Разработка конструкции оптико-механической части сканирующего прибора - Курсовая работа

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ»В данной работе, на основе анализа технической литературы, разработана сканирующая система, удовлетворяющая условию и техническому заданию. Разработаны чертежи всех нестандартных деталей, оформлена спецификация на прибор. Разработать конструкцию оптикомеханической части сканирующего прибора с возможностью фокусировки объектива. Произвести предварительный габаритный расчет оптической системы (расчет конструктивных параметров, допусков, габаритных размеров оправы объектива); Выполнить кинематический расчет сканирующей системы, выбрать двигатель, разработать узел крепления двигателя, произвести расчет механической передачи, выполнить расчет кулачка, замыкающей пружины, сконструировать узел крепления оптического клина;Оптико-электронными называются приборы, в которых информация об исследуемом или наблюдаемом объекте переносится оптическим излучением, а ее первичная обработка сопровождается преобразованием энергии излучения в электрическую энергию. В состав этих приборов входят как оптические, так и электронные звенья, причем и те и другие выполняют основные функции данного прибора, а не являются вспомогательными устройствами. Для преобразования многомерного оптического сигнала в одномерный электрический, содержащий информацию о распределении параметров оптического сигнала, в ОЭП используется сканирование - процесс последовательной непрерывной или дискретной выборки значений оптического сигнала с целью его преобразования и получения электрического сигнала, параметры которого однозначно соответствуют параметрам оптического сигнала. Поэтому обычно сканированием называют последовательный просмотр (развертку) сравнительно большого поля обзора малым мгновенным угловым полем в целях получения электрического сигнала, мгновенные значения которого пропорциональны значениям исследуемого параметра поля (яркости, освещенности).Объектив в данной системе предназначен, для получения изображения исследуемого поля на ПОИ. По условию технического задания сканирование осуществляется с помощью оптического клина с синусоидальным законом сканирования и розеточной разверткой. Оптический клин приводится во вращения с помощью электродвигателя.Объектив состоит из двух линз. Оптическая сила линз рассчитывается по формуле: (2.1) где - приведенная оптическая сила линзы; фокусное расстояние объектива. Рассчитаем оптическую силу первой линзы: Приведенная оптическая сила объектива рассчитывается: (2.2) Исходя из этого, рассчитаем приведенную оптическую силу второй линзы: Оптическая сила второй линзы: Найдем фокусные расстояния линз: (2.3) Для линз со световым диаметром от 10 до 18 припуск на завальцовку равен 1,0 мм, тогда для первой линзы: Так как обе линзы будут закреплены в одной оправе, то целесообразно сделать их диаметры одинаковыми для удобства их закрепления.Расчет будет проводиться по формуле: .(2.18) где - допустимое изменение фокусного расстояния, - характеризует закон распределения погрешности, - число оптических элементов. Допуск на радиус кривизны рассчитывается по формуле: (2.19) где p=4 - число поверхностей. Результаты расчета: Допуски на радиусы кривизны стекол: Класс точности пробных стекол - 1. Рассчитали допустимое число колец Ньютона, с помощью формулы: Где - допустимый астигматизм, =0,05 мм, тогда: Расчет допусков на температурную деформацию: Таблица 2.2. Допуск на деформацию оптической силы компонентов: Тогда измерение оптической силы компонента Dj: Для первой линзы: Для второй линзы: Допуск на температурную деформацию фокусного расстояния объектива: Допуск для номинальных размеровПредполагает обеспечение ее базирования, ориентирования и закрепления в соединении с базовой механической основой, называемой оправой [4]. При выборе типа крепления и разработке конструкции узла необходимо обеспечить выполнение следующих общих требований: · крепление должно быть надежным, т.е. во время работы прибора положение линзы относительно оправы не должно изменяться; · замыкающие усилия, необходимые для осуществления сопряжения между линзой и оправой, не должны вызывать опасных деформаций и напряжений; В качестве материала оправы была выбрана латунь ЛС59-1 по следующим причинам: · латунь легко поддается пластической деформации, значит она обладает высокой пластичностью; К недостаткам способа можно отнести: · падение надежности крепления с увеличением габаритных размеров детали;Оптический клин, установленный перед объективом, изменяет ход лучей таким образом, что изображение светящейся точки отклоняется на некоторый угол. Если клин вращается вокруг направления падающих на него лучей, то выходящий луч движется по образующей прямого кругового конуса с углом при вершине: Принцип сканирования оптическим клином приведен на рис. Пунктирной линией показан оптический клин и ход лучшей при повороте на 180 сканирующий объектив оптический фотоприемник Из формулы (3.

Содержание

Аннотация

Техническое задание

Исходные данные

Введение

1. Выбор и обоснование схемы оптикомеханической части сканирующей системы

2. Предварительный габаритный расчет оптической системы

2.1 Расчет конструктивных параметров объектива

2.2 Расчет допусков на оптические детали объектива

2.3 Определение основных габаритных размеров оправы объектива

3. Расчет конструктивных параметров сканирующей системы

4. Выбор двигателя и кинематический расчет

4.1 Выбор двигателя

4.2 Разработка крепления узла

4.3 Кинематический расчет сканирующей системы

5. Расчет времени выхода прибора на рабочий режим

6. Выбор фотоприемника

7. Выбор стандартных деталей

8. Выбор крепления и материалов узлов прибора

9. Компановка прибора

Заключение

Список литературы

Содержание

Приложения

Аннотация