周视激光成像引信设计及仿真
0406003-1
收稿日期:2017-11-12;
修订日期:2017-12-15基金项目:
作者简介：
(1985-),,,二.Email:306638927@https://www.360docs.net/doc/cd9574699.html, 导师简介：(1976-),
,,,二.Email:songct@https://www.360docs.net/doc/cd9574699.html, 周视激光成像引信设计及仿真
刘博虎，宋承天，段亚博
(北京理工大学机电学院，北京100081)
摘要：激光成像探测是引信技术发展中一个重要方向，周视成像探测技术可以有效提高引信系统的探测能力。文中首先提出一种简易周视激光成像引信原理和结构，在弹目交会过程中可实现360?周视探测的目标成像；其次建立弹目交会模型和目标3D 模型，模拟简易周视激光成像引信对空和对地面目标成像探测的过程；最后设计简易周视激光成像引信的仿真软件，用于生成引信在不同弹目交会条件下的仿真数据，包括目标灰度图像、二值图像、回波信号等，可为周视成像引信的图像识别电路设计和最终的工程化实现提供可靠依据。
关键词：激光引信；成像探测；仿真系统
中图分类号：TJ43+9.2文献标志码：A DOI ：10.3788/IRLA201847.0406003
Design and simulation of a panoramic laser imaging fuze
Liu Bohu,Song Chengtian,Duan Yabo
(School of Mechatronical Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China)
Abstract:Laser imaging detection is an important direction of fuze technology development.The panoramic imaging detection technology can effectively improve the detection capability of the fuze system.In this paper,a simple panoramic laser imaging fuze principle and structure were firstly proposed that can realize 360?panoramic detection and create a target image in the process of missile -target encounter.Secondly,the model of missile-target encounter and the 3D model of target were established.The process of aerial and ground target imaging detection was simulated ,and the images of the target were generated.Finally,the simulation software of panoramic laser imaging fuze was designed to generate the simulation data of imaging fuze under various missile-target encounter conditions,including target gray image,binary image,echo signal and so on.It is great favourable for the design of image recognition circuit and the panoramic laser imaging fuze's final engineering realization.
Key words:laser fuze;imaging detection;simulation system
第47卷第4期
红外与激光工程2018年4月
Vol.47No.4Infrared and Laser Engineering Apr.2018
万方数据
引信设计与应用总结
填空题：1.引信的定义：引信是利用环境信息(如发射条件)，目标信息(如散射特点)或按照事先设定的条件(如时间， 指令等)，在保证弹药平时和发射时安全的前提下，对弹药实施起爆控制，点火控制及姿态控制的装置。2. 现代引信的主要功能有： （1）安全控制：保证引信在预定起爆时间之前不起作用，保证弹药在储存、运输、处理和发射中安全；（2）起爆控制：在相对目标最有利位置或时机完全地引爆或引燃战斗部装药； （3）命中点控制：修正无控弹药的飞行弹道或水下弹道，提高对目标的命中概率和毁伤概率； （4）发动机点火控制：控制带有两级发动机导弹的第二级发动机的点火，或控制火箭上浮水雷发动机点火。 3. 引信的组成：发火控制系统、安全系统、能源装置、爆炸序列。 4.引信的作用过程：引信的作用过程是指引信从发射开始到引爆战斗部主装药的全过程。保险（目标信息或预定信息）、解除保险过程、发火控制过程、引爆过程。 5．引信获取目标方式：触感方式、近感方式、接受指令方式。 6.对引信的基本要求有：安全性、可靠性、使用性、引战配合性、环境适应性、抗干扰性、标准化经济性、长期储存稳定性。 7.引信设计一般程序包括：引信总体论证、引信方案设计、引信工程研制、引信设计定型、引信生产定型。 