基于ZEMAX软件的二组元变焦系统凸轮曲线设计程序

变焦系统凸轮曲线设计是变焦系统后期设计过程中十分重要的一环，曲线设计的好坏直接关系到系统最后像面的稳定程度。针对较普及的ZEMAX光学设计软件界面编写的二组元变焦系统凸轮曲线设计程序确保像面稳定，像质优良。程序可准确给出凸轮曲线的数据和形状。可借助该程序对变焦系统任意焦距位置的光学性能和像差特性进行实时评估。提高变焦系统的设计效率和精度，对变焦系统的前期和后期设计有着积极的作用。     

一种连续变焦凸轮优化设计及试验验证

具备连续变焦功能是目前先进红外热像仪的重要特征之一,而变焦凸轮是驱动连续变焦光学系统中各镜组运动的关键部件。为了设计出良好性能的变焦凸轮结构,本文首先应用动态光学理论推导出变焦光学系统的像移补偿组公式得到像移补偿组的轨迹曲线,然后利用序列二次规划法（sequential quadratic programming, SQP）优化算法来减小动态光学曲线的压力角,结合光机设计理论运用Creo进行凸轮曲线生成及凸轮槽切除从而获得变焦凸轮结构。再基于有限元分析理论对凸轮结构进行分析,最终通过变焦系统运动及成像结果确认本文方法可行。     

基于Matlab的共轭平行分度凸轮的分析计算

针对工程实际应用中的特殊需求,采用全新的曲线轮廓构造方法,利用Matlab仿真计算软件完成了平行分度凸轮的可视化仿真设计,解决了小驱动角平行分度凸轮的参数化设计、分析、计算等一系列问题,大大提高了设计效率。开发的计算程序同样适用于普通平行分度凸轮的设计计算,具有良好的通用性。     

连续变焦镜头凸轮曲线压力升角优化研究

连续变焦镜头凸轮曲线压力升角优化设计是镜头性能的重要影响因素.结合镜头中凸轮驱动结构形式及力学理论,分析了凸轮曲线的压力升角对系统传动力矩的影响;结合机械加工误差以及压力升角模型,提出凸轮曲线优化约束条件及优化原则;同时借助Gauss函数的平滑特性,实现凸轮曲线沿垂直于光轴方向非均匀展宽的优化方法,抑制凸轮曲线的最大升角.结合Gauss函数寻优处理对某光学设计获得的变焦凸轮曲线进行优化,在约束条件限制下保证曲线平滑性,凸轮曲线压力升角的范围由0°～39.01°优化到15° ～31.16°,最大升角降低了20.12％.结果表明,该方法能够有效地应用于凸轮变焦系统设计以提高系统的性能.     

变焦凸轮曲线的优化设计方法

变焦凸轮是变焦镜头中驱动各个镜组运动的关键部件,凸轮曲线的设计结果决定了变焦系统的运动性能、系统精度以及系统成像等方面的特性,因此,变焦凸轮的设计是变焦距镜头设计中重要环节之一,优良的凸轮性能是实现镜头光学设计像质目标和连续变焦过程的基本要求。为了设计出优良的曲线形态以确保凸轮具有较小的压力角,使变焦过程平滑稳定、运动流畅,既能有效减小变焦系统的驱动力矩,又可以确保变焦成像的稳定性。在凸轮设计过程中,分别构造凸轮变倍组和补偿组驱动力矩与各自压力角的函数表达式,再以它们的函数组合构造整体目标优化函数,优化计算变倍曲线压力角与补偿曲线压力角的最优值,优化计算结果表明,优化后凸轮等效驱动力矩显著减小,能够有效改善变焦凸轮的整体性能。     

连续变焦光机系统凸轮轮廓设计

介绍了光学连续变焦物镜的工作原理以及光路计算过程。对绘图法设计凸轮轮廓产生误差的原因进行了简单分析。利用Pro/E设计软件,对凸轮零件轮廓进行了三维详细设计,准确还原了连续变焦光学系统中变倍组和补偿组透镜的运动规律,提高了凸轮轮廓的设计精度。     

一种大口径连续变焦距系统的结构设计

针对某大口径光电探测设备技术指标设计了一种口径为1 m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3.3μm,满足系统的测量要求。     

一种大气激光通信变f数跟踪光学系统设计

针对常用四象限探测器,设计了一种大气激光通信变f数跟踪光学系统,实现了8.7倍变倍比,连续变焦范围75~650 mm,固定通光孔径60 mm。对设计光学系统进行了评价,光学系统传递函数,点列图和畸变性能优良,满足系统要求。完成了系统凸轮曲线分析,结果表明系统变焦轨迹平滑,可以保证变焦过程系统同轴性。     

微型无人机变焦摄像机设计

机载摄像机是微型无人机实施战术侦察的关键设备.文章突破传统机载摄像机采用定焦或基于DSP聚焦的思路,在特定飞行高度,提出变倍同步聚焦技术,并对变倍同步聚焦的基本原理、台阶拟合法等技术进行了研究,对镜头凸轮曲线进行了设计,并利用ZEMAX软件对凸轮曲线进行了拟合和优化,设计了相应的驱动控制电路和视频采集系统.飞行测试表明,设计的快速变倍同步聚焦摄像机的性能能够满足空中侦察要求.     

