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三维激光扫描定位光机系统优化设计
引用本文:何秉高,孙向阳,孟繁磊,赵希禄.三维激光扫描定位光机系统优化设计[J].激光与红外,2020,50(9):1048-1056.
作者姓名:何秉高  孙向阳  孟繁磊  赵希禄
作者单位:长春大学电子信息工程学院,吉林 长春 130022;埼玉工业大学工学部,日本 埼玉 3690293
基金项目:吉林省教育厅科学技术项目(No.JJKH20191194KJ);吉林省科技厅优秀青年人才基金项目(No.20180520225JH);教育部“春晖计划”项目(轨道交通障碍物的快速检测关键技术研究)资助
摘    要:提出了一种三维激光扫描定位系统优化设计方案,主要对激光发射/接收光机系统进行了消热化设计,并构建了合理化选择弹性隔圈设计参数的数学模型;同时对U形运动框架进行了尺寸参数优化设计。分析结果表明,该光机结构在-10 ℃、50 ℃的两个极限温度下,镜组的最大轴向变形量均小于0.1 mm的装配误差;透镜的最大应力分布值为14.365 MPa,小于材料的屈服强度;优化后的运动框架一阶固有频率提高至2236.2 Hz,能够承受10 g加速度的冲击。测试结果表明,系统的最大测距误差为32.6 mm,小于0.1 mm的误差要求;重复性误差为±27 mm,满足技术指标要求。

关 键 词:激光扫描  消热化  弹性隔圈  优化设计  误差

Optimization design of the 3D laser scanning and locating opto-mechanical system
HE Bing-gao,SUN Xiang-yang,MENG Fan-lei,ZHAO Xi-lu.Optimization design of the 3D laser scanning and locating opto-mechanical system[J].Laser & Infrared,2020,50(9):1048-1056.
Authors:HE Bing-gao  SUN Xiang-yang  MENG Fan-lei  ZHAO Xi-lu
Affiliation:1.School of Electronic and Information Engineering,Changchun University,Changchun 130022,China;2.Faculty of Engineering,Saitama Institute of Technology,Saitama 3690293,Japan
Abstract:
Keywords:laser scanning  athermalization  elastic ring  optimization design  error
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