8.引信安全性设计的一般要求：勤务处理安全性、装填安全性、发射安全性（膛内安全性，炮口安全性）。计算题： 1.有一离心保险机构，其离心销质量m=0.32g，起始偏心距r0=8mm，今用于K1=1000，K2=5000cm-1炮系统，求该离心销所受的最大后坐力和最大离心力。 解：因为m=0.32g r0=8mm K1=8000 K2=5000cm-1 ∴该离心销所受的最大后坐力为：FSM=K1mg=8000*0.32*10-3*9.8=25.088N 最大离心力为Fcm=K2mgr0=5000*0.35*10-3*9.8*0.8=12.544N 2. 有一膛内针刺发火机构，已知弹簧预压变形量λ0= 3.79mm~ 4.81mm，截击行程l1=2.491mm，截击抗力FR1=22N~25N，惯性体换算质量m1=1.25g取β=0.5，试求安全落高H？ 解：惯性体系统的储能表达式Ek=0.5*（m+mu/3）v02（1+β）2 v0=（2gH）0.5 ∴Ek=（m+mu/3）gH（1+β）2 弹簧被压缩后表达式：En=（Fro+Fr1)l/2 ∴m2gH（1+β）2≤0.5（Fro+Fr1）l 若取H≤（Fro+Fr1)l/2m1g（1+β）2 则H≤Fr1l（l+2λ0）/2（l+λ0）m1g（1+β）2 =FR1l/2m1g（1+β）2×（l+2λ0)/（l+λ0） 对于（l+2λ0)/（l+λ0）=2.491+2×3.79/（2.491+3.79）=10.071/6.281=1.603 当λ0=4.81mm （l+2λ0)/（l+λ0）=1+λ0/（l+λ0）=1+4.81/（2.491+4.81）=1+4.81/7.301=1.66 H≤[Fr1l/2m1g（1+β）2×（l+2λ0）/2（l+λ0）]min=（22×2.491）×1.63/（2×1.25g×10-3×10×（1+0.5）2）=1562mm=1.562m 3. 有一双行程保险机构，一直惯性筒质量m1=1.27g，上钢球质量m2=0.1g，解除保险行程l1=8mm，弹簧预压型变量λ0=4mm，上钢球脱落时弹簧抗力FR1=12.33N，令用于85mm榴弹上。取β=0.55，问安全落高H；此机构用于多大K1值的火炮系统？ 解：（1）FR1=Kf（λ0+l1）=12.33N，λ0=4mm，l1=8mm， ∴FR0=kF*λ0=4.11N， ∴H≤（FR1+FR0）l1/2m1g（1+β2）=2.2m。 另一种H≤（FR1+FR0）l1/2m1g（1+β）2=4.1（2）FR12≤2/3*kminm1g ∴K1≥3FR12/2m1g=1486，此机构可用于K1=1486的火炮系统。 简答题：
《应用光学课程实践》
《应用光学课程实践》 课程编号：****** 课程名称：应用光学课程实践 学分：1 学时:16 (其中实验学时：16) 先修课程：应用光学 一、目的与任务 本课程是应用光学的后续实践设计课程。本课程是电子科学与技术（光电子方向）、光信息科学与技术和测控技术与仪器等专业的技术基础课。它主要是要让学生在学习了应用光学以后，利用掌握的应用光学知识进行一个具体的光电仪器设计，学会解决几何光学、典型光学仪器原理、光度学等的基础理论和方法。 本课程的主要任务是复习巩固应用光学的知识，学习典型光学仪器初步设计的一般方法，培养学生设计光电仪器的初步设计能力。 二、教学内容及学时分配 理论教学部分（2学时） 理论教学内容为学习望远系统的基本原理，学习望远系统参数的确定方法，学习棱镜转动定理，确定望远系统各部件的组成原理。 实践设计部分 (18学时) 设计一个实际的光学仪器——火炮周视瞄准镜初步设计 1、光学系统的技术要求 光学特性： 视放大率：Γ=37.X ω=? 物方视场角：210 出瞳直径：D=4mm '≥20 出瞳距离：l mm z 潜望高H＝185毫米 要求成正像 光学系统要实现：俯仰瞄准范围±18o 水平瞄准范围360o 俯仰和周视中观察位置不变 渐晕系数K＝0.5
2、设计计算内容 拟定光学系统的工作原理 拟定光学系统原理，望远系统，物镜、目镜、分划板、保护玻璃。 形成潜望高，俯仰和周视，上、下选用两个棱镜。 利用棱镜转动定理确定道威棱镜及转动方向。 共轴系统和棱镜系统的组合 光学系统的外形尺寸计算 ⑴选择物镜、目镜的结构型式，计算有关参数； 相对孔径，焦距，确定物镜和目镜的结构型式。 ⑵计算道威棱镜尺寸； ⑶计算端部棱镜，保护玻璃尺寸； ⑷计算底部棱镜和分划板尺寸； ⑸物镜目镜口径计算 ⑹验证出瞳距离和潜望高 绘制光学系统的原理图 三、考核与成绩评定 本课程要求学生撰写一篇设计报告，根据报告评分，满分100分。60分以上成绩合格。 四、大纲说明 1. 本课程是应用光学的后续实践设计课程。应用光学课程实践设计就是在学生学习了应用光学以后，利用掌握的应用光学知识进行一个具体的光电仪器设计，它一方面可以复习巩固应用光学的知识，同时又能使学生学习到一个光电仪器设计的具体过程，对于学生灵活地综合概括所学知识，掌握实际工程设计流程是非常重要的。 2.在保证基本教学要求的前提下，教师可以根据实际情况，对内容进行适当的调整和删节。 3.本大纲适合电子科学与技术（光电子方向）、光信息科学与技术和测控技术与仪器等专业。 五、教材、参考书 选用教材：李林,安连生,李全臣,黄一帆. 应用光学[M]. 北京：北京理工大学出版社,2010 李林,黄一帆,王涌天. 应用光学(英文版)[M]. 北京：北京理工大学出版社,2005 参考书： ［1］李林,黄一帆.应用光学概念题解与自测［M］.北京:北京理工大学出版社，2006. ［2］母国光,战元龄.光学[M]. 北京：人民教育出版社，1998.
