光学机械设计OPTOMECHANICAL DESIGN主讲：朱健强中
连续变焦光机系统凸轮轮廓设计
1引 言 变焦物镜是焦距在一定范围内以不同的速度进
行连续改变, 而保持像面不动的光学系统。连续变 焦可以使红外光学成像设备在视场变换的过程中, 目标大小连续变化而不丢失, 这在图像观察和目标 跟踪时有重要的实用意义。变焦光学系 统通常由 前固定组、变倍组、补偿组和后固定组 4 个透镜组 构成。为了使变倍和补偿两组透镜按一 定的规律 共同移动, 实 现自 动、连 续变 焦的目 的, 结构 上多 采用凸轮机构来实现 [ 1] 。通过将 凸轮圆柱展开为 二维平面, 用 作图法 绘制 的轮廓 展开图 会带 来一 定的设计误差, 而 P ro /E 软件的曲线绘制功能结合 参数设计方法 可完成 连续的 轮廓曲 线设 计, 提高 设计精度。 2 变焦距镜组运动规律的求解
Ab stract: T his artic le descr ibes the wo rk ing pr inciple o f a continuous zoom optica l lens as w e ll as the ray trac ing ca l cu lation. T he error o f cam pro file designed w ith 2D m ethod is ana ly zed. By the deta iled design w ith P ro /E 3D soft ware, the m otion behav ior of zoom group and com pensation g roup in continuous zoom optica l sy stem is re flected, and design accuracy o f cam pro file is im proved. K ey w ords: continuous zoom; cam profile; P ro /E
机械原理课程设计朱文坚
机械原理课程设计朱文坚一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械原理的基本概念、原理和分析方法，使学生能够运用机械原理解决实际工程问题。
具体教学目标如下：1.知识目标：•掌握机械系统的基本组成部分及其功能；•理解力学基础知识，包括力、压力、摩擦力等；•学习机械传动、控制系统的基本原理和应用；•掌握机械设计的常规方法和步骤。
2.技能目标：•能够运用力学原理分析简单的机械系统；•学会使用绘图软件或手工绘制机械零件图和装配图；•具备初步的机械设计和分析能力；•能够进行简单的机械设备安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对机械工程的兴趣和热情，提高学生对工程技术的认识；•培养学生创新意识和团队合作精神，使学生在解决实际问题时能够积极思考和协作；•培养学生遵守纪律、注重实践和精益求精的工作态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.机械系统的基本概念和组成：介绍机械系统的基本组成部分，如机械元件、控制系统等，并分析其功能和相互作用。
2.力学基础知识：学习力、压力、摩擦力等基本力学概念，掌握力学原理及其在机械系统中的应用。
3.机械传动：学习常见的机械传动方式，如齿轮传动、皮带传动等，理解其工作原理和特点。
4.控制系统：介绍控制系统的基本原理和组成部分，学习常见的控制策略和应用。
5.机械设计：学习机械设计的常规方法和步骤，掌握机械零件图和装配图的绘制方法。
6.机械设备安装与维护：了解机械设备的安装、调试和维护的基本知识，培养学生实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机械原理的基本概念和原理；2.讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解机械原理在工程中的应用；4.实验法：安排学生进行实验操作，培养学生的实际操作能力和实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料；2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣；4.实验设备：准备充足的实验设备，确保每个学生都能进行实际操作。
汽轮机叶片数控砂带磨床可控磨削力磨头结构设计
