弹簧缓冲器工作原理及其在光电跟踪设备中的实际作用

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摘要：摘要：介绍了弹簧缓冲器工作原理及其在光电跟踪设备中的实际作用、建立了光电跟踪设备中冲击载荷的力学模型，并详细论述了光电跟踪设备中弹簧缓冲限位器的弹簧参数计算方法，为研制该类缓冲器提供了理论依据。 关键词：光电跟踪设备；弹簧缓冲限位器；转动惯

　　摘要：介绍了弹簧缓冲器工作原理及其在光电跟踪设备中的实际作用、建立了光电跟踪设备中冲击载荷的力学模型，并详细论述了光电跟踪设备中弹簧缓冲限位器的弹簧参数计算方法，为研制该类缓冲器提供了理论依据。

　　关键词：光电跟踪设备；弹簧缓冲限位器；转动惯量

　　中图分类号： FD534 ．6

　　文献标识码：A

　　文章编号：1672 9870(2012)03 0031 02

　　光电跟踪瞄准设备广泛应用于靶场、航空、航天测量、激光武器跟踪发射、再人飞行器跟踪测量等 。光电跟踪设备大多采用地平式两轴结构跟踪架，通过俯仰轴和方位轴的转动实现目标的跟踪和轨道的测量。通常俯仰轴中均加装机械缓冲限位，以避免“飞车”时撞坏望远镜筒。缓冲限位器通过缓冲吸能，避免严重事故的发生，因此是光电跟踪设备中不可缺少的重要组成部分。

　　光电跟踪设备中常用的缓冲器有 种：液压缓冲器、弹簧缓冲器、弹性实体缓冲器。对于液压缓冲器的设计计算方法，笔者已有论述 。本文仅探讨弹簧缓冲器的设计方法，为研制光电跟踪设备用弹簧缓冲器提供依据。

　　1 弹簧缓冲限位器的工作原理

　　弹簧缓冲器是在光电设备俯仰轴机械限位受到冲击后，以自身的弹性变形，将镜筒以及俯仰轴的冲击动能转化为弹性时能，从而起到缓冲作用。因此，弹簧缓冲器又叫做蓄能型缓冲器。其工作特点就是缓冲后有回弹现象，重复数次直至缓冲结束。当冲击动能巨大时，回弹严重，缓冲不平稳。因此弹簧缓冲器通常用于中小型光电设备。

　　2 光电跟踪架中弹簧缓冲限位器的设计计算

　　在实际应用中，如图l所示，弹簧缓冲限位器安装在立柱上，俯仰轴上安装撞头。当出现“飞车”时，冲击载荷通过撞头直接作用在限位器的柱塞上。在通常设计俯仰轴安装有电限位开关。但在电限位失效的极端情况下，弹簧缓冲限位器要吸收的最大冲击载荷为俯仰轴及望远镜系统的动能加上力矩电机所输的功。

　　2．1 冲击载荷的计算

　　(1)俯仰轴及望远系统动能望远镜系统紧密同定在俯仰轴系的四通上，可以将俯仰轴和望远系统视为一个绕俯仰轴轴心旋转的匀质刚体的质心在旋转轴上。

　　2．2 缓冲限位器基本参数的确定光电跟踪架中缓冲限位器的行程，日前尚无明确的标准来确定。在设计时，一般考虑行程尽可能大些，以达到缓冲极限时，镜筒不碰撞转台为宜。

　　3 结论

　　弹簧缓冲限位器具有结构简单、制造方便、可靠性高、成本低等优点，广泛应用于中小型光电经纬仪中。本文分析了弹簧缓冲限位器在经纬仪中的T作过程，建立了冲击载荷的力学模型，并详细论述了弹簧缓冲器中弹簧参数的的设计计算方法。利用上述方法设计生产的弹簧缓冲限位器，应用在我所多套光电经纬仪中。实验证明，缓冲效果良好，能够满足完全防护的要求。

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