公司模块化设计理念
模块化设计理念 企业生存发展的三大支柱，技术创新，管理创新，研发模式（模块化设计）的创新。 当今市场变化迅速，企业必须不断应用新技术以快速适应时时变化的市场环境。要想赢得未来竞争的胜利，中国的制造业企业必须通过优化整个产品生命周期的业务链来缩短产品上市时间、提高产品质量、降低成本，同时还要不断通过研发创新来满足客户的变化需求。产品定制化趋势越来越明显，企业必须创建数量庞大的产品系列来满足客户不断变化的需求。企业必须同时具备以下的能力才能够应对挑战：持续提高的创新能力，使产品的科技含量越来越高，以满足客户变化需求；不断缩短产品上市时间，取得竞争优势；不断强化成本控制能力，通过优化产品全生命周期内的成本、研发、生产、物流、销售和服务等环节控制产品总成本，取得产品价格优势；持续的质量改进能力。 企业一方面必须利用产品的批量化、标准化和通用化来缩短上市周期、降低产品成本、提高产品质量，另一方面还要不断地进行产品创新使产品越来越个性化，满足客户的定制需求。这样，如何平衡产品的标准化、通用化与定制化、柔性化之间的矛盾，成为赢得竞争的关键能力。 平台化、模块化的产品设计和生产可以在保持产品较高通用性的同时提供产品的多样化配置，因此平台化、模块化的产品是解决定制化生产和批量化生产这对矛盾的一条出路。 我公司近几年也已逐步导入平台化，模块化设计理念，比如以装载机驱动桥为平台，建立了主减速器、轮边减速器、制动器等二级模块，建立了差速器、螺旋减速齿轮副等三级模块，通过不同模块间的组合设计，先后开发了压路机桥，拖拉机桥等新产品，由于采用了成熟的模块，大大缩短了设计、采购和生产制造周期，从而加快了产品上市时间，为企业赢得了先机和效益。 产品平台化和模块化目前正在从企业竞争的优势技术，向一种企业竞争的必备技术转变，是制造业发展的趋势，也势必会对在未来市场中的产业细分带来深远的影响。三流的企业卖产品，二流的企业卖技术，一流的企业卖服务，超级企业卖标准。行业中的模块化实际上就是行业的标准，谁在竞争中取得制订行业标准的能力，谁就会成为超级企业！
火炮周视瞄准镜
火炮周视瞄准镜的初步设计 姓名： 学号： 班级： 日期：
一、光学系统的技术要求 光学特性 视放大率： 物方视场角： 出瞳直径： D ’=4mm 出瞳距离： 潜望高H ＝185毫米 要求成正像 光学系统要实现：俯仰瞄准范围±18o 水平瞄准范围360o 俯仰和周视中观察位置不变 渐晕系数K ＝0.5 Γ=37. X ? =102ωl mm z '≥20
二、周视瞄准镜综述 1、周视瞄准镜概述 军事上为搜索目标，需要大方位观察，由于受像差限制，望远镜的视场不能太大。所以，只能采用光学手段使望远镜的视准轴在水平面内扫描，以实现全方位观察，这种扫描也称周视。周视瞄准镜是周视望远镜的一种。周视瞄准镜的目镜位置不动而镜头能够绕垂直轴在水平方向一定的角度范围内进行观察。有周视性能的瞄准镜，可以扩大观察范围，同时，俯仰时目镜不动，方便观察者不用改变自己的位置和方向，观察到全方位的景物。 2、周视瞄准镜原理 对于周视瞄准镜，常见的一般利用上直角棱镜绕垂直轴作转动时，道威棱镜绕其自身光轴按一定关系互相配合互相转动角，可实现水平周视。另外，上直角棱镜能绕水平轴俯仰，实现俯仰观察。但也有少部分采用立方棱镜绕垂直轴转动实现水平周视或者一些光学元件组合实现。 3、周视瞄准镜的分类 按观察范围划分，周视瞄准镜可以分为水平半周视和水平全周视。其中，观察范围小于360°的为水平半周视，达到360°的为水平全周视。
周视望远系统按照目镜是否转到可以分为目镜不动型和目镜随主镜筒一起转动型。前者观察舒，操作方便。后者将使操作者感到不便。 4、周视瞄准镜的用途 周视瞄准镜是一种性能较完善的瞄准仪器，装备于各种火炮作间接瞄准之用。火炮周视瞄准镜是配备最多种火炮的一种瞄准镜，广泛用于加农炮、榴弹炮、加榴炮和火箭炮。它的目镜不动，而镜头能环视一周，它与标定器配合使用实施间接瞄准，不受地形、地物和气候条件的影响。也能进行直接瞄准和标定。 三、光学系统的工作原理 1、光学系统基本形式 火炮周视瞄准镜的实际用途是用于望远瞄准，所以光学系统的基本形式是望远系统。而望远系统又分为开普勒望远系统和伽利略望远系统。 采用正光焦度目镜的望远镜称为开普勒望远镜，视放大率为负值，所以正立的物体成倒立的像，观察和瞄准极为不方便，通常加入棱镜或透镜式倒像系统，使像正立。开普勒望远镜在物镜和目镜之间有中间实像，可以安装分划板，使像和分划板上的刻线进行比较，便于瞄准和测量，特别适合军用。 采用负焦光度目镜的系统称为伽利略望远镜，这个系统的Γ为正值，成正像，不必加倒像系统。但这种系统的物镜的像方焦平面在目镜的后方，系统中无法安装分划板，不适合军用，另外它的视放大率受到物镜口径的限制，也不可能很大，一般在2-3倍，常用作观剧镜。
引信设计与应用总结
1.引信的定义：引信是利用环境信息(如发射条件)，目标信息(如散射特点)或按照事先设定的条件(如时间，指令等)，在保证弹药平时和发射时安全的前提下，对弹药实施起爆控制，点火控制及姿态控制的装置。 2. 现代引信的主要功能有： （1）安全控制：保证引信在预定起爆时间之前不起作用，保证弹药在储存、运输、处理和发射中安全； （2）起爆控制：在相对目标最有利位置或时机完全地引爆或引燃战斗部装药； （3）命中点控制：修正无控弹药的飞行弹道或水下弹道，提高对目标的命中概率和毁伤概率； （4）发动机点火控制：控制带有两级发动机导弹的第二级发动机的点火，或控制火箭上浮水雷发动机点火。 3. 引信的组成：发火控制系统、安全系统、能源装置、爆炸序列。 4.引信的作用过程：引信的作用过程是指引信从发射开始到引爆战斗部主装药的全过程。保险（目标信息或预定信息）、解除保险过程、发火控制过程、引爆过程。 5．引信获取目标方式：触感方式、近感方式、接受指令方式。 6.对引信的基本要求有：安全性、可靠性、使用性、引战配合性、环境适应性、抗干扰性、标准化经济性、长期储存稳定性。 7.引信设计一般程序包括：引信总体论证、引信方案设计、引信工程研制、引信设计定型、引信生产定型。 8.引信安全性设计的一般要求：勤务处理安全性、装填安全性、发射安全性（膛内安全性，炮口安全性）。 计算题： 1.有一离心保险机构，其离心销质量m=0.32g，起始偏心距r0=8mm，今用于K1=1000，K2=5000cm-1炮系统，求该离心销所受的最大后坐力和最大离心力。 解：因为m=0.32g r0=8mm K1=8000 K2=5000cm-1 ∴该离心销所受的最大后坐力为：FSM=K1mg=8000*0.32*10-3*9.8=25.088N 最大离心力为Fcm=K2mgr0=5000*0.35*10-3*9.8*0.8=12.544N 2. 有一膛内针刺发火机构，已知弹簧预压变形量λ0= 3.79mm~ 4.81mm，截击行程l1=2.491mm，截击抗力FR1=22N~25N，惯性体换算质量m1=1.25g取β=0.5，试求安全
