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【摘 要】光电系统主要由光电跟踪头和显控设备组成,光电跟踪头内配备有电视、红外、激光等传感器,传感器支架结构的刚度、强度影响着系统对目标的探测跟踪精度.本文采用有限元仿真技术对传感器支架进行刚度、强度分析,针对分析结果提出一种结构优化设计方案,提出光轴偏角的概念,并对比优化前后的传感器光轴偏角,证明了优化后的传感器支架结构在各方面均优于原模型.
【关 键 词 】光电系统；支架结构；优化设计；光轴偏角
引言
光电系统一般由两大部分组成,一是装有红外、电视、激光等光电传感器的光电跟踪头,二是显控设备[1].如果红外、电视、激光传感器三者的光轴平行度较差,就会导致目标定位不准确、方位角和俯仰角解算误差大、丢失目标等后果,传感器支架结构的刚度、强度影响着系统对目标的探测跟踪精度.数值模拟仿真方法可以清晰地反映结构可能存在的强度或刚度问题,以辅助设计人员对结构进行优化改进.
本文构建了某光电跟踪仪传感器支架的几何模型,采用有限元仿真技术对该模型进行静态刚度、强度分析,依据分析结果提出一种结构优化设计方案,并对比优化前后的传感器光轴偏角,证明了优化后的传感器支架结构在各方面均优于原模型.
1传感器支架静态分析
4结果分析
在不改变传感器支架的装调方式、不超出支架的设计指标的前提下,本文提出的优化方案提高了支架的结构性能,下面从支架的刚度、强度、质量以及传感器光轴的偏角四个方面,将优化方案与支架原模型进行对比分析.
结论
（1）有限元仿真技术反映出传感器支架结构刚度、强度满足光电系统设计要求,同时为优化设计提供依据.
（2）优化方案在原有模型的基础上,在刚度、强度、质量方面均有一定程度的改进,在支架 性能和制造成本方面均有所提高.
（3）由传感器光轴偏角分析可以看出,支架在承载达到平衡状态,三个传感器均会产生一定的与y轴的偏角,三者相差较大就会影响指向器的系统精度,本文优化方案能够较好地减少这种偏角给指向器工作性能带来的影响.