汽轮机叶片数控砂带磨床可控磨削力磨头结构设计周建中;项余建;王隆太【摘要】研究了汽轮机叶片复杂曲面型面砂带磨削的要求,建立了六轴联动的砂带磨削运动关系模型;根据砂带磨削的特点,提出了通过控制磨削压力实现对磨削深度的控制解决柔性砂带磨削精度难以控制的难题;设计出可控磨削力的砂带磨头.用Pro-Mechanism对磨头结构进行了运动学仿真,用ANSYS对磨头支架进行了力学分析.试验验证,设计的砂带磨头满足使用要求.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】5页(P50-54)【关键词】汽轮机叶片;砂带磨削;可控磨削力;仿真【作者】周建中;项余建;王隆太【作者单位】南京理工大学泰州科技学院机械工程学院,江苏泰州225300;扬州大学机械学院,江苏扬州225009;扬州大学机械学院,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】TH16汽轮机叶片是汽轮机的重要部件，其表面加工质量直接影响汽轮机的效率。
汽轮机叶片一般为复杂的曲面型面，国内外采用五轴联动铣削加工中心加工叶片型面的表面，由于精度和表面质量达不到希望的要求，所以还需要对其表面进行光整加工。
国内外研究使用砂轮和砂带两种技术对叶片表面进行磨削加工，可以集磨削和抛光于一体。
由于砂带磨削具有高效率和冷态的特性，所以其技术发展非常迅速，已经能够用于干磨、高速、大吃刀量等的重磨削领域及高精密零件的磨削加工领域。
国内很多高校、研究所和企业也都做了研究，并取得了可喜的成果。
扬州大学机电研究所从事叶片磨削技术研究多年，相继研制了四轴联动、五轴联动的数控叶片砂带磨床样机[1-2]。
本课题针对以前研究存在的问题结合最新的研究成果，在江苏省科技支撑计划BE2010141项目的支持下，开展了六轴联动数控砂带磨床可控力磨削技术磨头结构研究设计。
1 砂带磨削运动及磨削特点分析1.1 砂带磨削运动分析汽轮机叶片具有复杂型面，砂带磨削是由主动轮经张紧轮带动柱形接触轮转动，接触轮带动包裹在它外层的砂带运动，对叶片型面进行磨削包络成型，如图1所示。
光阑设计
反射、折射型光学系统
a
b
c
d
反射、折射型光学系统的等效结构示意图 (其中a及b为有中继像系统，c及d为无中继像系统)
视场光阑及Lyot光阑的设置
透射型系统
反射型系统
镜筒及拦光光阑的设置
前反射光管 主光管
a
b
吸收体的反射率与多次衰减之间的关系曲线
杂散光在三维空间内的分布特性
镜面反射方向 镜面反射方向
其中3个角度之间有如下大小关系： φb < φc < φt
光束入射角与光束照在光学件及拦光 光阑上的强度变化图
用拦光光阑减少杂散光照在光管内壁产生 漫反射杂散光
拦光光阑片环的位置
a.漫反射
b.镜面反射
光学件后拦光光阑的分布
有拦光光阑及没有拦光光阑时杂散光的衰 减随离轴角度的变化曲线
外侧拦光光阑
光学零件表面散射； 孔径光阑衍射；
多因素：
Lyot光阑衍射； 消杂光光阑散射与光学表面散射共同作用； 消杂光光阑衍射与孔径光阑衍射共同作用； 消杂光光阑衍射与光学表面散射共同作用； 消杂光光阑散射与孔径光阑衍射共同作用。
第二类杂散光产生的原因
消杂光光阑的设计
消杂光光阑的设计根据杂散光的来源分为 两类：
杂散光的来源
光学系统中杂散光的来源有两大类：
非成像光束在像平面产生的亮背景； 光学系统中因为散射、衍射、寄生反 射等产生的非定向杂散光。
杂散光的具体现象
卡塞格林望远系统的光路示意图
卡塞格林望远系统中的非成像直接入射光束
主镜带有一定长度镜筒的卡塞格林望远系统
第二类杂散光的来源
单因素：
正向BRDF分布
《机械设计》教学大纲(新)
《机械设计》教学大纲(新)课程简介- 课程名称：机械设计- 课程代码：MECH101- 学分：3- 先修课程：工程力学、材料力学- 教学时长：48学时（2学分）课程目标本课程旨在培养学生具备以下能力和知识：- 理解机械设计的基本原理和概念- 掌握机械设计的常用方法和工具- 能够进行机械零部件的设计和计算- 具备解决机械设计问题的分析和创新能力教学内容1. 机械设计基础- 机械设计的定义和重要性- 机械设计中的安全和可靠性考虑2. 材料选择和性能评估- 不同材料的特性和应用- 材料的力学性能测试和评估方法3. 零部件设计- 零部件设计的基本原则和步骤- 零部件的尺寸和形状设计4. 摩擦、磨损和润滑- 摩擦和磨损的原理和影响因素- 润滑剂的选择和应用5. 传动系统设计- 齿轮传动和带传动的设计原理- 传动系统的计算和优化方法6. 结构设计- 结构设计的基本原则和方法- 结构的受力分析和优化7. 创新设计- 创新设计的思维方式和方法- 创新设计案例分析和评估教学方法- 理论授课：讲授机械设计基础知识和原理- 实践操作：进行机械设计案例分析和计算实践- 课堂讨论：引导学生思考和交流机械设计问题- 课程项目：要求学生完成机械零部件设计项目教材- 主教材：《机械设计基础》（第三版），作者：李明- 参考书：《机械设计手册》（第六版），作者：王刚评价方式- 平时成绩：课堂参与、作业完成情况等（占比30%）- 期中考试：理论知识考核（占比30%）- 期末项目：机械零部件设计项目评估（占比40%）其他注意事项- 学生需要具备一定的工程力学和材料力学基础- 鼓励学生积极参与课堂讨论和实践操作- 学生需按时完成作业和课程项目。
