光通信误码率的激光微波复合通信方法,其特点是在利用激光进行高速通信的同时,采用微波链路回传激光通信接收端的信息接收情况。在激光通信误码率上升时,利用微波通信通信速率低但可通率好的特点,接收端采用微波向发射端回传接收输信息情况,发射端根据信息接收情况对未能正确接收的信息进行重传,从而在保证不降低激光通信速率、不影响通信保密情况的前提下,提升激光通信系统的误码率,提升通信系统的使用效能。
[专利] 发明专利 CN201810710676.8
长春理工大学 2018-12-21
摘要:本发明属于光学检测技术领域,具体涉及一种消除空气扰动引入误差的平行光管及方法;该装置包括平行光管保护罩、次镜组件、主镜组件、焦平面组件、气流输入风扇组件、风扇移动导轨、风扇组移动导轨、气流输出风扇组件、风扇移动导轨、风扇组移动导轨和平行光管安装基板,该装置通过气流输入风扇组件与气流输出风扇组件为平行光管内的光路提供了一个稳定的气流环境,使平行光管的像质不再受到实验室中人员活动以及空调等设备的影响,能够保证平行光管在使用过程中像质的稳定,提高检测精度。
[专利] 发明专利 CN201810711671.7
长春理工大学 2018-11-20
摘要:本发明属于光学检测领域,具体涉及一种光学系统多角度像质检测装置及方法,装置包括干涉仪、干涉仪二维调整基座、干涉仪运动导轨、第一折转镜三维调整基座、第一光路折转反射镜、折转镜移动导轨、第二光路折转反射镜、第二折转镜三维调整基座、被检光学系统、被检设备三维调整基座、被检设备移动导轨、标准镜移动导轨、标准平面反射镜、标准镜三维调整基座以及检测装置支撑架,该装置及方法能够通过改变光路折转反射镜、被检光学系统以及标准平面反射镜的位置与角度,对被检光学系统与重力成任意角度状态下的像质以及任意视场内的像质进行检测。
摘要:为了满足空间多节点激光通信系统的研制与调试要求,提出了一种多用途激光通信光学天线.通过替换透镜或分光组件,实现激光通信光学天线与自准直平行光管功能的切换.对主镜室进行加强设计,提高了系统整体刚度并使其具有遮光罩的功能.主镜室前端面与盘式次镜架连接,方便光学系统的装校工作,内部通过6个粘接点与主镜相连,后端面连接主镜室背板,以提供透镜组件、分光组件及主镜辅助支撑组件的安装接口.有限元分析结果表明,本结构1阶模态为345 Hz,环境温度在20℃±5℃范围内,主镜面形误差均方根值优于λ/28.使用4维(4D)干涉仪对系统波像差进行检测,结果表明,激光通信光学天线工作模式下系统波前均方根值优于λ/14,能够满足激光通信系统的指标要求....
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