焦面板精度测量平台的结构设计与分析

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一种用于激光防伪平台的调焦机构设计

滚珠丝
２ｌ，３４：１ｏＯ３（）４
［］３昌剑，李志来，金光．微粒子观测相机调焦机构设计［］Ｊ．中国光学与应用光学，０，６：１－５２９２）４５０（５１
［］４张春林，宋立维．电机驱动的经纬仪调焦机构设计［］光机直线Ｊ．
量等要求；滚珠丝杠组件采用集成式安装方式，在保证精
度前提下，使总质量尽可能轻。
基金项目：广东省省部产学研结合项目（０００００２１。２１Ｂ９４０７）作者简介：（９９，山西介休人，￣１７一）男，汉族，车辆工程硕士，讲
师，研究方向为机械设计及噪声检测与控制。科长，
滚珠丝杠组件采用集成式组装，除一个滚珠丝杠副外，另外集成一个直线导轨组件，直线导轨的滑块集成在滚珠丝杠螺母上，高精度、小螺距的丝杠和螺母的配合使机构的空回量减少，分辨率提高，自锁性能提高；直线导轨机构使摄像头安装足够稳定，整体晃动现象有很大改善，从而全面提高了机构运动的精度和重复性；联轴器的使
４调焦机构检测
４１．检测要求经过加工，，试装对调焦机构进行功能检测，具体要求
收稿日期：１ — — ０２２３７
图３滚珠丝杠设计图
电信息，１，（１： — ０２０２１）４４７８９
除滚珠丝杠组件以外，所有底板、连接板、安装板等全
［］柴方茂，５樊延超．一种新型调焦机构设计［］光机电信息，１，Ｊ．０２０
７６：７１２（）１—８
部采用铝合金材料，其密度较低，满足使用过程中强度、质

航天某相机焦面结构分析

航天某相机焦面结构分析本文针对航天某相机的焦面组件，使用HyperMesh进行有限元模型前处理，使用RADIOSS求解，求解后并使用HyperView进行结果后处理。

进行结构的模态分析和基于模态法的扫频分析，通过结果分析验证了设计的合理性。

1 前言焦面结构组件是卫星相机的关键组件，集光、机、电、热于一体。

为了适应发射阶段和在轨阶段的力学环境要求，必须对关键部件进行力学分析与试验。

焦面结构组件如下图所示，主要包括结构基体、反射镜、探测器组件以及探测器驱动电路盒等。

本文主要针对焦面组件进行模态以及正弦扫频分析，并对结果进行讨论。

点击图片查看大图图1 XX相机焦面结构图2 有限元模型的建立2.1 焦面组件的模型前处理为对焦面组件进行结构分析，须对模型进行适当的简化以及网格的划分。

使用HyperMesh强大的几何清理功能对导入的CAD模型进行几何清理，对于的小孔清理，对滤光片进行抽中面进行面网格划分。

其余结构基体、反射镜等部件进行体网格划分。

网格剖分结果如图2所示。

点击图片查看大图图2 某相机有限元分析模型2.2 结构材料性能为了满足焦面组件的高强度，轻量化以及满足热稳定性等方面的要求，焦面组件的主要支撑以及关键零部件采用4种材料，各种材料参数分别如表1、表2、表3、表4所示。

表1 材料1参数点击图片查看大图表2 材料2参数点击图片查看大图表3 材料3参数表点击图片查看大图表4 材料4参数表点击图片查看大图焦面结构中所选用材料除了上述几种以外，还包含电路印制板，对于电路印制板的密度采用包括电路板上的元器件在内的总体质量与体积的比值来定义电路板的密度。

表5 PCB板材料参数表点击图片查看大图3 结果分析3.1 模态分析通过对上述的模型在RADIOSS中求解，得出焦面组件的前5阶模态，前5阶模态的的频率值如表5所示。

由于模型中有薄板存在，前5阶模态主要集中在薄板处和焦面支架的两个薄壁方向。

其中一阶和三阶振型如图所示。

大视场长焦面光学遥感器双凸轮式焦面调焦机构

大视场长焦面光学遥感器双凸轮式焦面调焦机构刘磊;曹国华【摘要】A focusing mechanism with a tilt of focusing plane assembly less than 7 " , positioning accuracy better than 0. 01 mm in the +2 mm focusing range was designed to ensure the best image quality for a wide field space camera with a focal plane length more than 600 mm. To meet the requirements of the focusing mechanism for focusing accuracy, mechanical environments and the vacuum environments, the dual-cam drive technology was used to complete the accurate focusing, and the loss of power brake self-locking technology allowed the camera to be a stable image plane position under the impact of mechanical environments. Furthermore, the high stiffness rail and bearings were used in the focusing mechanism to obtain a high dynamic stiffness. The design analysis and experimental results show that the dual focal plane cam-driven focusing mechanism has high focusing precision and high re-liability and is able to complete the focuing and improve the image quality of space cameras in the complex space environments.%为保证焦面长度大于600mm的大视场空间光学遥感器在空间环境下的成像质量,设计了一套在±2 mm调焦范围内焦面组件倾斜小于7”、定位精度优于0.01 mm的焦面调焦机构.针对系统对调焦精度、力学环境、真空环境的要求,该调焦机构采用双凸轮驱动技术来满足调焦精度要求；采用失电制动器自锁技术,使相机经发射等力学环境冲击后像面位置仍保持稳定.此外,采用高刚度导轨和轴承使调焦机构具有较高的动态刚度.设计分析及实验证明,该套焦面调焦机构具有较高的调焦精度和可靠性,能够在复杂的空间环境下完成调焦任务,提高遥感器的成像质量.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2012(020)009【总页数】6页(P1939-1944)【关键词】空间相机;双凸轮机构;焦面调焦;成像质量【作者】刘磊;曹国华【作者单位】长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】V447.3;V443.51 引言在空间对地遥感观测技术领域里，离轴三反光学系统具有大视场、高分辨率、体积小、无色差、平像场等优势。