《精密机械设计基础》课程教学大纲(本科)
精密机械设计基础(Fundamentals of Precision Machinery Design)课程编号：03410034学分：3.5学时：56 (其中：讲课学时：50实验学时：6上机学时：0)先修课程：工程图学、工程力学适用专业：测控技术与仪器，光信息科学与工程等专业教材：《精密机械设计》，庞振基，机械工业出版社，2004年3月第1版一、课程性质与课程目标(-)课程性质《精密机械设计基础》主要讲授精密机械及仪器仪表中常用机构和零部件的工作原理、适用范围、结构、设计计算方法，以及工程材料、零件几何精度的基础知识等。
具体内容包括精密机械设计的基础知识，工程材料和热处理，零件的几何精度，平面机构的结构分析，平面连杆机构，凸轮机构、摩擦轮和带轮传动，齿轮传动，轴、联轴器、离合器，支承。
本课程强调工程观点、定量运算、实验技能和设计能力的训练，强调理论与实际的结合，提高分析问题、解决问题的能力。
止匕外，由于本课程是一门理论与实践密切结合的设计性课程，在教学过程中，除进行理论讲课外，还安排有习题课、实验课及课程设计等实践性教学环节。
为培养复合型人才奠定了工程基础。
(-)课程目标.能正确描述机械和精密机械的基本概念，及零件的设计方法；1.根据材料的分类，能正确划分常用工程材料；根据各种热处理方法的不同，在实际应用中能正确选用合适的热处理手段；2.能正确计算孔和轴配合的各种尺寸；能在图纸上正确标注形位公差和粗糙度等；.能正确绘制出给定实际机构的运动简图；能对给定的高副机构进行低代处理；能利用机构的组成原理正确进行结构分析；3.根据钱链四杆机构中曲柄存在的条件，由已知条件能求出未知杆长范围；能运用常见钱链四杆机构的设计方法，进行合理设计；.根据凸轮机构从动件常用运动规律，由给定的条件能用图解法设计常见的凸轮机构;4.能正确进行带传动中带的受力分析，能根据给定的工作条件正确选择合适的带传动;.能合理地设计直齿圆柱齿轮传动，并能正确进行校核；能利用适当的方法，正确计算各种轮系的传动比。
光学仪器总体设计-长春光机所研究生教材
§1 概述1.1 课程的目的与要求1)通过《光学仪器总体设计》课程学习，掌握光、机、电、算技术结合的仪器总体设计的有关主要基础理论知识。
2)初步掌握仪器总体设计和系统设计的方法。
3)初步具有正确地估算和分析仪器精度的能力。
1.2 仪器在机械过程中的位置机械工程在发展过程中形成了能量、信息和材料三大技术领域。
按系统工程的观点，可以认为这三大技术领域又对应着以下三大技术系统：1)仪器—以信息流、信息变换为主的技术系统。
如：测量仪器、控制仪器、电影机和照相机、计算仪器、天文仪器、导航仪器等。
2)机械—以能量、能量变换为主的技术系统。
如：液压机械、发动机、运输工具、农业机械、纺织机械、包装机械、制冷机械、建筑机械等。
3)器械—以材料流、材料变换为主的技术系统。
如：锅炉、冷凝器、热交换器、冷却器、过滤器、离心机等。
这三大技术系统之间的相互关系，可以由图1.1来说明。
图 1.1机械工程三大技术系统1.3 仪器的分类1)按产品分类(产品管理部门用):工业自动化仪表与装置、电工仪器仪表、分析仪器仪表、光学仪器、材料试验机、气象海洋仪器、照相机械、电影机械、生物医疗仪器、无线电电子测量仪器、航空仪表、船用导航仪表、地震仪器、汽车仪表、拖拉机仪表、轴承测试仪表。
2)从计量测试功能分:a)计量仪器，如：长度计量仪器、时间频率计量仪器、力学计量仪器、电磁计量仪器、标准物质计量仪器(各种气体分析、有机分析、无机分析)、以及各种导出量仪器(速度、加速度等)。
b)非计量仪器，如：观察仪器、测绘仪器、跟踪测量仪器、定位定向仪器、监示仪器、记录仪器、计算仪器、调节仪器(控制仪)、各种调节器和自动调节装置。
1.4 本课程主要内容随着科学技术的发展，现代仪器向着综合化方向发展，光机电算技术的综合、计量与非计量的综合。
特别是原来只是机械制造或物理(光学)学科中的二、三级学科的光学仪器发展成了目前一级学科的光学工程。
本课程试图以笔者多年从事研究和研制的以下三种属于光学工程的典型的光学仪器讲解光学仪器总体设计。
中国的神光——神光Ⅱ高功率激光实验装置
中国的神光——神光Ⅱ高功率激光实验装置
朱健强
【期刊名称】《自然杂志》
【年(卷),期】2006(028)005
【摘要】惯性约束聚变(ICF)研究的长远目标,是实现可控核聚变,为人类提供理想的能源.神光Ⅱ高功率激光装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术863计划支持的大科学工程项目.该装置是目前我国规模最大、国际上为数不多的高性能高功率固体激光装置,是我国中近期惯性约束聚变重要实验平台.