《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全系统要求规范》
2—4 小量火药、炸药及其制品危险性建筑设计安全规范 WJ 2470-1997 1 范围 1.1 主题内容 本标准规定了从事火药、炸药、弹药、引信、火工品研究与应用的研究所、院校、试验场及工厂，在新建、扩建、改建小量火药、炸药及其制品危险性建(构)筑物时，应遵循的安全技术要求。 1.2 适用范围 本标准适用于研究所、院校、试验场及工厂新建、扩建及改建的小量火药、炸药及其制品的各种危险性建(构)筑物的设计。 2 引用文件 GB50154—92 地下及覆土火药炸药仓库设计安全规范 GBJ87—85 工业企业噪声控制设计规范 GJB2—82 常规兵器发射或爆炸时压力波对人体作用的安全标准 《中华人民共和国环境噪声污染防治法》1996年10月29日中华人民共和国主席令，第七十七号《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》1990年3月26日中国兵器工业总公司 3 定义 3.1 危险品 研制、加工、试验、拆分、销毁和存放的各种火药、炸药、弹药、引信、火工品、氧化剂的成品和半成品及其有燃烧和爆炸危险性的原材料。 3.2 危险性建筑 研制、加工、试验、拆分、销毁和存放危险品的场所，包括危险品研制实验室、研制工房、试验工房、生产工房、拆分工房、理化性能实验室、试验和销毁用构筑物及存放间(库)等。 3.3 小量火药、炸药及其制品 危险性建筑物内(抗爆和抑爆间室除外)炸药及其制品的存药量不超过50kg(下述炸药质量均指TNT当量)，火药及其制品的存药量不超过100kg。抗爆和抑爆间室内炸药最大存药量不超过50kg。 3.4 整体爆炸 全部危险品同时发生爆炸。 3.5 总药量 危险性建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁、运输和存放过程中危险品实际的存药量之和。 3.6 计算药量 危险性建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁、运输和存放过程中使用的，能一次同时爆炸或燃烧的危险品的最大药量。用于计算危险性建筑的内部距离和外部距离。 3.7 设计药量 危险品一次可能同时爆炸的最大药量。用于设计抗爆间室、抗爆屏院、抑爆间室和防护墙(板)。 3.8 危险等级 依据建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁和存放的危险品，发生爆炸或燃烧事故的可能性大小和危害程度，将建筑划分成不同的危险等级。 3.9 危险区 研制、加工、试验、拆分、销毁、运输与存放危险品的区域。
脉冲激光引信信号处理技术研究
第25卷 第3期2005年3月北京理工大学学报 T ran sacti on s of Beijing In stitu te of T echno logy V o l .25 N o.3M ar .2005 文章编号:100120645(2005)0320248204 脉冲激光引信信号处理技术研究 魏素娟, 邓甲昊, 姚秀娟 (北京理工大学机电工程学院,北京 100081) 摘 要:分析了六象限脉冲激光引信的工作原理,以直升机为目标,建立了识别直升机旋翼和机身目标信号的识别准则Ζ分析了对信号进行预处理的必要性及信号预处理电路的功能,用D SP 硬件和软件实现了在复杂环境下判断有无目标以及当有目标时判断目标的距离与方位,给出了相应信号处理的软件流程Ζ实验结果表明,用D SP 技术实现脉冲激光引信信号处理是可行的Ζ 关键词:激光引信;信号处理;反直升机激光引信;D SP 应用中图分类号:TJ 43912 文献标识码:A Study on the Signal Processi ng Techn ique of Laser Fuzes W E I Su 2juan , D EN G J ia 2hao , YAO X iu 2juan (Schoo l of M echatron ics Engineering ,Beijing In stitu te of T echno logy ,Beijing 100081,Ch ina ) Abstract :T he op erati on p rinci p le of laser fuzes w ith six 2quadran t detecto r is analyzed .T ak ing a helicop ter as the target ,the ro to r 2iden tificati on criteria of ro to rcrafts are set up .Signal p re 2p rocessing and the functi on of the related circu it are analyzed . U nder the com p licated circum stance ,target iden tificati on and target distance and azi m u th esti m ati on are realized w ith the help of a D SP .T he