编码器轴系晃动对测角精度影响分析

光电轴角编码器作为一种精密测角传感器,其测角精度受到多种因素的影响,其中轴系晃动是影响其精度的主要因素之一。为了研究编码器轴系晃动的规律,利用多种检测方法对轴系晃动进行检测,利用傅里叶谐波数学模型对测量结果进行分析,并结合编码器测角精度检测结果,发现测角精度与轴系晃动的低频谐波之间存在固定的函数关系,采用这种关系可以补偿编码器的测角误差。利用这种方法可以在编码器内部或在线的方式进行实时误差补偿,从而达到提高编码器测角精度的目的。这对相关仪器的测量精度的提高起到一定参考意义。     

某复合告警系统的轴系精度分析

分析了影响光电告警设备轴系精度的各种因素,对某型复合式告警设备的轴系精度进行了研究分析。提出将理论分析与实验校核相结合的研究方法应用于一种复合式车载小型导弹告警跟踪设备的轴系分析研究中。重点解决了常规分析中仅对实轴系误差的径向调平与晃动误差Δc、轴向窜动误差Δs及回转运动时的主轴角运动误差Δr进行分析的问题,提出将系统中的视轴误差(照准差Δp和视轴晃动误差)精度也作为轴系精度理论分析模型参数的观点。此方案在某型在研告警跟踪设备的轴系设计与分析中进行了理论与实验的对比研究,其最大误差可控制在3.2″以下,完全满足系统轴系精度设计要求。该轴系精度分析模型可用于其他小型光电跟踪设备中。     

光电经纬仪跟踪架水平轴系设计及精度分析

光电经纬仪跟踪架的轴系精度直接决定着整个设备的测量精度.针对主镜口径1m的光电经纬仪跟踪架的水平轴系,对水平轴系精度的影响因素进行了分析,通过相应设计及计算,得到跟踪架水平轴系的晃动误差RMS值≤1”,并通过对水平轴系的精度检测验证了上述结论,实现了高精度轴系的设计要求.     

应用于Φ300 mm平面反射镜的精密二维转台轴系设计

在轨组装望远镜的光学检测系统主要包括子镜拼接精度检测系统和系统波像差检测系统,这两种检测系统共用一组Φ300 mm平面反射镜,为了实现平面反射镜的精密切换,研制了一套基于通用P2级精密轴承的二维转台。首先,对轴系进行了结构设计并详细说明了装配工艺;然后,构建了理论计算模型对所设计轴系精度进行了定量分析。结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.36″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.56″(PV)。最后,利用傅里叶谐波分析方法对俯仰轴系、方位轴系进行了精度检测,检测结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.5″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.6″(PV)。利用对径相加读数法对两轴垂直度进行了检测,检测结果表明,两轴垂直度误差为1.5″。测试结果验证了结构设计和理论计算模型的合理性。     

空间相机偏流调整旋转轴系的设计与精度分析

为提高空间相机的摄影精度和偏流角的控制精度,应用刚度较强的外筒机座平面作为轴系止推轴承轨道平面,设计了双径向与轴向复合约束力封闭式旋转轴系结构,其结构具有质量轻、转动灵活、回转精度高等特点.讨论了影响轴系旋转精度的诸多误差因素,如轴向窜动误差,角度摆动误差等,并定量分析了构成轴系零件的形位误差引起旋转轴系在回转运动中的晃动误差.通过对轴系晃动误差的检测,验证了所选用的轴系精度为3.8″,满足了总体技术指标在5″以内的要求.     

可编程动态旋转靶标标定方法

动态旋转靶标可以给出检测光电测量设备跟踪精度和测量精度的空间角度真值,针对动态靶标的空间角度标定问题提出了基于线阵CCD标定和视频判读标定的方法。他们是建立在对动态靶标空间位置重复性进行统计的基础上,利用Excel等软件完成脱靶量数据处理。实验结果表明,所提出的方法能够消除由于曝光、扫描和转移等时间不同步问题引起的单点电视脱靶量误差,能够实现对动态靶标的标定。     

精密主轴0.06微米晃动量的测量

QGA 405型光电圆刻线机是一种高精度刻线机。当被刻圆盘直径不小于210毫米时,刻划精度为±0.2秒(直径全中误差)。该刻线机的关键部件是轴系,轴系旋转中心的晃动量直接反映在刻划精度上。因此,精密轴系的主轴运转时,要求具有很高的置中精度,亦即要求主轴运转时的晃动量越小越好。 主轴晃动,按其特性一般可分为三种,即双周晃动、单周晃动和偶然晃动。要考核轴系的精密程度,必须对上述三种晃动量进行实际测量。 目前常见的精密圆刻划线机多数是东德的OFD圆划线机,其轴系为双锥轴系,它的双周和偶然晃动综合量的大小,在很大程度上决定于调整技…     