【总页数】3页(P271-273)
【作者】朱健强
【作者单位】中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
【正文语种】中文
【中图分类】TN2
【相关文献】
1.神光Ⅱ高功率激光实验装置研制 [J], 朱健强
2.神光Ⅱ高功率激光实验装置研制 [J],
3.高功率激光领域的新进展：“神光”装置及其物理实验成果 [J], 范滇元
4.神光-Ⅲ原型高功率激光装置电磁脉冲辐射 [J], 杨为明;王传珂;易涛;李廷帅;高崇信;王锐;张健;王保清;刘慎业
5.“神光”高功率激光装置研制的决策、组织、管理工作 [J], 黄镇江
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机械设计中的光学与光电子技术
机械设计中的光学与光电子技术机械设计是工程学的一个重要分支领域，它在现代科技和工业中扮演着至关重要的角色。
光学与光电子技术作为机械设计的重要组成部分，为机械系统的设计与开发提供了许多有益的工具和方法。
本文将介绍机械设计中的光学原理及其在机械系统中的应用，以及光电子技术在机械设计中的重要作用。
一、机械设计中的光学原理及应用1. 折射与反射折射和反射是光学中最基本的现象，也是机械设计中的关键概念。
机械设计师需要了解光线在不同介质中的传播规律，以便设计出合适的光学元件和系统。
例如，通过设计透镜和反射镜，可以实现光线的聚焦、成像等功能，为机械设备的高精度控制提供支持。
2. 光学测量光学测量是机械设计中常用的一种测量方法。
通过利用光学传感器和高精度光学仪器，可以实现对机械系统的尺寸、形状、表面特性等进行精确测量和分析。
光学测量方法具有非接触、高精度、快速等优点，广泛应用于机械设计中的质量控制、产品测试等方面。
3. 激光技术激光技术是光学与光电子技术中的重要内容，也是机械设计中广泛使用的一项技术。
激光具有高亮度、高方向性、高一致性等特点，可以被用于测量、切割、焊接、加工等不同的应用场景。
在机械设计中，激光技术可以实现对材料的刻蚀、打孔、切割等精细加工，大大提高了机械系统的制造精度和生产效率。
二、光电子技术在机械设计中的应用1. 光纤传感器光纤传感器是基于光电子技术的一种传感器。
它利用光纤的特性，将光信号转换为电信号，实现对温度、压力、位移等参数的测量。
光纤传感器具有高灵敏度、抗干扰性强等优点，被广泛应用于机械设计中的结构监测、疲劳分析等方面。
2. 光电编码器光电编码器是一种用于测量转速、位置和角度的光电子器件。
它通过光电传感器和编码盘之间的光电转换，将旋转运动转化为脉冲信号输出。
光电编码器具有高精度、高分辨率等特点，被广泛应用于机械设计中的运动控制、定位等领域。
3. 光纤通信光纤通信是一种利用光的传播特性进行信息传输的技术。
一种大口径高精度凸轮变焦机构的设计
（ ａ ｇ ｈ ｎＩ ｓｉｕｅｏ ｉｓ Ｆｉ ｅＭｅｈ ｎｃ ｎ ｙ ｉｓ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔｔ ｔ ｆ Ｏｐｔｃ ， ｎ ｃ ａ ｉｓａ ｄ Ｐｈ ｓｃ ， Ｃ ｉ ｅｅＡｃ ｄ ｍｙ ｏ Ｓｃｅ ｃｓ， ａ ｇ ｈ ｎ １ ０ ３ ， ｉａ ｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆ ｉｎ ｅ Ｃｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ３ Ｃｈ ｎ ）
视 野 内。把变 焦距 电视系统 安装在有 效 的跟 踪 系
ｌ 引 言
在现 代试验 靶 场 的各 种 试验 任 务 中， 了监 为 视、 测量 目标 的弹道和运 行轨迹 ， 常用 到连续 变焦
统上 ， 在外 设 、 工 和数 字引 导下 ， 以完 成 对 目 人 可 标 的监视 和 测量 ， 出 有效 的脱靶 量 数据 。变焦 给 距 电视 系统 既适 合快 速小型 运动 目标 的近距 离捕 获（ 大视场 ） 又 适 合 中低 速运 动 目标 的远距 离 捕 ，
制在 ０ ０ ． １ｍｍ 以 内 ， 足 了 测 量 系统 的精 度 要 求 。结 果 表 明 ， 过 加 装 滑 动 的 密珠 轴 系 的方 法 ， 善 了大 口径 高精 度 凸 满 通 完
轮变焦机构的设计。
关 键 词 ： 焦距 系统 ； 焦 ； 变 变 凸轮 ； 轴跳 动 量 光
中 图分 类 号 ： ５ ． ； Ｖ５ ６ ５ ＴＨ７ ３ ０
ｏｄ ｃ ｎ ｃ ｎｔｏｌｔ ｅ ｖ ｒａ ｉ ｐｔｃ ａ ｉ ｎ ｏ ０． ｍｍ ｏ ｍｅ ｔｔ ｅ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｒ ｑ ｒ ｍｅ ｔ ｉ ｅ ｓ ｒ — ａ ｏ ｒ ｈ ａ ｉｔｏｎ ｏｆｏ ｉ ｘ ｓ ｉ ｔ ０１ ｔ ｅ ｈ ｒ ｃ ｓｏ ｅ ｕｉｅ ｎ ｎ ｍ ａ ｕ ｅ ｍ ｅ ｙｓ ｅ ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｔ ｓ ｏ ｎｔｓ ｔ ｍ ｅ ｕｌｓ ｈ ｗ ｔ ｔ ｔ ｄ ｓｇ ｆ ｅ ｖ ａ ｉ ｒ ｎｄ ｉ ｈ ｒ ｃｓｏ ｃ ｍ－ ａ ｉｏｃ ｌ ｈａ ｈｅ ｅ ｉ ｎ ｏ ａ ｈ ａ ｙ ｃ ｌｂ ｅ ａ ｈ ｇ ｐ ｅ ｉ ｉｎ ａ ｖ ｒｆ ａ ｍｅ ｈ ｎｉｍ ｓ ｂ ｅ ｍｐｒ ｖ ｄ ｂ ｈ ｅ ｈ ｆａ ｄｉ ｈｅ ｓ ｉｂｌ ａ ｌｓ ｔｏ ｘ ｓ ｃ ａ ｓ ｈａ ｅ ｎ ｉ ｏ ｅ ｙ ｔ ｅ ｍ ｔ ｏｄ ｏ ｄ ｎｇ ｔ ｌ ａ ｅ ｂ ｌ ｅ ｆａ ｉ． Ｋｅ ｒ ：ｖ ｒｆ ａ ｙ ｔｍ ；ｖａ ｉ ｕ ｉ ｙ ｗｏ ｄｓ ａ ｉｏｃ ｌｓ ｓ ｅ ｒｆ ｏｃ ｓｎｇ；ｃ ｍ ；ｖ ｒａ ｉ ｎ ｏ ｐｔｃ ａ ｓ ａ ａ ｉｔｏ ｆｏ ｉ ｘｉ