空间相机调焦机构精度检测系统设计

ａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｋｅｙｓｔａｔｅｊｕｄｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｗａｓｕｓｅｄｔｏ
ＸＵＺｈｉ — ｔａｏ，ＬＯＮＧＫｅ — ｈｕｉ ¨，ＬＩＵＪｉｎ — ｇｕｏ，ＬＶＳｈｉ — ｌｉａｎｇ
（１．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ．
．
ｍｅｉｒｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｆｏｃｕｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｏｒｋｅｄｓｔａｂｌｙ，ａｎｄｉｔｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｆｏｃｕｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｍｏｄｉｆｉｅｄ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｏｔｈｅｒｃａｍｅｒａｓ

新型焦面板的结构优化设计

新型焦面板的结构优化设计龚丹青;胡红专;刘志刚;王建平【摘要】The surface precision and the structure of the panel will affect the image quality of the telescope system.According to different types of large telescopes , A new type of porous structure of focal plane is proposed , the issue of the miniaturization of fiber units and the change of the displacement and stress is resolved.In the end, the modeling and simulation by ANSYS is made , the results show that the new structure can guarantee the surface accuracy of focal plane and can improve the collection efficiency of the spect-rum.%焦面板的面形精度和结构布局直接影响到望远镜系统的成像质量，针对不同类型大型望远镜的形式，提出了一种新型的多孔焦面结构，解决了单元小型化及焦面板空间翻转带来的面型变形及刚度变化的问题。

通过对不同孔型孔数焦面板的ANSYS建模仿真，论证了该新型结构可很好的保证焦面的面型精度且能够提高光谱的采集效率。

【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】3页(P126-128)【关键词】焦面板;多孔结构;面型精度;仿真建模【作者】龚丹青;胡红专;刘志刚;王建平【作者单位】中国科学技术大学，安徽合肥 230027;中国科学技术大学，安徽合肥 230027;中国科学技术大学，安徽合肥 230027;中国科学技术大学，安徽合肥230027【正文语种】中文【中图分类】TH751LAMOST望远镜光力强、视场大、像差小, 其关键部件焦面板工作位置的中轴线与水平面夹角为25°，观测时焦面板将绕中轴线旋转，所以在整个工作过程中形变及应力应变强度不会发生变化 [1]。

宽幅相机一体化焦面调整机构设计与精度分析

宽幅相机一体化焦面调整机构设计与精度分析谢玉婷;安源;贾学志;李季【摘要】According to the requirement of adjusting focus and drift angle for wide camera, an integrated two-dimensional adjusting mechanism is precision for focal plane, which can realized the purpose of adjusting the focus and drift angle at the same time.Precision analysis based on Monte Carlo method of the adjusting mechanism is carried out to ensure that the adjusting mechanism has enough precision.The quality of this structure is 12kg.Its focusing range is(-4~+4)mm,positioning accuracy is0.0045mm,and focusing resolution is 2.1μm.The adjustable range for drift angle is(-5~+5)°,positioning accuracy is 1.48", while resolution is better than 0.18". The results show that all the parameters meet the design requirements very well. The mechanism has the advantages of compact structure, light quality,small occupation space, good structural strength and strong bearing capacity which can meet the requirements of space wide field camera with large size focal plane.%针对空间宽幅相机对调焦和调偏流的要求,设计了一种一体化焦面二维调整机构,能够同时实现调焦和调偏流功能,并基于蒙特卡罗法对机构进行了精度分析.机构总重12kg,调焦范围为(-4~+4)mm,调焦单元定位精度优于0.0045mm,调焦分辨力优于2.1μm;调偏流单元调偏流范围为(-5~+5)°,定位精度为1.48",调偏流分辨力优于0.18",各项指标均满足设计要求.一体化焦面二维调整机构结构紧凑,占用空间小,结构强度好,承载能力强,适用于大尺寸焦面空间相机.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P212-215)【关键词】宽幅相机;一体化焦面二维调整机构;蒙特卡罗法;精度分析;调焦;调偏流【作者】谢玉婷;安源;贾学志;李季【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;长光卫星技术有限公司,吉林长春130051;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;长光卫星技术有限公司,吉林长春130051;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;长光卫星技术有限公司,吉林长春130051【正文语种】中文【中图分类】TH16;V414.11 引言随着卫星遥感技术的发展，卫星遥感图像在国防安全、国土资源、城市规划等多个领域起到了重要作用，具有广泛的应用前景。