星载超光谱成像仪摆镜系统轴系的误差分析与设计

摆镜系统轴系的精度会影响星载超光谱成像仪的成像质量。轴系设计时采用了向心推力球轴承来调整轴系的装配误差。分析了摆镜系统工作时影响轴系精度的几个误差源,包括零件的尺寸误差、同轴度误差、配合误差等,按照误差理论设计并计算了各误差值,得到轴系的径向晃动误差和角运动误差。对加工好的轴系进行精度检测,实验结果符合理论结果,验证了该摆镜系统的轴系结构设计的合理性和可靠性,为该类航天运动部件的轴系结构设计提供了参考依据。     

基于二维混合式位置编码的高精度测角

针对具有精密旋转轴系类的高端制造装备或精密测量仪器,其旋转角度采用传统圆光栅难以消除偏心误差对测量角度精度的影响,提出了一种基于二维混合式位置编码的旋转角度高精度测量方法。该测角系统由一个二维混合式位置编码盘、两个CCD相机和远心镜头组成,二维混合式位置编码盘被固定在精密旋转轴系上以获得其旋转角度。然后,建立了测角模型并从数学上证明了测角精度与安装偏心无关。利用多齿分度台对已提出测角系统精度进行检测,测量角度误差在±1″。最后,利用已提出测量方法对直驱转台的角度定位精度进行测量,角度定位误差在±5″内。与传统圆光栅测角相比,该方法不需要考虑安装偏心误差对测角精度的影响,具有稳定性好、使用简单等特点,可用于角度定位误差的检测。     

大型光电经纬仪跟踪架水平轴系的结构设计

光电经纬仪跟踪架轴系精度的保证是整个光电经纬仪精度的基础;光电经纬仪跟踪架的水平轴系承担着光学分系统和部分探测分系统,安装器件多、结构复杂、设计难度大,精度难以保证。首先给出水平轴系的组成和结构形式,然后对轴系精度的影响因素进行了分析,并根据分析,进行了主镜口径1 m的大型光电经纬仪跟踪架水平轴系的结构设计和校核;并针对所设计的结构形式进行了轴系的精度分析和计算,保证水平轴系晃动误差≤2″。     

一种小型三轴光电跟踪架设计

针对过顶机动目标的精密跟踪及光电精密跟踪与测量系统的机动性问题,在总结了现有光电精密跟踪与测量设备的优缺点的基础上,提出了一种小型三轴光电跟踪架结构,首先介绍了地平式跟踪架天顶盲区大小与俯仰轴最大倾斜角度间的关系;接着介绍了天顶区域的跟踪策略;最后介绍了俯仰轴倾斜跟踪时,下行光路的控制方法。研究结果表明,小型三轴光电跟踪架结构紧凑且可实现对目标的过顶跟踪,与能实现目标过顶跟踪的常用的三轴光电跟踪系统相比,结构的动态性能更好,也利于设备的机动运输。     

大型望远镜四通变形对俯仰轴系

摘要：为了解决大型望远镜俯仰轴系检测精度不能达到系统指标,而系统运转性能却优异的问题。本文通过对影响1m望远镜俯仰轴系精度主要因素—中间体（四通）进行了有限元分析和运算,得出四通在不同俯仰角度的变形曲线,并与实际检测结果进行对比,找出两者的相同特征进行补偿。按此方法使得望远镜俯仰轴系晃动误差PV值从2.42″降到0.95″,RMS值从0.7″降到了0.3″,提高了系统精度模型的准确性。     

高精度倾角传感器在测量车载平台变形中的应用

为了分析车载平台变形对光电经纬仪测角误差的影响,提出了利用倾角传感器来测量车载平台变形的方法。基于平台变形对光电经纬仪测角误差的影响的基本原理,利用固定在垂直轴轴心的倾角传感器测量出因平台变形而导致经纬仪工作基准面中心点与水平面变化的夹角,计算其测量坐标系的变化量,推导出了倾角传感器输出值与测角误差的关系公式。选用双轴倾角传感器实时测量了经纬仪工作时车载平台的变形值,结果表明,车载平台变形量受方位方向速度影响较小,倾角传感器输出值经过滑动加权均值滤波处理后最小相差为0,最大相差为5.1″;受经纬仪视轴位置影响较大,高低角在0°～90°变化时,高低角越小,倾角传感器输出值越大。这种测量方法为进一步提高车载经纬仪的测角精度提供了理论依据。     

