机载多光谱相机机械快门设计与分析

123456aa · 发表于 2022-5-12 08:17:16

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多光谱相机是一种新型遥感仪器，它把成像技术与光谱技术融为一体，可分别从空间维和光谱维对目标进行探测和识别。机械快门是多光谱相机的主要机构之一，它的性能影响相机的成像质量。目前，国内外有关机械快门设计研究依旧面临巨大挑战，深入开展相关基础理论与技术研究，有助于设计符合性能要求的多光谱相机。论文研究了机载多光谱相机与机械快门的发展概况，根据机载多光谱相机曝光系统的特点，在传统中心式快门基础上，设计了两种理论上符合机载多光谱相机要求的机械快门，并给出相应机械快门驱动系统的设计方法与过程，确定了弹簧及电磁铁的参数。应用电磁学与力学知识对这两种机械快门进行数学建模，推导机械快门叶片的运动方程，然后利用Matlab/simulink功能建模仿真，分析机械快门开启、关闭动作时间。完善、细化各个部件参数，使得快门理论关闭动作时间达到系统要求。分别按照理论设计，加工装配设计的两种机械快门，比较两种机械快门实际性能。由于加工工艺、运动摩擦等原因，只有单叶片旋转电磁快门能正常工作，因此论文主要对其运动特性进行研究分析，并设计实验装置对机械快门的性能指标进行精确测量。在单叶片旋转电磁快门中，有比较多的运动部件，在电磁铁的驱动下不断的做往返运动，在这种交变载荷的作用下，快门的关键部位有可能产生疲劳裂纹，使得快门无法正常工作，因此必须针对快门的运动部件进行疲劳寿命分析以确保其能正常工作。本论文利用ANSYS有限元分析软件，对快门叶片与复位弹簧进行了力学分析，基于疲劳累积损伤原理，估算出他们的疲劳寿命，针对机械快门不同材料、工作温度进行了仿真模拟，并对叶片的结构进行优化设计，为机械快门的实际设计及应用提供了参考依据。

机载多光谱相机机械快门设计与分析

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