【正文】 o configurations, pares the results of the calculations qualitatively, selects the imitation polar configuration for the device39。在對(duì)直線運(yùn)動(dòng)單元進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)比較各種形式的導(dǎo)軌和傳動(dòng)方式，選擇了線性滑塊導(dǎo)軌和同步帶傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)單元。使用 MATLAB 對(duì)這兩種構(gòu)型進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，對(duì)運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行了定性比較，選取“仿極坐標(biāo)”構(gòu)型為裝置的機(jī)構(gòu)構(gòu)型。哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) I 摘要 研究 液晶光學(xué) 相控陣在跟蹤 /瞄 準(zhǔn)捕獲（ APT）技術(shù)中的應(yīng)用時(shí)，需要 在 跟瞄系統(tǒng) 遠(yuǎn)場(chǎng)豎直平面內(nèi) 為系統(tǒng)提供 一個(gè)隨機(jī)可控的模擬目標(biāo)，這種隨機(jī)可控模擬目標(biāo)裝置是典型的機(jī)電一體化裝置。本文主要對(duì)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，提出了 5 種裝置的機(jī)構(gòu)構(gòu)型，重點(diǎn)分析 了其中 兩種構(gòu)型。在對(duì)裝置進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，把裝置分為了直線運(yùn)動(dòng)單元和轉(zhuǎn)動(dòng)單元，分別設(shè)計(jì)。最終利用 SolidWorks2021 對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行了三維設(shè)計(jì)及受力仿真分析。s body configuration. In the mechanical design of the device, the device is divided into a linear motion unit and rotation unit, and is designed respectively. In the design of Linear motion unit, by paring the various forms of rail and transmission mode, a linear slide rails and drive to achieve synchronous linear motor unit is chose. Finally, the whole device is performed the threedimensional design and simulation analysis of the force by using SolidWorks2021. Keywords: Randomized controlled。 Kinematics calculation。 Force Simulation and Analysis 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) III 目錄 摘要 .........................................................................................................................I Abstract ................................................................................................................. II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 1 課題研究背景 ......................................................................................... 1 課題研究?jī)?nèi)容及意義 ............................................................................. 1 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本知識(shí) ............................................................................ 3 跟瞄系統(tǒng)介紹 ......................................................................................... 3 跟瞄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) ......................................................................................... 3 第 3 章 方案優(yōu)選 ................................................................................................ 4 設(shè)計(jì)目標(biāo) ................................................................................................. 5 提出多種方案 ......................................................................................... 5 方案論證 ................................................................................................. 6 方案 4 的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 .................................................................. 6 方案 5 的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 ................................................................ 11 定性比較 .................................................................................... 15 本章小結(jié) ............................................................................................... 16 第 4 章 機(jī)械設(shè)計(jì)及仿真 .................................................................................. 17 總體設(shè)計(jì) ............................................................................................... 17 直線運(yùn)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)方案 ............................................................ 17 轉(zhuǎn)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)方案 .................................................................... 18 驅(qū)動(dòng)類型選擇 ............................................................................ 18 直線運(yùn)動(dòng)單元設(shè)計(jì) ............................................................................... 19 同步帶及帶輪設(shè)計(jì) .................................................................... 19 線性滑塊導(dǎo)軌設(shè)計(jì) .................................................................... 21 SolidWorks 設(shè)計(jì)及仿真 ............................................................. 24 轉(zhuǎn)動(dòng)單元設(shè)計(jì) ....................................................................................... 28 建立約束方程 ........................................................................... 28 搖臂設(shè)計(jì) ................................................................................... 28 減速器設(shè)計(jì) ................................................................................ 29 SolidWorks 設(shè)計(jì)及仿真 ............................................................. 31 本章小結(jié) ............................................................................................... 34 結(jié)論 ...................................................................................................................... 35 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 36 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) IV 致謝 ...................................................................................................................... 37 附錄 1 圖紙 ....................................................................................................... 38 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 1 第 1 章 緒論 課題研究背景 光學(xué)相控陣 (OPA)技術(shù)在軍用和民用光束 掃描方面具有廣闊的應(yīng)用前景 ,除在激光顯示、激 光通信和激光照排等方面外 ,最重要的應(yīng)用是相控 陣激光雷達(dá) [1]、空間激光通信等軍事應(yīng)用領(lǐng)域。這種采用機(jī)械運(yùn)動(dòng)的方法光損耗小 ,掃描范圍大和 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,但是其掃描速度和精度相對(duì)較低。 近年來(lái)基于液晶的光學(xué) 相控陣技術(shù)得到了較快的發(fā)展 ,這種技術(shù)的主要優(yōu) 點(diǎn)是具有相對(duì)低的控制電壓和可以較為方便地形成光束的二維掃描。它 的這種液晶相控陣技術(shù)具有較大的孔徑 (約 4 cm4 cm),約有 43000 個(gè)獨(dú)立的相位調(diào)制單元 ,實(shí)現(xiàn)了 177。較大角度的掃描 ,指向控制精度達(dá)微弧度量 級(jí) 。 2021 年 ,雷聲公司得到美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的“自適應(yīng)光相控陣鎖定單元 ”技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目合同 ,開發(fā)應(yīng)用于 激光通信和激光成像的電掃描激光束控制技術(shù)。 300?rad，光束偏轉(zhuǎn)分辨率為 2?rad，幀速率為 ，掃描角速度為 24mrad/s。在研究跟蹤 /瞄準(zhǔn)應(yīng)用時(shí)， 為了驗(yàn)證整個(gè) 跟瞄 系統(tǒng)的可行性， 需要 對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行測(cè)試 。 課題研究?jī)?nèi)容 及 意義 該運(yùn)動(dòng)臺(tái)是“基于光學(xué)相控陣敏感控制技術(shù)”研究課題的組成部分，通過(guò)該設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)關(guān)于機(jī)電運(yùn)動(dòng)控制的理論和技術(shù)，綜合運(yùn)動(dòng)機(jī)械、電子、控制知識(shí)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 本文主哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 2 要對(duì)模擬目標(biāo)二維 運(yùn)動(dòng) 臺(tái)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。即 包括： （ 1） 深入分析運(yùn)動(dòng)臺(tái)機(jī)構(gòu)的構(gòu)型，提出各種可行方案，使用 MATLAB 對(duì)方案進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，最終選取最合適構(gòu)型方案； （ 2） 在 SolidWorks2021 環(huán)境下設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)； （ 3） 在 SolidWorks2021 環(huán)境下對(duì)機(jī)械結(jié) 構(gòu)進(jìn)行仿真分析。攝像機(jī)采集目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理，提取出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信息，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)信息控制空間光調(diào)制器，對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)光束對(duì)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)跟蹤。 跟瞄實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng) 為了驗(yàn)證整個(gè) 跟瞄 系統(tǒng)的可行性， 需要 對(duì)該系統(tǒng)的性能進(jìn)行 測(cè)試。 圖 22 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 攝像機(jī) 受控光束 目標(biāo) 準(zhǔn)直 SLM 擴(kuò)束器 激光器 照明光