变焦距镜头的凸轮优化设计

变焦距镜头由于其固有特点而得到越来越广泛的应用，目前，连续变焦的变焦距镜头普遍采用机械补偿型光学结构，其中的特定光学透镜组通过凸轮的驱动沿光轴连续移动，从而实现连续变焦，其可变组元数大多为二组或更多。变焦凸轮的优化是这现变焦距镜头光学设计像质目标和连续变焦过程的关键，军用变焦距镜头尤其应考虑其变焦运动的平滑性和变焦过程的快速性。简述某二可变组元机械补偿型变焦距镜头的凸轮优化方法，给出适合不同凸轮数据点数和二可变组无变焦距镜头光学设计使用的Macro-PLUS凸轮优化宏程序主体。     

仿制盘形凸轮的数控加工

根据概率论回归分析理论提出了一种根据凸轮实际轮廓实测坐标值，采用最小二乘法进行多项式曲线回归，来拟合凸轮实际轮廓曲线回归方程的新方法，以便仿制凸轮时，在数控机床上加工凸轮轮廓，从而提高了凸轮仿制加工精度和生产效率。     

套筒弧片凸轮的复合加工

一、前言凸轮机构在诸多的机械中,应用广泛。套筒弧片凸轮就是其中的一种。它是具有特殊轮廓曲线的主动件,其工作曲线面与从动滚轮直接接触,并推动从动件达到设计所要求的各种动做。因此,弧片凸轮工作曲线度数和位置要准确,过渡部位联接圆滑,表面光洁,几何形状规則。只要设计合理,工艺方法得当和进行必要的修整,就能获得理想的套     

二阶取样锁相环的暂态响应分析

本文利用Z变换方法和提供的BASIC计算程序分析比例积分二阶取样锁相环的连续时间响应,给出了新的结果和暂态响应曲线,供有关设计人员参考。     

紧凑型大变倍比红外光学系统设计

针对常用变焦结构在实现大变倍连续变焦时存在的各类问题,从变焦系统设计的基本理论出发,提出了一种可用于大变比光学系统设计的两级串联变倍模型,给出了相应的变焦方程及凸轮曲线设计的优化控制条件和方法。该模型由两组元连续变焦前组和具有变倍放大功能的二次成像后组串联组成,通过移动前组中的变倍组与补偿组实现一级变倍;通过移动补偿组与二次成像组中的二级变倍组,对前组焦距进行二级放大,扩大整个成像系统的变倍能力,同时,二次成像组还压缩了物镜口径,保证了冷阑匹配。完成了一个大变比连续变焦光学系统设计,该系统工作波段为3.7~4.8 m,采用640480制冷型面阵探测器,像元大小15 m,F数恒定为4,可以实现6.5~455 mm、水平视角0.92~58.2、达70倍的连续变焦功能,仅采用了两种材料,十片透镜,总长300 mm,具有优良的成像质量和公差特性。     

某型号凸轮型线的参数选取及优化

以MFB2型凸轮为例,讲述了它的优点及参数的选取,然后应用matlab,再以某柴油机为例计算出多组进、排气升程曲线,最后应用GT-power仿真计算功能进行优化,并以外特性为优化目标,得出合适的凸轮型线参数,进而优化出合理的凸轮升程曲线。     

高变倍比全动型变焦距光学系统设计

为了提高变焦距系统的变倍比、扩大系统的视场,同时简化系统的结构,采用多组全动型机械变倍补偿形式,同时对系统的前组进行复杂化设计。选取10个焦距位置进行设计计算,设计了焦距7.0～1 400.0 mm,视场0.25～47.44的200倍连续变焦距系统。整个系统由6组19片透镜组成,系统具有超大变倍比,大视场等特点。结果表明:多组元全动型变倍补偿形式对于实现大变倍比和简化系统结构是十分有效的。通过对设计结果以及凸轮拟合曲线分析,整个系统成像质量达到设计要求。     

电容组装机束腰封口机构精度及凸轮曲线修正

本文通过对电容组装机束腰封口机构精度分析，从理论上对束腰封口的可靠性给予了剖析；并在分析连杆组误差时引出了独立变量法；同时从设计理论上结合实际问题做了凸轮曲线的修正。     

光学瞄准变焦系统的优化设计及其分析

针对一款2-6×24mm瞄准镜系统在变倍过程中出现视差的问题,基于高斯光学理论,利用CODEV软件进行仿真实验,发现在变倍过程中,像距变化较大是造成该问题的主要原因;基于变倍成像原理和机械变倍结构,应用仿真设计技术,提出了变倍组凸轮曲线的修正方法,给出了各镜片的修正参数和凸轮的修正曲线,优化了光学瞄准系统性能,解决了存在的视差问题;对比优化前后光学瞄准系统的调制传递函数、点扩散函数和线扩散函数,发现优化后波像差的RMS值均小于λ/4,成像质量很好,满足成像设计及实际生产的精度要求。     

中波红外连续变焦机构设计分析

红外系统对目标进行搜索与探测时,对连续变焦光学系统的需求日益增强,其中一个措施就是改变两个或两个以上透镜在光学系统中的位置,从而改变光学系统的焦距。根据某中波红外光学系统的设计特点,对连续变焦机构的导向机构和凸轮机构进行了详细分析,给出了设计要点和设计结果。试验结果表明:该机构运行平稳、可靠、精度高,光学系统的成像质量高。     

利用付氏变换法对偏馈圆柱天线的研究

采用付里叶变换的方法，分析了馈电点在不同位置的圆柱天线。对天线电流分布等牧场生进行了计算，给出了计算此类天线的通用程序及对设计有益的曲线，所得结论可广泛用于天线实验调整中。