水平式光电望远镜目标定位误差的预测

为了确定水平式光电望远镜的各主要误差对观测精度的影响,提高望远镜的指向精度,对它的目标定位误差进行了分析。针对水平式望远镜的结构特点,通过分析从被测目标到望远镜相面产生目标定位误差的光、机、电等各种误差因素,建立了水平式望远镜目标定位测量方程。应用蒙特卡罗法进行误差仿真,预测出水平式望远镜的目标定位误差,并对各误差的敏感性进行了分析。选取敏感性高的误差项建立误差补偿模型,对实拍星体误差进行补偿实验,结果表明:补偿后经轴转角误差标准差从66.4″降低到3.3″,下降了95%;纬轴转角误差标准差从49.4″降低到5.6″,下降了89%。所用方法和模型能够对主要误差进行分析和预测,可为水平式光电望远镜的总体设计提供参考。     

激光切割机结构优化及几何精度分析研究

以加工幅面为720 mm×600 mm的激光切割机为研究对象,利用有限元方法对其进行整体结构刚度分析;建立激光切割机几何误差模型,结合激光干涉仪测试切割机动、静态下激光切割机导轨直线度、角度误差及运动速度等数据,对其几何精度和定位精度进行了分析研究.研究结果表明:利用有限元对切割机进行的结构优化改进,可有效减小激光切割...     

空间光学遥感器运动学支撑方案设计与分析

设计了空间光学遥感器的运动学支撑方案,以解决遥感器的安装和精密定位。首先介绍了约束螺旋理论,主要包括螺旋的概念,修正的K-G公式及公共约束和冗余约束的物理意义。然后提出了3-RRR空间并联机构的运动支撑方案,采用约束螺旋求解法分析理想状态各支撑分支对工作平台的自由度约束问题,以及各分支运动链共同作用到工作平台后产生的公共约束和冗余约束,引入实际情况中的微米级铰间隙,分析其对自由度分配的影响,比较理想情况和实际含间隙情况下工作平台具备的过约束数目的差别。最后运用欧拉公式优化杆件结构,优化后支撑杆件采用空心矩形截面,在不影响运动副工作的同时缩短杆件长度,增强支撑结构的稳定性,完成空间遥感器运动学支撑方案设计。实验结果表明:遥感器沿各轴位移都在0.01mm数量级,绕x,y,z轴转角分别为3.95″,1.86″,1.81″,该方案满足了对空间光学遥感器的支撑和定位要求。     

精密离心机自动动平衡新方法的研究

使用计算机,从数据的采集、处理到控制动平衡执行机构,实现了精密离心机现场高精度调平衡的自动化。精密离心机动平衡系统由两个测试面（每个测试面上放置两个电容测微仪）、测角元件及两个校正面（每个校正面上放置四个平衡块及相应的步进电动机）构成。电容测微仪测得上下测试面处的振动矢量,上下测试面振动矢量之和的相位是静不平衡的相位。通过多次移动平衡块减小静不平衡,测得每次移动平衡块后上下测试面的振动矢量,直至上下测试面振动矢量的大小相等且方向相反为止,这时的静不平衡为零,只有偶不平衡作用在转子上。通过多次移动平衡块减小偶不平衡,直至达到动平衡精度要求为止。     

承载式车身结构的强度刚度及模态的有限元分析

车身承载式结构可以减轻自重,降低车身的高度等,因而在轻型客车设计中得到越来越广泛的应用。本文介绍了承载车身强度、刚度和模态分析的方法。首先建立了轻型客车承载式车身的几何模型和有限元模型,对该车型的不同设计方案进行了计算分析和对比,得出了许多有意义的结果。所探讨的方法可以对结构静态和动态性能评价或优化,从而提高初始设计的可信度,缩短新产品定型的周期。     

全自动测量轴圆度的V形法测量系统研究

为了寻找一种结构简单、精度高、造价较低而且能全自动地测量轴圆度的方法,本文根据一般V形法的实际应用及测量精度,对一般的V形法测量系统进行了全自动化研究.本文介绍了V形法的测量原理、数据处理方法、全自动V形法测量系统的研究以及主要单元部件的构成.通过计算机控制、直流伺服电机带动被测轴旋转、计数码盘计算被测轴转过的角度、测微头自动拾取测量数据、计算机计算并输出计算结果,能够实现全自动测量轴的圆度,测量精度可达到十纳米级.     

ANALYSIS OF METHOD FOR DETERMINING AZIMUTH OF PRINCIPAL AXIS OF INERTIA BASED ON DYNAMIC BALANCE MEASUREMENT

The dynamic balance quality of a rotating object is an important factor to maintain the stability and accuracy for motion. The azimuth of the principal axis of inertia is a major sign of dynamic balance. A usual method is measuring moment of inertia matrix relative to some base coordinates on a rotary inertia machine so as to calculate the azimuth of principal axis of inertia. By using the measured unbalance results on the two trimmed planes on a vertical hard bearing double-plane dynamic balancing machine, the dimension and direction of couple unbalance can be found. An azimuth angle formula for the principal axis of inertia is derived and is solved by using unbalance quantities. The experiments indicate that method based on dynamic balancing measurement is proved rational and effective and has a fine precision.