齿轮齿条机构是铅笔外观缺陷装置传动系统的执行机构。为了保证结构强度及检测装置的可靠性、准确性和使用寿命,利用SolidWorks软件建立齿轮齿条系统三维模型,导入ANSYS Workbench中进行力学分析及模态分析,确定了齿轮齿条系统前6阶模态固有振型。由分析得知系统最高负载时,齿轮齿条间最大接触应力远小于齿轮齿条材料屈服强度;极限条件下可能造成齿轮齿廓面的最大变形量在允许变形范围内,外部激励频率也小于齿轮齿条机构固有频率;结构的强度满足相关使用要求;以不同的检测效率运行时,系统均不会引起共振。

针对近地表频率域电磁探测对发射信号的要求,以单极性倍频正弦脉宽调制技术（Si-nusoidal pulse width modulation,SPWM）为基础,利用现场可编程门阵列（Field-programma-ble gate array,FPGA）作为硬件平台,构建了基于嵌入式NiosII软核的片上系统SOPC（Sys-tem-on-a-programmable-chip）;采用硬件描述语言（Verilog）实现多频SPWM的数字算法,产生频率间隔小、谐波失真（THD）低的多频数字驱动信号,克服了伪随机法频率间隔固定、系统结构复杂、位流法过分依赖负载线圈、算法复杂的缺点。最后,通过理论仿真和试验验证了本文方法的优越性。