flow chart of the signal p rocessing p rogram is given .T he feasib ility of the m ethod is p roved by exp eri m en tal test resu lts . Key words :laser fuzes ;signal p rocessing ;an ti 2helicop ter laser fuze ;D SP 收稿日期:20040512 作者简介:魏素娟(1962-),女,博士生,E 2m ail :w eisujuan @bit .edu .cn ;邓甲昊(1958-),男,教授,博士生导师Ζ 与无线电体制、红外体制的引信相比,激光引信 具有定距精度高、抗电磁干扰能力强等优点,因而在国内外得到广泛研究和应用Ζ针对不同的目标特性,引信需要不同的信号处理方法,对于脉冲激光引信,一般采用分析目标反射激光脉冲的个数和幅值来判定目标的类型和距离,当判断出是特定目标,并在一定的距离范围之内时,产生起爆信号[1,2]Ζ因为直升机外型复杂、反射激光信号的部位多,增加了目标信号识别和处理的难度,为此作者研究了目标为直升机时,脉冲激光引信对目标信号的识别、目标信号的 提取和对信号进行处理的方法,并用D SP 芯片和相 应软件程序实现了对目标信号的处理Ζ 1 系统构成与工作原理 激光引信系统结构如图1所示Ζ系统主要由六路激光发射、六路激光接收和D SP 信号处理三部分组成,其基本工作原理是:基 准信号发生器产生周期为640n s 、脉宽为80n s 的基准电脉冲信号,发射电路和发射光学系统将此电脉冲信号变为激光脉冲信号,并将其轮流发送到位于
周视瞄准镜设计说明书
周视瞄准镜设计说明书 080116-05-尚磊
周视瞄准镜设计说明书 一、周视瞄准镜概述 周视瞄准镜是周视望远镜的一种。周视瞄准镜的目镜位置不动而镜头能够绕垂直轴在 水平方向一定角度围进行观察。 对于周视瞄准镜，常见的一般利用上直角棱镜绕垂直轴做转动时，道威棱镜绕其自身光轴按一定关系互相配合互相转动角，可实现水平周视。另外，上直角棱镜能绕水平轴俯仰，实现俯仰观察。但也有少部分采用立方棱镜绕垂直轴转动实现水平周视或者一些光学元件组合实现。 按观察围划分，周视瞄准镜可以分为水平半周视和水平全周视。其中，观察围小于360°的为水平半周视，达到360°的为水平全周视。 有周视性能的瞄准镜，可以扩大观察围，同时，俯仰时目镜不动，方便观察者不用改变自己的位置和方向，观察到四周的景物。 这个镜子最有意思的是眼睛位置不动，转动转螺可观察360°，因为它有特殊的光学结构。 二、光路设计 由于系统用于对远距离目标进行观察，具有的视觉放大率，因此它必然是一个开普勒望
远镜，要使用正光焦度的物镜和目镜。 为了便于观察，系统应成正像，所以必须加入倒像系统。 由于系统要求有一定的潜望高度，所以可以采用使光轴改变90°的棱镜或平面镜，但 平面镜的安装、固定十分困难，而且所镀的反光膜易变质、脱落，还会在反射时造成百分之十左右的光能损失，所以用平面镜进行反射并不理想。而棱镜则可以克服这些缺点，所以采用使光轴改变90°的棱镜形成前往高。考虑到系统的简单易携性，两个棱镜都选用直角棱镜。 为了在水平面和垂直面改变光轴的方向，可以在光轴上端01点的直角棱镜绕水平和垂直轴转动。当棱镜绕经过01点的垂直于主截面的水平轴转动时，像的方向不会发生旋转。但当棱镜绕0102轴转动时，如果物平面相对主截面不动，像平面也将随之转动。如果要求像平面不转，就必须使像面产生一个相反方向的转动。这样就必须加入一个棱镜，利用它的转动来补偿像平面的转动，而不使光轴的方向改变。根据棱镜转动定理，加入的棱镜反射次数应该为奇数，在考虑系统的轻便性，选择了道威棱镜。同样根据棱镜转动定理，道威棱镜的转动角度为01处的直角棱镜转动角度的一半，且两者的转动方向相反。 目前导向系统的顶端直角棱镜和道威棱镜的反射次数之和为偶数，加之低端棱镜，系统成镜像，故可考虑选择其中一个棱镜为屋脊棱镜，这里选底端直角棱镜为屋脊棱镜。
应用光学复习-1
第五章 1.光阑的基本概念 光学系统中限制成像光束的元件称为光阑 2.视场光阑 决定物平面上或物空间中成像范围大小的光阑 3.入窗、出窗及其求解方法 入窗：视场光阑经它前面的光学元件在系统的物空间所成的像，称为系统的入射窗，简称为入窗。入窗限制了物方空间的成像范围，即物方视场 出窗：视场光阑通过它后面的光学元件在系统的像空间所成的像，称为系统的出射窗，简称为出窗。出窗限制了像方空间的成像范围，即像方视场 孔径光阑为无限小时： 将系统除孔径光阑外的所有光阑都经前面的光学元件成像到系统的物空间去，其中对入瞳中心张角最小的那个光阑的像即为系统的入窗，与之共轭的即为视场光阑。 将系统中除孔径光阑外的所有光阑都经它后面的光学元件成像到系统的像空间去，对出瞳中心张角最小的那个即为出窗，与之共轭的即为视场光阑。 4.孔径光阑-------P89 孔径光阑：限制轴上物点成像光束立体角。 孔径光阑决定了轴上点发出的平面光束的立体角，所以又叫做有效光阑。 5.入瞳 入瞳：又称入射光瞳，是系统的孔径光阑通过在它前面的光学系统在物空间的像。 入瞳限制了轴上点物方孔径角的大小。即它决定了能进入系统的最大光束孔径，它也是物面上各点发出的成像光束进入系统的公共入口。 6.出瞳 出瞳：也称出射光瞳，是系统的孔径光阑经它后面的光学元件在像空间成的像。 出瞳决定了轴上像点的像方孔径角的大小。即它决定了成像光束在像空间的最大孔径，它是系统成像光束的公共出口。
