一种大口径连续变焦距系统的结构设计-红外技术.PDF

第38 卷 第3 期 红 外 技 术 Vol.38 No.3 2016 年3 月 Infrared Technology Mar. 2016 一种大口径连续变焦距系统的结构设计 韩西达，赵勇志，王志臣，张耀祖 （中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林 长春 130033 ） 摘要：针对某大口径光电探测设备技术指标设计了一种口径为1m 级，焦距变化范围为2000～6000 mm 的大口径、长焦距可见光连续变焦系统。比较了以往的连续变焦结构优缺点，选取了合适的凸轮机构 并进行了详细地结构设计。利用有限元软件对连续变焦距系统中的关键结构件凸轮进行了静力学和动 力学分析。计算了该种凸轮结构下的连续变焦距系统的精度为3.3 m ，满足系统的测量要求。 关键词：连续变焦距；大口径系统；凸轮结构；有限元分析 中图分类号：TH751 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2016)03-0203-04 Mechanism Design of a Large-aperture Continuous Zoom Optical System HAN Xida ，ZHAO Yongzhi ，WANG Zhichen ，ZHANG Yaozu （Changchun Institute of Optics，Fine Mechanics and Physics ，Chinese Academy of Sciences，Changchun 130033 ，China） Abstract ：A continuous zoom optical system with an aperture of 1m and the focus range of 2000-6000 mm is designed, which is based on the technical requirements of a kind of large-aperture optical equipment. An appropriate cam mechanism is selected and is designed specifically by comparing the advantages of the former structure of continuous zoom optical system. The static and dynamical analysis of the cam’s structure is presented by using FEM software, which is the key element of the structural system. The precision of this continuous zoom optical system is 3.3 m, which meets the measure requirements. Key words: zoom optical system，large-aperture system，cam structure，FEA 光学设计给出的具体数据，设计了圆周上开有两条空 0 引言 间曲线槽的凸轮结构，并利用有限元软件对连续变焦 近年来随着对大型光电跟踪测量设备要求的不 距系统中的关键结构件凸轮进行了静力学和动力学 断提高，对能满足大口径、焦距连续变化光学系统提 分析。最终设计出符合要求的大口径连续变焦距系 出了新的挑战。以往的光电跟踪测量设备多采用固定 统。 焦距的多档位调节。而连续变焦距与其相比具有不丢