车载光电稳定平台外框架优化设计

2011-11-06刘长顺陈兆兵

中国光学 2011年6期

刘长顺，王兵，陈兆兵

(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033;2.中国科学院研究生院，北京100039)

1 引言

稳定平台在飞机、舰艇、车辆、导弹、卫星等许多领域具有极其广泛的应用，它主要涉及目标的捕获、跟踪与瞄准等功能的实现。在惯性系统中，稳定平台为加速度计提供姿态基准，为外架设备提供稳定的承载平台。因此，如何通过合理的设计使平台满足系统的使用要求已成为当前工程应用中最关心的问题之一［1-6］。

外架设备是平台系统的服务对象，与外框架相连的2套轴系精度决定了整个系统的精度，因此外框架的结构变形对平台整体精度与稳定性具有重要影响。在车载动态使用环境条件下，光电系统对稳定平台系统要求十分严格，稳定平台结构刚度须满足承载要求高、设备尺寸大、有动载荷等要求。系统采用的是框架结构形式，外框架通过纵摇轴系与两个立柱连接，立柱固定在基座上;同时通过横摇轴系与内框架连接，内框架为外架设备提供安装位置。这种框架结构形式决定了外框架在系统中受到的力最为复杂，因此对外框架进行设计优化十分必要。

针对当前稳定平台设计普遍存在结构笨重、回转惯量大，外框架在系统中受力复杂等问题，本文分析了外框架材料的选择及结构形式，通过软件建模对外框架进行了优化设计，最后通过仿真或试验等手段验证了优化设计［7-11］的可行性。