7.三种经典光学系统的光阑 （1）照相系统的光阑 孔径光阑的位置对选择光束的作用 就限制轴上点的光束宽度而言，孔径光阑位于A或者A'的 位置，情况并无差别。 对轴外点的成像光束来说，孔径光阑的位置不同，参与成像 的轴外光束不一样，轴外光束通过透镜L的部位也不一样， 需要透过全部成像光束的透镜口径大小也就不一样。 光阑位置的变动可以影响轴外点的像质。从这个意义上来说，孔径光阑的位置是由轴外光束的要求决定的。 实际光学系统中 为了缩小光学零件的外形尺寸，实际光学系统的视场边缘一 般都有一定的渐晕。 有渐晕时，斜光束的宽度不单由孔径光阑的口径确定，而且 还与其余光学零件或光阑的口径有关 （2）望远系统 a)双目望远镜 为了保证斜光束的通过，它所要求的各个光学零件的尺 寸不仅和光束口径有关，而且和所选取的成像光束的位 置有关。 分划镜框就起到了照相机中底片框的作用，限制了系统 的视场，它就是系统的“视场光阑” 无论是轴上像点或者是轴外像点，成像光束的口径都是 由物镜框确定的。 物镜框就是系统的“孔径光阑”。 b)周视瞄准镜 为了确定系统中其它光学零件的尺寸，必须选择轴外点 成像光束的位置，也就是确定入瞳或孔径光阑的位置。 取道威棱镜的通光口径等于轴向光束的口径，则道威棱 镜就起着孔径光阑的作用。 孔径光阑像的位置不确定的情形下，可以直接根据光束 位置来确定出瞳位置。 周视瞄准镜，斜光束宽度小于轴向光束口径，存在渐晕。 系统的出瞳距离就等于出射主光线和光轴交点到系统最
模块化在展具设计中的应用研究
模块化在展具设计中的应用研究 中国会展行业虽然起步较晚,但近年来一直以20%左右的速度快速增长,行业规模急剧扩大。但与会展业比较发达的国家相比,我国会展业在迅猛的发展中尚欠成熟,展示行业的科技含量较低,虽然会展业务量逐年增加,但所带来的资源浪费也愈发严重。 中国会展业一直以来处于初级阶段一个关键因素在于展具发展的滞后性,由于展具类别较少,大多数展商更侧重木结构特装展位搭建,这种一次性行为间接对环境造成巨大的破坏,从会展业发展长远角度来看,也不科学。论文正是基于这种背景提出了研究的课题,将模块化引入展具设计,推广可拆卸并能重复使用展具的发展,提出在展具设计中引入模块库这一概念,并针对展具设计模块化发展和需解决的问题提出自己的观点。 基于展具模块化设计科技含量高的优势,模块化展具的发展有利于我国的展示设计水平的提高,这也是论题值得研究下去的价值所在。论文首先对模块化与展具设计的概念作了详尽的阐述。 在此基础上归纳分析了应用模块化的关键和基础及应用模块化的优点,包括对展台整体设计的贡献、对企业工作效率和节省时间的贡献、对企业成本控制的贡献、满足个性化需求及对环境保护的贡献。最后对模块化展具的前景做了预测,摸索出其发展规律。 之后对多家不同规模和类型的展具设计厂家以及展示设计公司常用的展具进行了模块化设计调查总结,对展具模块化设计现状进行分析,并对展具模块化设计实施方法做了深入剖析,目的是为了让展具产品设计师在设计单一元件时,对其整体性导向有全面、整体的认识,更好的把握模块单元设计。在此基础上笔
者提出了模块库的概念,做出了可实施的方案,为设计实务部分奠定实质基础。 最后为展具模块化设计实务部分,通过实例介绍和作者的实际案例证明了研究课题的现实可行性,并为国产模块化展具发展提出了一些积极的建议。本论文在理论研究的基础上,辅以优秀设计实例进行分析说明,附大量相关图片资料,对模块化展具设计进行探讨和论证,希望本文的研究能够促进对中国未来展示设计发展。
周视激光成像引信设计及仿真
0406003-1 收稿日期:2017-11-12; 修订日期:2017-12-15基金项目: 作者简介： (1985-),,,二.Email:306638927@https://www.360docs.net/doc/cd9574699.html, 导师简介：(1976-), ,,,二.Email:songct@https://www.360docs.net/doc/cd9574699.html, 周视激光成像引信设计及仿真 刘博虎，宋承天，段亚博 (北京理工大学机电学院，北京100081) 摘要：激光成像探测是引信技术发展中一个重要方向，周视成像探测技术可以有效提高引信系统的探测能力。文中首先提出一种简易周视激光成像引信原理和结构，在弹目交会过程中可实现360?周视探测的目标成像；其次建立弹目交会模型和目标3D 模型，模拟简易周视激光成像引信对空和对地面目标成像探测的过程；最后设计简易周视激光成像引信的仿真软件，用于生成引信在不同弹目交会条件下的仿真数据，包括目标灰度图像、二值图像、回波信号等，可为周视成像引信的图像识别电路设计和最终的工程化实现提供可靠依据。 关键词：激光引信；成像探测；仿真系统 中图分类号：TJ43+9.2文献标志码：A DOI ：10.3788/IRLA201847.0406003 Design and simulation of a panoramic laser imaging fuze Liu Bohu,Song Chengtian,Duan Yabo (School of Mechatronical Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China) Abstract:Laser imaging detection is an important direction of fuze technology development.The panoramic imaging detection technology can effectively improve the detection capability of the fuze system.In this paper,a simple panoramic laser imaging fuze principle and structure were firstly proposed that can realize 360?panoramic detection and create a target image in the process of missile -target encounter.Secondly,the model of missile-target encounter and the 3D model of target were established.The process of aerial and ground target imaging detection was simulated ,and the images of the target were generated.Finally,the