课程教学大纲华中科技大学机械科学与工程学院
华中科技大学卓越工程师培养计划机械设计制造及其自动化专业课程教学大纲机械科学与工程学院二〇一一年四月目录华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (1)《思想道德修养与法律基础》课程教学大纲 (1)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (13)《马克思主义基本原理概论》课程教学大纲 (13)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (25)《中国语文》课程教学大纲 (25)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (31)《一元分析学》课程教学大纲 (31)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (37)《多元分析学》课程教学大纲 (37)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (44)《应用概率统计》课程教学大纲 (44)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (48)《应用复分析》课程教学大纲 (48)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (52)《代数与几何》课程教学大纲 (52)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (56)《大学英语读写（一）》课程教学大纲 (56)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (60)《大学英语读写（二）》课程教学大纲 (60)II华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (65)《大学英语视听说（一）》课程教学大纲 (65)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (69)《大学英语视听说（二）》课程教学大纲 (69)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (73)《口语交际与演讲》课程教学大纲 (73)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (76)《跨文化交际》课程教学大纲 (76)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (81)《C＋＋程序设计基础》课程教学大纲 (81)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (86)《大学物理(四)(上、下)》课程教学大纲 (86)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (91)《基础物理实验（一）》课程教学大纲 (91)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (95)《基础物理实验（二）》课程教学大纲 (95)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (98)《工程导论》课程教学大纲 (98)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (100)《计算机网络技术及应用》课程教学大纲 (100)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (105)III《数据库技术及应用》课程教学大纲 (105)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (109)《工程制图（五）》课程教学大纲 (109)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (116)《电路理论》课程教学大纲 (116)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (120)《理论力学（二）》课程教学大纲 (120)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (123)《材料力学（二）》课程教学大纲 (123)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (126)《模拟电子技术（三）》课程教学大纲 (126)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (133)《机械原理（三）》课程教学大纲 (133)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (137)《机械设计（三）》课程教学大纲 (137)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (141)《工程控制基础》课程教学大纲 (141)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (145)《工程控制实验(一)》课程教学大纲 (145)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (147)《机械制造技术基础》课程教学大纲 (147)IV华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (151)《工程材料学》课程教学大纲 (151)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (156)《工程测试技术》课程教学大纲 (156)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (161)《工程热力学（一）》课程教学大纲 (161)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (164)《工程传热学（一）》课程教学大纲 (161)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (167)《流体力学》课程教学大纲 (167)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (171)《工程化学》课程教学大纲 (171)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (176)《互换性测量技术基础》课程教学大纲 (176)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (180)《计算机图形学与CAD技术》课程教学大纲 (180)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (184)《学科概论》课程教学大纲 (184)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (186)《微机原理》课程教学大纲 (186)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (191)V《数字电路》课程教学大纲 (191)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (196)《综合测控实验》课程教学大纲 (196)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (198)《机电传动控制》课程教学大纲 (198)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (202)《机械制造技术基础（三）》课程教学大纲 (202)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (207)《计算方法（二）》课程教学大纲 (207)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (211)《液压与气压传动》课程教学大纲 (211)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (215)《现代设计方法》课程教学大纲 (215)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (218)《先进制造技术》课程教学大纲 (218)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (221)《数控技术》课程教学大纲 (221)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (227)《机械制造装备技术》课程教学大纲 (227)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (230)《大型集中ProjectⅠ-形体与机构设计训练》课程教学大纲 (230)VI华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (234)《大型集中ProjectⅡ-机械设计与制作训练》课程教学大纲 (234)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (236)《大型集中Project Ⅲ—机电测控综合训练》课程教学大纲 (236)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (239)《科技创新活动》课程教学大纲 (239)华中科技大学卓越工程师教育培养计划 (241)《金工实习》课程教学大纲 (241)VIIVIII华中科技大学卓越工程师教育培养计划《思想道德修养与法律基础》课程教学大纲一、课程名称思想道德修养与法律基础二、课程编码0301901三、学时与学分36学时/3学分四、先修课程中国近现代史纲要五、课程教学目标1. 对大学生进行社会主义道德教育和法制教育，帮助学生增强社会主义法制观念，提高思想道德素质，解决成人成才过程中遇到的实际问题；2. 以社会主义核心价值体系为统领，以理想信念为核心，以爱国主义为重点，以公民基本道德规范为基础，以全面发展为目标，增强大学生遵纪守法观念，促进思想道德素质、科学文化素质和健康素质协调发展。
