光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)-合肥.ppt

1、目錄,Optomechanics的研究?jī)r(jià)值及地位 光機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理 光學(xué)元件的安裝設(shè)計(jì)及工藝 光機(jī)設(shè)計(jì)中的調(diào)整機(jī)構(gòu) 系統(tǒng)分析 熱分析 先進(jìn)設(shè)計(jì)方法 附錄,Optomechanics的現(xiàn)實(shí)地位,在國際上已有Opto-mechanics、 Opto-electronics等專有名詞； 每年國際上都會(huì)有冠以“Opto-mechanics”字樣的國際會(huì)議； 國際上成立有專門的學(xué)術(shù)組織，定期研討； 美國主要從事光學(xué)工程研究的大學(xué)都開設(shè)Opto-mechanics課程； 各類人才招聘信息也常會(huì)出現(xiàn)需要Opto-mechanics engineer；,Optomechanics與Optical Engin

2、eering 之間的關(guān)系,光機(jī)設(shè)計(jì)的基本原理,光學(xué)設(shè)計(jì)工程師：通過各類光學(xué)元件的設(shè)計(jì)，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。 光機(jī)工程師：通過保證各類光學(xué)元件的空間位置，實(shí)現(xiàn)儀器性能要求。,光機(jī)設(shè)計(jì)基本原理(續(xù)),光學(xué)機(jī)械總體設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)： 工作環(huán)鏡 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì) 熱環(huán)境設(shè)計(jì) 振動(dòng)分析 集成設(shè)計(jì),工作環(huán)境(參照美軍標(biāo)810),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的： 支承各類光元件（后有詳述） 構(gòu)成儀器整體，功能布局等 關(guān)鍵點(diǎn)：儀器的動(dòng)態(tài)性表征： f n 有多種變形，可在手冊(cè)中根據(jù)要求查尋， g為重力加速度，構(gòu)架自重變形量。,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(續(xù)),在構(gòu)件設(shè)計(jì)中，為提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高設(shè)計(jì)的振動(dòng)頻率是一方面，另一方面

3、，增加系統(tǒng)的阻尼也是有效的手段之一。 圖,運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì),運(yùn)動(dòng)學(xué)的設(shè)計(jì)就是解決光學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)件的約束。只有在無過約束或微過約束的情況下，才能保證最佳的定位精度及運(yùn)動(dòng)精度。,抗熱設(shè)計(jì),由于溫度的變化引起結(jié)構(gòu)的變化，從而引起光學(xué)系統(tǒng)的變化 溫度的變化引起光學(xué)件的面形變化 溫度的變化引起光軸的失調(diào) 解決方案： 光學(xué)系統(tǒng)的誤差分析 溫控設(shè)計(jì) 材料選用 自動(dòng)調(diào)整 被動(dòng)補(bǔ)償,抗熱設(shè)計(jì)(熱變形),抗熱設(shè)計(jì)(熱變形),熱補(bǔ)償,振動(dòng)控制,客觀上振動(dòng)無處不在的，振動(dòng)對(duì)精密光學(xué)儀器的使用非常有害的。在許多大科學(xué)工程中，振動(dòng)控制是作為專門研究的專項(xiàng)。 振動(dòng)有二種：周期和隨機(jī)（PSD表征）。 對(duì)一個(gè)儀器來說，還有在一定頻率響應(yīng)：,振動(dòng),光學(xué)集成設(shè)計(jì),隨著各類大型分析軟件的誕生，各類設(shè)計(jì)手段也隨之提高，具體表現(xiàn)為：可視化、參數(shù)化。 具體措施：各類軟件之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，最終達(dá)到綜合集成的設(shè)計(jì)要求。,傳統(tǒng)光機(jī)設(shè)計(jì),光學(xué)設(shè)計(jì)提出變形控制要求給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)又提出溫度范圍和溫度梯度限制給熱設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)都盲目的遵從光學(xué)設(shè)計(jì)的要求，以滿足系統(tǒng)的光學(xué)性能要求，這種設(shè)計(jì)方法不可避免地導(dǎo)致設(shè)計(jì)要求過高和性能的浪費(fèi)，采用這種設(shè)計(jì)方法不可能完成高精度、高性能光機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 運(yùn)用各學(xué)科的分析軟件解決相