simulation software of panoramic laser imaging fuze was designed to generate the simulation data of imaging fuze under various missile-target encounter conditions,including target gray image,binary image,echo signal and so on.It is great favourable for the design of image recognition circuit and the panoramic laser imaging fuze's final engineering realization. Key words:laser fuze;imaging detection;simulation system 第47卷第4期 红外与激光工程2018年4月 Vol.47No.4Infrared and Laser Engineering Apr.2018 万方数据
产品模块化设计
当今制造业企业一方面必须利用产品的批量化、标准化和通用化来缩短上市周期、降低产品成本、提高产品质量，另一方面还要不断地进行产品创新使产品越来越个性化，满足客户的定制需求。这样，如何平衡产品的标准化、通用化与定制化、柔性化之间的矛盾，成为赢得竞争的关键能力。平台化、模块化的产品设计和生产可以在保持产品较高通用性的同时提供产品的多样化配置，因此平台化、模块化的产品是解决定制化生产和批量化生产这对矛盾的一条出路。 以下总结了推行模块设计过程需要关注的要点： 1 产品模块化设计各个部门远景目标： 1）产品开发：产品开发过程分解为平台开发和产品开发过程，专门的团队进行平台的设计和优化，新产品的开发由平台通过 变量配置实现； 2）产品制造：产品制造部门按照产品平台分配产线和装配资源； 3）供应链管理：实现零库存，根据模块的要求选择能够承接模块设计和开发的供应商； 4）市场部门：实现按订单制定产品开发和制造计划。 2 模块化实施过程： 1）产品系列平台划分，采用“产品型号组方法”则是对整个目标 市场划分所进行的全部变型型号的规划和开发。新产品规划要
定义一组变型型号。配置应当与市场定位关联，其实际定义应 当与产品性能的部分关联，并体现出不同变型型号之间的差异。 2)产品模块划分，可以采用MFD方法进行模块划分，步骤包括： a 定义客户需求,利用卡诺模型区分客户需求与满意度关 系、使用QFD方法定义客户需求与产品性能的对应关系； b 选择技术方法，定义产品功能树，使用波氏方法选择 技术方法；使用DPM矩阵描述技术方法与产品性能的对 应关系； c 产生模块概念，定义模块驱动与技术解决方案的对应关 系，最理想的模块技术解决方法是可以自己组合成一个模 块，至少可以作为一个模块的基础; 不够优化的技术解决 方法应该和其他技术解决方法整合在一起组成模块。 d 评估模块概念,定义模块接口，优化模块接口。 e 模块优化，创建模块规格说明，进行模块优化，进行 经济和技术上的评价。 3）选项变量定义；在一个平台上定义许可的选项/选项集，定义选项之间的关系和约束。 3 模块化设计考核指标 1）部署通用产品结构的型号组/ 全部型号组； 2）通用模块实例/ 全部的模块实例； 3）CAD/PDM系统中零部件族的利用率；
引信结构设计相关论文(万方)
1.基于计算机仿真的引信惯性开关结构设计 作者：尚雅玲马宝华 作者单位：北京理工大学 摘要：以某火箭弹惯性开关为研究背景,介绍一种基于计算机仿真的设计和调整引信零件结构参数的方法,并对该方法进行了验模试验,验模结果表明该设计方法的计算结果与试验结果十分接近. 2.引信微机电万向开关的结构设计与数值模拟分析 作者：程玄玄 作者单位：南京理工大学(硕士学位论文) 摘要：微机电系统(Micro Electromechanical System,MEMS)技术极大的促进了引信系统微型化的发展。本文以用于控制起爆电路的万向开关为研究对象,对引信MEMS万向开关进行了性能分析。万向开关不但要能够感受加速度信号,而且要在加速度达到一定阈值时执行开关动作。 首先对万向开关所处的引信环境进行了分析,提出了万向开关适应引信环境所需的多项性能指标,例如响应时间短、接触时间长、万向性、抗高过载以及抗飞行干扰等。对万向开关的工作原理和理论模型进行了研究和阐述。根据指标要求,对万向开关的结构进行设计,并分析了结构尺寸对开关性能的影响。 其次,利用有限元仿真分析,对万向开关结构进行了静力学分析和动力学分析,以验证开关结构是否具有良好的万向性、抗高过载能力、较快的响应时间和较长的接触时间。另外,通过仿真研究得到了影响万向开关性能的关键参数,比如支撑弹簧的半径和线宽。确定了万向开关的具体结构尺寸,通过对具体结构仿真得到,开关的响应阈值为300g,响应时间为110μs。 最后,在完成万向开关的结构设计之后,采用Coventor Ware软件对开关进行了工艺仿真模拟。 3.引信机构动态特性仿真与结构设计 作者：刘明杰刘东 作者单位：北京理工大学机电工程学院 摘要：针对某引信垂直回转式隔爆机构弹道上的运动故障进行仿真解算,并依据仿真结果提出修改意见,后经靶场试验验证了仿真的正确性. 4.基于MEMS技术的引信隔爆机构的结构设计及工艺研究 作者：王诗祺 作者单位：南京理工大学(硕士学位论文) 摘要：MEMS(微机电系统)是21世纪科技与产业的热点之一，它的应用已经并正在给很多产业带来巨大的变革。安全系统是引信的重要组成部分，对整个武器系统发挥效用起着关键作用。引信安全系统的微型化是小口径弹药发展的关键技术和难点所在，采用MEMS技术将有助于这一问题的解决，对引信的研制将产生深远影响。本文对一种新型微机电安全系统中的隔爆机构进行了设计，并根据此隔爆机构设计了安全保险装置的模拟样机，为进一步设计安全系统奠定了基础。隔爆机构中结构的运动是依靠微弹簧实现的，因此本文首先对几种常用的平面微弹簧在线性范围内的刚度计算公式进行了推导，通过比较分析，选择了适用于本文结构的“S”型微弹簧，并分析了各参数对“S”型微弹簧刚度的影响，为后面隔爆机构的设计提供了基础。在微弹簧的设计基础上，本文设计了一种隔爆机构，并通过有限元软件ANSYS对其进行了仿真，仿真结果初步证明了结构的可行性，针对结构在加工和实验过程中出现的问题进行了改进，在改进结构的基础上设计了模拟样机，为安全保险装置的进一步设计和实验提供了基础。针对本文所设计的隔爆机构，加工工艺主要考虑了LIGA和UV-LIGA技术，通过对二者的详细介绍和比较，选择了UV-LIGA技术，并设计
