1.25m口径宽波段测试设备设计
多光轴一致性是衡量多光轴系统性能的一项重要技术指标。在研制某多光轴光测设备中,为提高测试精度,需要研制一台以口径1.25m,焦距15000mm的平行光管为主体的检测设备。对检测系统的组成和原理做了简单介绍;针对设计要求,提出了侧面柔性钢带支撑和杠杆平衡重锤的组合浮动支撑方式来解决主镜受重力影响而带来的面形问题;对支撑点个数,位置及重锤重量等参数进行优化,以达到最优的面形精度;确定了次镜室及三翼梁的结构;设计焦面水冷方案抑制辐射杂散光;利用接触非线性方法对主镜在重力作用对的面形精度进行了分析拟合结果为11.19nm(λ/56);最后,利用4D动态干涉仪对已完成的平行光管进行检测,其系统面形精度RMS达到了35.05nm(λ/18),实验结果表明,反射镜支撑结构以及整个系统的设计均达到了设计要求。
水平式激光发射系统指向误差的修正
为修正由轴系误差引起的水平式激光发射系统的指向误差,借鉴经纬仪视轴指向误差的修正方法——单项差法和坐标变换法,建立了激光发射系统指向误差的修正模型,得到了轴系误差在激光发射光路中的传递规律。介绍了系统光机结构及建模理论,导出了反射镜的作用矩阵。通过建立水平式跟踪架笛卡尔坐标系,将激光光束看作空间内一单位矢量,并借助矢量旋转与坐标变换,得到了各单项误差解析式;通过线性叠加得出激光发射系统指向误差的修正模型。结合电视跟踪系统所测量的激光束指向误差,采用最小二乘法拟合得出修正模型中各待定系数。实验结果表明:指向误差经修正后,系统在某两轨道上和天顶区域的指向精度可达到3.1”和9.7”,满足系统设计的精度要求。
水平式两轴转台中库德光路的快速装调
为实现对水平式两轴转台中库德光路的快速高精度装调,建立了自准直平行光管与平面反射镜相组合的自准直装调和检测系统。介绍了水平式两轴转台中库德光路的组成和工作原理,根据光学自准直原理给出了库德光路的装调和检测方法;结合库德光路的特点推导出基于坐标变换的库德镜辅助装调模型,进而实现了库德光路的快速装调。最后,对装调好的库德光路进行了随经轴和纬轴转动的误差检测,得出两轴转台工作过程中库德光路的实际晃动误差。结果表明,通过装调的库德光路晃动误差仅为5.2”,满足设计指标要求的8”。该装调技术不仅适用于库德光路也可对其它的反射镜装调提供一定的借鉴和参考。
大型光电设备用700°转动范围限位机构
根据大型两轴跟踪测量系统的使用要求,研制了机电式700°转动范围的旋转轴用限位机构,经理论分析和试验验证,该机构工作可靠,很好地解决了旋转轴回转零点的第一次通过和第二次限位问题,机构可适时为设备主控系统提供旋转轴当前位置和到位信息,结构设计巧妙、紧凑,完全可以满足大型高精度光学仪器的使用要求。
双电机单元光纤定位机构检测方法研究
为了检测双电机单元光纤定位机构的定位误差,搭建了光学检测装置,用CCD相机对光纤头进行拍照来确定光纤在空间的准确位置.对光纤的重复性定位误差和到目标点的误差进行了检测.实验结果表明这一机构能够满足LAMOST工程对光纤定位的小于40μm的精度要求.
水平式经纬仪指向误差的统一补偿技术
为修正水平式经纬仪的指向误差,提出了一种针对视轴指向的统一补偿模型。根据水平式经纬仪的光机结构,建立了照准坐标系和地平坐标系;通过两坐标系的几何关系得到目标在地平坐标系下的坐标方程,并对该方程进行全微分,得到地平坐标误差与指向误差的关系式。针对设备主要误差源之一(3轴误差)进行5次线性变换,推导出目标在地平坐标系中关于3轴误差的统一地平坐标误差方程;结合全微分所得关系式,求出指向误差关于3轴误差的统一补偿模型,将该模型与编码器误差模型线性叠加后获得水平式经纬仪指向误差的统一补偿模型。最后,对全天分布较为均匀的46颗恒星进行观测,得到了观测误差的实验数据,利用最小二乘法对该模型进行拟合,得到模型中各待定系数。实验结果表明,采用该模型进行修正后,设备总指向精度由修正前的40.1″提高到3.4″,满足...
激光传输通道动密封防尘结构设计
激光传输通道工作环境复杂,为满足系统密封要求,设计了一种磁流体动密封结构。主要由磁流体、极靴、永磁体、内筒、外筒和盖板组成。建立磁场仿真模型,计算了不同密封间隙内磁场的大小及其分布。分析了0.1~0.4mm间隙下的理论耐压能力,根据工程要求选取了密封间隙0.2mm。耐压值可以达到0.26 MPa。应用Block Lanczos法对内筒进行模态分析,一阶固有频率690.94 Hz,远高于经纬仪固有频率,满足动力学要求。最后进行试验并分析了离心力对密封的影响。结果表明密封结构的各项指标均满足可以要求。
1m口径微晶玻璃主镜的单芯轴支撑方法研究
传统经纬仪主镜支撑主要利用侧支撑和底支撑共同支撑的方法,该种方法支撑结构复杂,装调过程繁琐时间周期较长,为了克服传统方法的缺陷,提出了全新的利用单芯轴支撑的方法。对单芯轴支撑方法的主镜结构,轻量化方式,支撑结构,面形精度(RMS)等进行分析,判断单芯轴支撑方法的可行性。首先制定了指标要求并且详细分析了传统方法的缺点产生的具体原因,接着根据指标质量及工程中光学设备所用胶合剂参数计算主镜的极限值胶粘面积。然后通过改变主镜结构参数,分析选用参数(加强筋个数,加强筋厚度,镜面厚度)与面形精度之间的关系,分析各种情况下的主镜镜面变形原因得出变形云图并针对性的修改主镜结构参数直至满足指标要求得到满足单芯轴支撑结构的主镜形式。最后,得出最终主镜形式及支撑结构形式。最终获得轻量化率为26.0%,光轴竖直...
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