长焦面空间相机调焦机构分析与验证

为了补偿空间相机由于地面定标环境和在轨工作环境不同及发射时振动冲击引起的焦面离焦,保证空间相机在轨成像质量,设计了焦面调焦机构。首先,针对尺寸超长焦面,采用增设调焦内框来增加焦面基板刚度,通过蜗轮蜗杆传动驱动丝杠运动实现机构自锁。其次,利用有限元分析软件patran/nastran建立了调焦机构的有限元模型,用mpc模拟导轨连接,对调焦机构进行模态分析。最后,对调焦机构进行了力学试验验证和精度测试。试验及测试结果表明:设计的调焦机构动态刚度高,一阶计算模态为228.7Hz,而试验得到一阶模态为223.9Hz,两者相差2%;调焦灵敏度达0.25m,调焦精度达到6.3m,焦面基板两端同步误差达到4m,满足航天相机对调焦机构高分辨率、高精度、高可靠性的要求。     

一种新型调焦机构设计

设计了一种用于空间光学遥感器的调焦结构,结构采用正反螺旋的丝杠、双螺母和双连杆,弥补了传统调焦机构的不足。机构精度为0.0021~0.0029mm。工程分析结果表明,该机构动态刚度好、环境适应性强,适合在空间光学遥感器中使用。     

机载航空侦察相机调焦机构设计

本文针对一种机载和航空侦察相机,研究了导致航空相机焦面偏离的各种原因,指出温度、大气压力变化和照相距离的变化,是导致相机离焦的主要原因。通过对该原因的分析、研究,确定了自动调焦系统方案,设计了一套原理简单、结构可靠的调焦机构。对该调焦机构进行精度分析并进行了相关的试验。试验结果表明,该调焦机构设计合理可行。     

双波段航空相机红外调焦机构的设计

为了补偿双波段航空相机在复杂环境下产生的离焦,设计了一套调焦机构。该调焦机构通过采用蜗轮蜗杆和偏心凸轮的传动方式,将凸轮的旋转运动转化为调焦镜的直线运动,解决了离焦问题。该机构具有传动比大、运行平稳,结构紧凑,抗振、抗冲击,可实现自锁以及模块化等优点。通过计算可知,该机构的调焦镜的位移精度为0.0026mm,满足使用要求。仿真分析结果表明,该方法具有可行性。     

用于短弧氙灯的光学调焦机构

设计了一种用于短弧氙灯汇聚光学系统的调焦机构,对周向及轴向的调焦方式分别进行了设计及计算:一方面通过细牙螺纹的结构实现轴向调焦;另一方面通过一组偏心轮装置完成周向调焦。最终实现了机构的三维连续调焦,在此基础上研制了调焦机构样机,经过多次试验验证了该调焦机构的可靠性,效果良好。     

星载调焦机构地面专检设备设计

为了保证星载一体化对地观测卫星调焦地面实验的可靠性和有效性,对调焦机构专检设备进行了研究.分析了地面调焦专检设备的设计需求,结合现有成熟技术,设计了调焦机构地面专检设备,实现了调焦地面实验.最后,对该专检设备的控制进行了转动位移测试和转动速度测试.测试结果表明,该专检设备能够满足地面实验要求.     

基于红外热像仪的调焦机构受力分析及电机选型

目前,红外热像技术在国内受到广泛的关注,在侦察、监视、枪瞄、制导等方面发挥重要作用,而调焦组件作为热像仪中重要的组件之一,是完成光学调焦的主要的机械结构,热像仪在调焦过程中能否保持运动平稳、运动精度能否达到要求,直接影响到最终的成像效果以及跟踪效果。本文针对凸轮式调焦机构对其进行受力分析及电机选型,综合考虑转动惯量、摩擦力矩的因素,通过计算及仿真分析,找到影响凸轮效率的因素,并提出优化建议。     

长焦距空间相机调焦机构设计

长焦距空间相机容易因环境变化产生离焦现象,引起相机成像质量下降。根据空间相机不同的结构特点和工作环境,需要设计相应的调焦机构。从保证相机成像质量和结构空间要求的角度出发,阐述了调焦机构的工作原理和组成,进行了调焦机构的方案选择,分析了调焦机构误差分布,提出了一种由精密滚珠丝杠和直线轴承实现导向和运动方向转换的调焦机构。对调焦机构进行了力学试验和分析。试验结果表明,调焦机构较强的结构刚度和稳定性能够满足空间相机在复杂环境条件下精确可靠调节调平面位置的要求。     

空间相机连续调焦地面仿真测试系统设计

为使空间相机获得清晰准确的地面目标图像,相机需要依据结构变化对焦面位置进行调整。如果空间相机可以在轨快速对目标景物连续调焦,通过地面下传图像准确判断出最优焦面位置,将会极大提高空间相机的工作质量和效率。为验证连续调焦方法的可行性,提出了一种地面仿真测试方法。采用动态目标发生器和平行光管模拟相机在轨对地面目标成像。应用计算机系统作为目标发生器远程控制、数据处理、信息发送和接收设备,空间相机实时接收飞行器模拟设备发送的命令和工程参数,完成模拟在轨连续调焦。试验结果表明,所设计的系统能够依据图像判断最优焦面位置,满足设计和测试要求。     