应用光学实践报告
火炮周视瞄准镜初步设计 学校：北京理工大学 学院：光电学院 班级：04111302 学号：1120130952 姓名：吴寿龙 指导老师：黄一帆李林 日期：2015年9月
火炮视瞄准镜初步设计 一 光学系统的技术要求 光学特性： 视放大率: Γ=3.7× 物方视场角： 2ω=10° 出瞳直径： D’=4mm 出瞳距离：20z l mm '≥ 距潜望高： H=185mm 要求成正像 光学系统要求实现：俯仰瞄准范围±18o 水平瞄准范围360o 俯仰和周视中观察位置不变 渐晕系数: K ＝0.5 二 设计系统的结构原理图 1光路系统选择：光路系统选用开普勒望远系统。 2 光学元件选择：由于选择具有瞄准功能的开普勒望远系统，所以当 前能确定的光学元件有：目镜、分划板、物镜；为 保护系统，在系统最前端添加保护玻璃；又因为系 统要求有一定高度的潜望高，下面将对棱镜的选择， 做出具体的分析。 （1） 光路系统选择分析： 火炮周视瞄准镜的用途是侦察远处敌情，将远距离目标放大，
瞄准目标，为火炮精确打击提供方位信息，为实现这用途，首先要选用望远系统。。而现在最常用的望远系统有开普勒望远系统和伽利略望远系统，其系统结构原理图如下： 开普勒望远系统伽利略望远系统 图（1） 根据两系统结构原理图，对于开普勒望远系统物镜和目镜有重合的焦平面，把分划板安放在这里可以实现瞄准功能，而伽利略望远系统没有这样的焦平面，综合实际情况，选用开普勒望远系统。 （2）棱镜系统选择： 根据系统设计要求，系统要有一定的潜望高，为实现潜望高，可通过两次改变光轴90°实现，改变光轴的途径是让光发生反射，具有反射功能的光学元件有平面镜和棱镜，从仪器设计来分析，平面镜不易安装和固定，镀膜的反射镜每经过一次反射，光能损耗10%左右，并且反光膜容易脱落，故平面反射镜不符合设计的稳定性要求，与平面反射镜相比，棱镜的反射率高，容易安装和固定，为使光轴改变90°，因此选用直角棱镜与直角屋脊棱镜（（4）将会给出具体分析）。 （3）俯仰周视的光学元件选择： 根据棱镜转动定理，经过的棱镜1反射次数为奇数，所成的像为镜像，为克服这点，应在系统潜望高段增加奇数次反射，从系统轻
模块化设计研究
一,引言 由于现代通信、数字信号处理、计算机和微电子等种高新技术的迅猛发展, 无线通信装备的技术越来越先进, 也越来越复杂。采用通用模块的设计方法, 可以最大限度地继承与利用已有的硬件和软件研究成果, 从而降低研制风险, 避免同一水平上的重复研制, 缩短研制周期, 节省研制费用, 并且, 采用开放性的模块结构, 便于实现网络互连、信息互通和功能互操作。无线通信装备模块化设计的初衷是为了满足人们追求多品种小批量要求下实现最佳效益和质量的要求, 它的第一受益方是研制厂商, 第二受益方是军队。无线通信装备模块化设计最终将有利于博采家所长, 推进无线通信装备模块化设计研制, 是无线通信发展的催化剂。 二、模块化设计分析 1工厂级模块化设计 工厂级的无线通信装备模块化设计指的是无线通信装备厂拥有自己的模块化结构设计、模块划分原则和总线母板等。随着技术进步和为了便于组织生产, 国内无线通信装备厂已逐步将电路板的织生产, 国内无线通信装备厂已逐步将电路板的大板结构改成按功能划分的小板结构, 并设计了本厂专有的母板。对于目前已有的通信装备而言, 这些措施在一定程度上体现了模块化设计思想, 并且是切实可行的。通信装备模块的划分是工厂级模块化设计的关键。为使划分的模块合理, 首先应对该类装备有充分了解, 然后采取系统工程和功能分解的方法, 对装备组成进行分析和功能分解, 最后划分出级模块。 工厂级模块化设计是以现有技术体制和技术形式, 在对一定范围内的采用传统方式生产的不同型号装备进行功能分析和分解的基础上, 划分并设计、生产理器出一系列通用模块或标准模块, 然后, 从这些模块中选取相应的模块, 并补充新设计的专用模块或零部件一起进行相应组合, 以构成满足各种不同需要的装备。 工厂级模块化设计包括建立模块体系和组合形成新装备这两个基本步骤。 ( 1) 建立模块体系 正确合理地划分特定功能和接口的模块, 既是建立通信装备模块体系和组合形成新装备的关键, 也是今后拟制模块总体规划进行有效开发和应用的关键。因此, 模块的划分、设计、研制、生产以及模块体系的建立, 应是建立在对所有同类装备及组成部分充分了解的基础上, 并对现役装备的改造和新装备的开发等进行综合分析和组合的基础上, 采用系统工程和标准化的原理及方法去处理。根据使用需求, 从顶层向下按功能分解的方法, 将装备分解成不同等级的单元, 同时从底层单元向上进行模块需求分析, 按标准化原理对同类和相似装备进行对比、归类、简化、统一, 合理划分模块, 确定技术指标和质量要求, 然后进行设计、研制和生产, 从而建立起模块体系。 ( 2) 组合形成新装备 工厂级模块化设计应采用组合化设计方法, 充分利用种通用模块、专用模块和零件进行组合或派生种不同要求和用途的新装备。组合设计的关键在于总体方案设计, 这是一个多因素综合权衡的过程。 2设备级模块化设计 设备级的无线通信装备模块化设计指的是, 为了实现互通, 将一些功能模块设计成为个无线通信装备厂都能接受和采用的通用模块, 同时对一些影响互通的部件模块强制实现体制和功能上统一的设计。设备级的无线通信装备模块化设计必须首先抓好顶层设计, 在顶层设计的基础上, 制定设备级的无线通信装备模块化设计的模块化标准, 再以标准为指南, 才有可能实现无线通信装备的互连互通和模块化。 设备级模块化设计包括硬件模块设计和软件模块设计这两方面基本内容。 ( 1) 硬件模块设计