课程教学大纲模板
附件 6：课程教学大纲模板《光电仪器设计》课程教学大纲（模板）课程编码： 0639英文名称： Photoelectric instrument design总学时： 40实验：0上机：适合专业：测控技术与仪器、光电信息科学与工程（工学）测控技术与仪器（卓越工程师）0、光电信息科学与工程（理学）、一、课程性质与目的课程性质：《光电仪器设计》是测控技术与仪器专业的一门综合性专业课，它是在机械、光学、电子学、计算机等有关课程的基础上，以光、机、电结合的光电仪器为着重点，讲授其光电仪器设计中的共性问题，以培养学生光电仪器总体设计的能力。
内容以总体设计，精度分析，光栅与读数装置的有关设计为主。
课程目的：1.能进行光电仪器总体设计；2.能进行光电仪器设计方案的论证和选择；3.能估算光电仪器设计方案的精度。
（说明：课程目的要体现以学生为中心，学生学习后能够具有什么能力）二、课程目标通过本课程的学习，学生应具备以下能力：1.能按照光电仪器总体设计的一般程序独立综合分析问题2.能运用设计原则，设计原理，设计方法进行光电仪器总体设计；3.能选择、设计光电仪器中的常用部件；4.能拟定仪器的总体结构参数；5.能估算光电仪器各部件及整体仪器的精度。
（说明：课程目标要体现以学生为中心，学生学习后能够具体解决什么问题）三、教师信息主讲：吴玲玲、纪小辉、尚小燕助教：四、基本要求1.本课程是测控技术与仪器专业的一门专业课。
课前应修完精密机械零件，工程光学，光电仪器电路，传感器，微机原理，误差理论，几何量测量，机械量测量等。
本课程的内容是上述课程的综合和进一步深化，是专业技能的综合训练。
在教学中既要注意与上述课程的联系、综合、深入，也要注意避免在同一层次上的重复。
2.根据本课程在本专业所处的地位和课程内容的特点，本课程的重点应放在专业知识的综合、深化、联系实际上。
3.本课程的深度和广度，应根据国民经济发展形势对人材的要求，要尽量扩宽专业面，要适当的增添自动化仪器仪表的内容，参考教材内容要不断补充国内、外新型的先进仪器方面的知识。
光学机械设计
OPTOMECHANICAL DESIGN
主讲：朱健强 主讲：
中国科学院 上海光学精密机械研究所 二零零四年五月
1
目录
• • • • • • • • Optomechanics的研究价值及地位 的研究价值及地位 光机设计的基本原理 光学元件的安装设计及工艺 光机设计中的调整机构 系统分析 热分析 先进设计方法 附录
运用各学科的分析软件解决相应问题，并在 各种软件间进行自动的数据传送，使一个学科分 析处理的数据与结果成为另一个分析过程源数据 。
集成设计分析方法
200×106m/sec 0.04g2/Hz RMS,f≥8Hz 20≤f≤100H z
结构设计
结构设计的目的：
• 支承各类光元件（后有详述） • 构成仪器整体，功能布局等 关键点：仪器的动态性表征：
fn 1 = 2π g
δ
f n 有多种变形，可在手册中根据要求查寻， g为重力加速度，δ构架自重变形量。
解决方案：
光学系统的误差分析 温控设计 材料选用 自动调整 被动补偿
抗热设计(热变形)
抗热设计(热变形)
热补偿
振动控制
客观上振动无处不在的，振动对精密光 学仪器的使用非常有害的。在许多大科学工 程中，振动控制是作为专门研究的专项。 振动有二种：周期和随机（PSD表征ห้องสมุดไป่ตู้。 对一个仪器来说，还有在一定频率响应：
Optomechanics的现实地位
• 在国际上已有Opto-mechanics、 Optoelectronics等专有名词； • 每年国际上都会有冠以“Opto-mechanics” 字样的国际会议； • 国际上成立有专门的学术组织，定期研讨； • 美国主要从事光学工程研究的大学都开设 Opto-mechanics课程； • 各类人才招聘信息也常会出现需要Optomechanics engineer；
光通讯
光纤通讯系统的构成
• 光纤：传输介质，损耗和色散； • 光源：LD，完成电/光转换； • 光电探测器：完成光/电转换； • 光放大器： λ=1.55μm波段； • 光无源器件：尾纤头（PIGTAIL）、准直
器、隔离器、环行器、衰减器、开关、 波长变换器、滤波器、WDM和DWDM及偏振 控制器等等。
光纤通讯及器件
2019/10/24
联合行业的火爆； • 何为光纤通讯？ • 目前国内公司所从事的产品研发； • 在这领域中我们能做何业绩？ • 从光通讯的迅速崛起给我们的几点深刻
体会。
2019/10/24
当前光学行业的火爆演变
• 八十年代初期高质量第损耗的光纤生产 工艺的进一步完善,目前商品化光线已达 0.25dB/km； 1966年，高锟博士提出光纤通讯的概 念； 1970年，CORNING公司生产出低损耗光 纤； 光纤中几个低损耗窗口λ=0.85μm, λ=1.30μm 和λ=1.55μm;
Loss
10log10
Pr ptr
Loss( dB)
%
0. 1
97. 7
0. 2
95. 5
1
79. 4
准直器
• 准直器的物理含义就是把一个点光源扩 束后准直。
• 具体指标：插损和回波损耗。 • 除了光纤之间的熔接，几乎所有无源器
件都是在两个准直器之间实现其功能的。 • 准直器在制造过程中常用两种调试方法：
“借鸡下蛋”； • 新概念的提出； • 特种加工等。
2019/10/24
几点体会
• 如何认识知识经济； • 如何看待自身的知识结构； • 如何立足现实看待未来； • 如何在一个新产业中把握机会； • 如何看待理学和工学； • 学点市场和经济； • 如何在光机所中发展自我和为光机所作
激光测量机械振动的一种新方法
