大比例尺立体测绘缩比相机主支撑结构设计

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2、中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别；工程硕±．－？：：一学稱专业：机械工穏■＾￣￣．＂葬．－培养单位；中園稱学院长春光学精密机械与物理研究所－２０１５年１０月＂ｆｌＨＨＩ－９ＨＩｍｔｍ？■独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研巧工作所取得的成果。据我所知，除了特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担

3、。学位论文作者签名註站曰期；１。供１：译＼。｝学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研巧所有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；中国科学院大学及中国科学院长春光学精版密机械与物理研巧所有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院大学及中国科学院长春光学精密化械与物理研巧所可［＾１＊将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密

4、后适用本授权书）学位论文作者签名：祀食巧指导教师签名：部為日期：义。日期；Ｗ悚，＞〇、工学位论文作者毕业后去向：作单位；中瓜２电话；了巧通讯地址：邮编：DesignofSupportingStructurefortheLarge-scaleStereo-mappingShrunkenSpaceCameraByXIJialiADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequi

5、rementForthedegreeofMasterofEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,ChinaOctober,2015大比例尺立体测绘缩比相机主支撑结构设计席佳利席佳利（席佳利（（（机械工程机械工程机械工程）机械工程）））导师导师：导师：：：张张张张雷雷雷雷摘要随着立体测绘技术的不断发展，立体测绘相机光学系统对焦距、视场角，入瞳直径方面的要求愈来愈高，立体测绘相机的设计和加工难度愈来愈大。离轴三反

6、光学系统通过多次转折光路，可以在保持焦距不变的条件下有效缩短相机尺寸。一方面，离轴三反光学系统具有较容易控制系统的杂散辐射，没有中心遮拦损失，能量利用率高，不存在色差，可设计变量多等优点，在立体测绘相机领域具有很大的应用潜力。另一方面，离轴三反光机系统结构非轴对称，其主支撑结构设计和系统装调是公认的难点。针对当前由传统结构设计方法向优化设计方法，由基于静载荷的设计方法向基于动载荷设计方法转变的必要性和趋势，本课题以某立体测绘缩比相机研制为背景进行离轴三反立体测绘相机主支撑结构的优化设计方法研究。针对该相机在立体测图精度和结构质量等方面的要求

7、，将随机响应最小化拓扑优化设计方法引入到离轴三反立体测绘相机主支撑结构设计中。主要进行了以下几方面研究工作：1.分析了该立体测绘缩比相机及其前/后视相机的光学系统，其前/后视相机具有相同的结构形式，采用了相同的离轴三反光学系统，其主支撑结构设计是该立体测绘缩比相机主支撑结构设计的关键。从立体测图角度分析了测绘相机对交会角、内方位元素和传递函数等指标的要求，对总体给出的相机主支撑结构设计指标进行了说明。I2.针对光学系统的特点和要求，优选了主支撑结构形式和材料；根据总体对重力载荷下相机的位移、随机振动下次镜的响应以及相机结构一阶频率方面的要求

8、，进行了该结构的随机响应最小化拓扑优化设计，所得结果具有较高的参考价值。在此基础上得到了结构的尺寸优化初始有限元模型，经动力学尺寸优化得到了前/后视相机的桁架式主支撑结构，其质量