杨立保

（1.长春理工大学 机电工程学院，长春 130022；2.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

常见的地平式光电经纬仪的水平轴系分U型和T型两种结构，但是随着光电经纬仪应用领域的不断扩大，水平轴系的结构形式发生了很大的变化。对设计本身也提出了更高的要求。比如在海洋环境条件下，需要仪器具有防盐雾、防腐蚀、防潮湿等性能。球形结构能够很好的满足这种需求，其在仪器的防护方面具有其他结构形式不可比拟的优势。我们知道，作为一个球体容易实现密封，从而保证内部重要部件不受环境侵蚀。

同时球形结构为安装更多的传感器提供了尽可能大的空间。

通过以上的需求引领，有必要对球形照准架系统进行研究。本文将提出一种新型的照准架结构形式，即球形四通结合弧形立柱结构的照准架形式，简称Q型。该文从水平轴系、球形四通、有限元分析和弧形立柱设计等方面对球形照准架进行详细研究。

1 球形照准架的设计

球形照准架也就是球形水平轴系。包括水平轴系的结构设计、球形四通的分割形式、弧形立柱的设计三个部分。

1.1 水平轴系结构设计

在水平轴系的设计过程中，通常需要考虑的首先是通过对载荷分布的分析确定轴系结构的布局，再根据具体的载荷设计轴系的刚度最终确定结构。

在大多数情况下水平轴并不是一根完整独立的轴，而是由左轴、四通和右轴三部分组成，左轴用于安装编码器等测角元件。……