激光测量机械振动的一种新方法
朱振和
【期刊名称】《首都师范大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1994(15)3
【摘要】设计了一种激光测振仪，它实际上是一个迈克耳逊干涉仪，计算了用此仪器测得的信号的频谱，计算结果表明可以从频谱推算出振动的频率和振幅．所以在测量机械振动的其他方法不适用的情况下，这可能成为一种有用的新方法．【总页数】5页(P55-59)
【关键词】激光;机械振动;迈克耳逊干涉仪;频谱分析
【作者】朱振和
【作者单位】中央民族学院物理系
【正文语种】中文
【中图分类】O329
【相关文献】
1.激光测量回转机械振动的新方法 [J], 刘彬;蒋金水;宋文健
2.一种用激光干涉测量光波波长的新方法 [J], 王仁洲;杨涛
3.激光测量机械振动的一种新方法(英文) [J],
4.一种利用激光干涉非接触式测量玻璃厚度的新方法 [J], 谭东杰;关国业;林方;;;
5.一种激光雷达测量海洋光学参数的新方法 [J], 李志刚;刘智深;朱林伟
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OPTOMECHANICAL DESIGN
主讲：朱健强
中国科学院 上海光学精密机械研究所 二零零四年五月
1
目录
• • • • • • • • Optomechanics的研究价值及地位 光机设计的基本原理 光学元件的安装设计及工艺 光机设计中的调整机构 系统分析 热分析 先进设计方法 附录
200×106m/sec 0.04g2/Hz RMS,f≥8Hz 20≤f≤100H z
结构设计
结构设计的目的：
• 支承各类光元件（后有详述） • 构成仪器整体，功能布局等 关键点：仪器的动态性表征：
fn 1 2 g
f n 有多种变形，可在手册中根据要求查寻， g为重力加速度，δ构架自重变形量。
解决方案：
光学系统的误差分析 温控设计 材料选用 自动调整 被动补偿
抗热设计(热变形)
抗热设计(热变形)
热补偿
振动控制
客观上振动无处不在的，振动对精密光 学仪器的使用非常有害的。在许多大科学工 程中，振动控制是作为专门研究的专项。 振动有二种：周期和随机（PSD表征）。 对一个仪器来说，还有在一定频率响应：
• 光机工程师：通过保证各类光学元件的 空间位置，实现仪器性能要求。
光机设计基本原理(续)
光学机械总体设计的基本要点：
• • • • • • 工作环镜 结构设计 机构运动学设计 热环境设计 振动分析 集成设计
工作环境(参照美军标810)
环境
Low temperature High temperature Low pressure High pressure Humidity Acceleration Vibration Normal 293K 300K 88Kpa 108Kpa 25-75%RH 2g Server 222K 344K 57Kpa 1Mpa 100%RH 12g Extreme 2.4K 423K 0 138Mpa (Under water) 10×103g 0.13g2/Hz 30≤f≤1500 Hz Example of Extreme Cryogenic satellite telescope White cell for combustion studies Satellite telescope Submersible window Submersible window Gun-launched projectile Satellite launch vehicle
结构设计(续)
在构件设计中，为提高结构的稳定性， 提高设计的振动频率是一方面，另一方面， 增加系统的阻尼也是有效的手段之一。
图
运动学设计
运动学的设计就是解决光学机械设计的 运动件的约束。只有在无过约束或微过约束 的情况下，才能保证最佳的定位精度及运动 精度。
抗热设计
• 由于温度的变化引起结构的变化，从而引起光学 系统的变化 • 温度的变化引起光学件的面形变化 • 温度的变化引起光轴的失调
1 f 2 k m
振动
光学集成设计
随着各类大型分析软件的诞生，各类设计 手段也随之提高，具体表现为：可视化、参 数化。 具体措施：各类软件之间实现数据交换， 最终达到综合集成的设计要求。
传统光机设计
光学设计提出变形控制要求给结构设计， 结构设计又提出温度范围和温度梯度限制给热 设计，结构设计和热设计都盲目的遵从光学设 计的要求，以满足系统的光学性能要求，这种 设计方法不可避免地导致设计要求过高和性能 的浪费，采用这种设计方法不可能完成高精度、 高性能光机系统的设计。
Optomechanics的现实地位
• 在国际上已有Opto-mechanics、 Optoelectronics等专有名词； • 每年国际上都会有冠以“Opto-mechanics” 字样的国际会议； • 国际上成立有专门的学术组织，定期研讨； • 美国主要从事光学工程研究的大学都开设 Opto-mechanics课程； • 各类人才招聘信息也常会出现需要Optomechanics engineer；
Optomechanics与Optical Engineering 之间的关系
other
Optomechanical designOptomechanical design
Optical design
光机设计的基本原理
• 光学设计工程师：通过各类光学元件的 设计，达到预定的设计要求。
运用各学科的分析软件解决相应问题，并在 各种软件间进行自动的数据传送，使一个学科分 析处理的数据与结果成为另一个分析过程源数据 。
集成设计分析方法