激光跟踪仪精密跟踪转台轴系优化设计

林心龙,周维虎,劳达宝

(1.中国科学院大学，北京 100190；2.中国科学院光电研究院，北京 100094)



激光跟踪仪精密跟踪转台轴系优化设计

林心龙1,2,周维虎1,劳达宝1

(1.中国科学院大学，北京 100190；2.中国科学院光电研究院，北京 100094)

精密跟踪转台是高精度飞秒激光跟踪仪的关键单元，其精度直接影响激光跟踪测量系统的总体精度，而跟踪转台的精度主要由轴系精度决定，因此跟踪转台的轴系结构设计以及对其轴系进行性能分析非常重要。文中首先对精密跟踪转台进行结构设计与建模，利用SAMCEF of rotor软件对二维转台2个轴系进行了仿真分析。根据激光跟踪仪性能要求与仿真结果对轴系结构进行分析与优化。最后通过搭建的二维转台验证了所设计轴系的可行性，能够满足激光跟踪仪跟踪转台高精度、高灵敏度和低跳动的要求。

激光跟踪仪；跟踪转台；轴系；有限元分析

0 引言

新型飞秒激光跟踪仪具有测量功能多、测量精度高、测量速度快、量程大、可现场测量等特点，是大型科学工程和大型高端装备制造中急需的测量装备。二维转台是高精度飞秒激光跟踪仪的主要组成部分，作为目标跟踪的执行机构，其性能直接影响激光跟踪测量系统的跟踪性能；它也是跟踪仪测角装置的承载机构，直接影响仪器的测角精度；同时也是跟踪仪测距光路的辅助部件，影响测距性能。因此，精密跟踪转台是实现高性能飞秒激光跟踪仪的关键因素及基础。

目前国内外学者对转台精度的研究主要集中在消除指向误差[1-2]、测角系统误差[3]、垂直度误差[4]、轴线不相交[5]等方面，或者利用多体动力学的方法对转台进行空间综合误差建模与分析[6-7]。……