光刻机调平调焦台精度指标分解方法研究_周清华

（4）三角板在坐标系 ozxy 下实现的 z、θx 和 θy 向运动为逻辑轴，其输出位移为：z、θx 和 θy，精度指标分别为 σz、σθx 和 σθy。
2 调平调焦台精度指标分解
调平调焦台的指标分解，其任务就是要把调平调焦台的总精度指标分解为三个逻辑轴的精度指标，再通过逻辑轴精度指标到物理轴精度指标的传递模型，最终将调平调焦台的总精度指标分解为三个物理轴的精度指标，从而作为后续开发的输入条件，指导和约束后续的结构设计和电控系统设计。
常可以用音圈电机，压电陶瓷等进行驱动，也可以配置其它机械式传动机构实现三个物理轴的运动。依据光刻机中实际的调平调焦台布局，建立如图 1 所示的坐标系，坐标系中心设置在三角形中心，x 轴沿横向布置，y 轴沿纵向布置，调平调焦台就在这个坐标系下完成 z，θx 和 θy 三自由度调节，其中 z、θx 和 θy 为该调平调焦台的逻辑轴。工作时，如果三套驱动机构执行的是相同的位移增量，则实现调焦功能，即 z 向调节；如果三套驱动机构执行的是不同的位移增量，则实现调平功能，即 θx 和 θy 向调节。三套驱动机构配合运动，实现调平调焦功能。
姨l2－( l )2× 2 23
= 2z2 － z1 － z3
姨姨姨
姨3 ×l
姨姨姨
姨姨
姨
依据函数误差理论以及各测量相互独立[5]，各
逻辑轴误差计算为：
姨 σz =
( 坠z 坠z1
)2σz12
+
(
坠z 坠z2
)2σz22
+
(
坠z 坠z3
)2σz32
姨姨姨姨姨姨
姨
姨 σθx =

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ＷＡＮＧＱｉａｎ－ｋｕｎ，ＬＩＫｅ－ｘｕａｎ，ＷＡＮＧＪｉａｎ — ｐｉｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｅｎｍｔａｔｉｏｎ，ＵｎｗｅｎｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｄｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆＣｏｈｉｎａ，ＨｅｆｅｉＡｎｈｕｉ２３００２７，Ｃｈｉｎａ）
ｒａｔｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｆｏｃａｌｐｌａｔｅｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｔａｉｏｎｓ，ａ６－ＤＯＦＳｔｅｗａｒｔｐｌａｔｆｏｒｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒａｔｔｉｔｕｄｅａｄｊｕｓｔ－
ｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｏｆｔｈｅｆｏｃｌａｐｌａｔｅｉｎｈｏｉｆｚｏｎｔ￣ａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｏｖａｌｉｄａｔｅｔｈｅｆｅａ —
摘
要：天文望远镜焦面板面形精度对其准确的进行星象观测起着关键作用，为了精确测量焦面板在不同工位下的
变形，设计一种并联运动平台用于焦面板姿态调整。针对Ｓｔｅｗａｒｔ平台空间姿态调整范围的不足，提出了改进结构布
ｍｅｎｔ．Ｆｏｒｔｈｅｓｍａｌｌａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｒａｎｇｅｏｆａｃｌａｓｓｉｃ６－ＤＯＦＳｔｅｗａｒｔｐｌａｔｆｏｒｍ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏ —
中图分类号：ＴＰ２０７－４４１４（２０１３）０３ — ０１３７ — ０５
ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＦｏｃａｌＰｌａｔｅＡｃｃｕｒａｃｙＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
ｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄ，ａａｎｇｌｅｃｈａｎｇｅｍｏｄｅｌｉｓｓｅｔｕｐｏｒｆｔｈｅｂａｌｌｈｉｎｇｅｏｆｔｈｅｍｏｖｉｎｇａｎｄｓｔｔｉａｃｐｌａｔｆｏｍ．ＳｒｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎＭＡＴＬＡＢｓｕｇｇｅｓｔｔｈａｔｔｈｅｂａｌｌｈｉｎｇｅａｎｇｌｅｃｈａｎｇｅｏｆｍｏｖｉｎｇａｎｄｓｔａｔｉｃｐｌａｆｔｏｍｒｉｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｌｉｍｉｔｉｎｇａｎｇｌｅｉｎｔｈｅ
・
机械研究与应用・２０１３年第３期（第２６卷，总第１２５期）
检测与控制
焦面板精度测量平台的结构设计与分析
王乾坤，李科选，王建平
（中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，安徽合肥２３００２７）
置方案，建立动、静平台球铰转角的数学模型；ＭＡＴＬＡＢ仿真结果表明，动平台运动至极限姿态过程中，动、静平台球
铰转角处于极限转角范围内，验证了该方案的可行性，对焦面板面形精度测量工作具有一定的指导意义。
关键词：焦面板；姿态调整；球铰；平移