直线电机驱动的经纬仪调焦机构设计

传统的凸轮调焦机构和丝杆丝母调焦机构存在结构复杂;加工、装调难度大;在传动链中引入齿轮传动,不可避免的会产生空回现象,进而导致整个机构存在传动效率低、响应速度慢、重复定位精度差等问题。为了弥补传统调焦机构的不足,设计了一种直线电机驱动的调焦机构,给出了新调焦机构的设计计算过程。直线电机驱动的调焦机构已成功应用于光电经纬仪中。实验证明,该机构的重复定位精度〈0.004mm,优于传统的调焦机构。     

直线感应加速器聚焦段的模拟

介绍了直线感应加速器聚焦段的结构模型,成功地使用了非均匀网格模型,实现了对直线感应加速器聚焦段的三维数值建模。利用独立编写的螺线管线圈和磁透镜计算程序,将磁元件的场分布设置到三维模型中。模型结合PIC与FDTD方法模拟聚焦段内电子注的传输、聚焦过程,并将结果与文献做比较,验证了模拟的正确性。模拟结果对直线感应加速器聚焦段的调试有一定的指导意义,为试验调节节省开支。     

合成孔径聚焦超声成像系统的计算机仿真

运用计算机技术，对合成孔径聚焦超声成像系统进行了仿真，同时，给出了仿真结果。     

带状电子注聚焦系统设计

通过理论分析、数值模拟和实验研究了PCM 结构聚焦椭圆带状电子注的可行性。利用三维PIC 粒子模拟软 件模拟了椭圆带状电子注在PCM 结构行程的周期磁场中的传输过程,结果显示：截面为10x0.4 mm2 的椭圆带状电子 注在12x0.8 mm2 的矩形通道中稳定长距离传输120mm 无截获。对PCM 聚焦结构的磁场进行了测试,测试结果与数 值模拟结果相符。实验并研究了该PCM 聚焦系统约束带状电子注的能力,测试用速调管的设计电压为75kV,在56.8kV 时的直流通过率达到52.1%,并随着工作电压的升高呈上升趋势。     

苜蓿叶形耦合腔慢波结构的模拟和验证

苜蓿叶形耦合腔慢波结构是一种高耦合阻抗的慢波线。由于结构复杂,其数学分析及工程设计都非常困难。该文利用三维电磁计算软件Isfel3d,Mafia,HFSS对这种结构的色散特性、耦合阻抗进行数值模拟,在分析模拟结果的基础上,对这种结构做了初步的优化。结果表明,数值模拟与实验结果有很好的一致性,这对改进这种慢波线的工程设计具有重要意义。     

射频仿真系统阵列结构设计综述

论述了射频仿真系统阵列结构的性能、工作环境、结构设计、尺寸计算以及球面阵结构的有限元力学分析计算,阐述了保证射频仿真系统阵列结构中单元位置精度的调整方法等关键技术。     

周期永磁聚焦系统直流状态下聚焦性能的计算机模拟

本文概略地阐述了作者研制的行波管周期永磁聚焦系统ＣＡＤ软件的原理，计算方法和功能，该软件包含有计算程序和前，后图形处理程序，计算程序的精确满足工程设计要求，是行波管周期永磁聚焦系统的良好辅助设计手段。     

国内外调焦机构研究综述及发展趋势

调焦是高能激光系统中发射聚焦装置的关键一环。调焦机构对系统的瞄准和打击精度有着重要作用。为了解调焦机构的研究现状和发展趋势,首先对国外各类研究成熟的调焦机构进行了介绍,并分析了其调焦控制的原理以及针对各类技术问题所提出的解决方案。对于国内研究情况,则着重介绍了凸轮、丝杠、蜗轮蜗杆和直接驱动四种形式的调焦机构。然后分析了其控制调焦的基本原理,并介绍了应用于不同系统的调焦机构的设计特点。通过分析各类型调焦机构的设计及控制,总结和对比了它们的优点与不足,提出了适用于高能激光系统的调焦机构设计思路及研究方向,为高能激光系统调焦机构研究打下了技术基础。     

聚光系统构形对激光推力器推进性能的影响

在喷管与聚光系统一体化设计时,聚光系统因其同时承担聚光和喷管两项功能而成为激光推力器的重要组成部分。通过改变聚光系统内表面的母线方程,可以改变点火区的大小、形状、点火区与聚光系统内表面的距离及喷管长度等参数,而这些参数都会对激光推力器的推进性能产生影响。针对不同的聚光系统构形建立了相应的点火模型,数值计算与实验结果一致,即当注入能量不超过60 J时,在喷管出口直径相同的条件下,抛物形喷管点聚焦方式比环聚焦方式所获得的冲量耦合系数大,可达38.84×10-5N.s/J;而冲量耦合系数对点火区与聚光系统内表面的距离及喷管长度等参数并不十分敏感。研究结果对于吸气式激光推力器的喷管构形设计具有指导意义。     

基于ADAMS的夹持机构仿真及其优化

运用三维建模软件Pro/E对夹持机构进行三维建模,然后将模型导入运动学仿真软件ADAMS中。利用ADAMS软件对模型进行驱动和约束的添加,得到夹持机构的虚拟样机,并进行仿真,得到夹持机构中夹持装置的运动范围。在此基础上,针对夹持装置的运动范围利用ADAMS中的DS（设计研究）、DOE（试验设计）对其进行了分析和优化设计。