基于SolidWorks的成像激光雷达多面转镜动平衡分析.pdf

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1、第6期机械设计与制造2012年6月MachineryDesign&Manufacturel8l文章编号：1001—3997(2012)06—0181—02基于SolidWorks的成像激光雷达多面转镜动平衡分析谢机有王省书胡春生(国防科学技术大学光电科学与工程学院光信息科学与技术系，长沙410073)AnalysisonDynamicBalanceofMulti—-RotatingMirrorUsedinlmagingRadarBasedonSolidWorksXIEJi-you，WANGXing-shu，HUChun—sheng(DepartmentofOpti

2、csInformationScienceandTechnology，CollegeofOpto—ElectronisScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)t一+一十一’一+J一’’一十一十一+一十一●●+一十1、t’一十1t’_’4、‘d+4一1^^一十—，q、●+’’’4q、‘—+J、‘●I一卜+一【摘要】传统的转子动平衡设计主要依靠初期复杂的理论计算和后期专门的动平衡设备。提出了一种基于SolidWorks软件的成像激光雷达多面转镜动平衡

3、分析和仿真方法。利用SolidWorks软件的评估功能得到转镜的质量属性，进而得到转镜的质心位置和惯性主轴坐标；并采用去重方式使转镜中心惯性主轴与旋转轴重合，从而达到动平衡。利用SolidWorksSimulation对转镜进行有限元分析。结果表明，该方法简单实用，能有效反映转镜模型的动平衡性能，提高设计效率。关键词：激光雷达；动平衡；转镜；质量属性【AbstractlThetraditionalrotordynamicbalancereliesmainlyoncomplextheoreticalcalculationandspecialdynamicbalanc

4、eequipment．AnewmethodofanalysisandsimulationbasedonSolidWorks／sintro．ducedfordynamicbalance。IteevaluationfunctionofSolidWorkstogetthemzl~spropertyofrotatingmirrorusedinimagingradar,andtherebygetthecoordinateofcenterofmassandinertiamomentaxis．Byadoptingde-weightstrategy,thecenterinerti

5、amomentaxisoftherotatingmirroriscoincidewithitsrotationaxisinordertoreachdynamicbalance．FiniteelementanalysisoftherotatingmirroriscarriedoutwithSolidWorksSimulation，whwhresultsindicatethatthemethodissimpleandutilitywhichcanreflectthedynamicbalanceofmodelefectiveandimprovedesignefficie

6、ncy．Keywords：Radar；DynamicBalance；Multi-RotatingMirror；MassProperty中图分类号：TH16，TN958．98文献标识码：A．1引言多面转镜扫描结构具有扫描速度快、扫描角度大、回扫快和速度稳定性高等特点，在目前众多的扫描装置中，多面转镜扫描结构是成像激光雷达系统中常用的结构ll-3]。高速旋转时，转镜不平衡是产生振动、噪声的重要根源，直接影响到最后的成像质量。为了避免转镜不平衡所带来的振动，传统的多面转镜多采用正多面棱柱的对称结构，然而这种结构的转镜只能实现一维扫描。利图1转镜坐标系用SolidWork

7、s软件对具有二维扫描功能的不规则多面棱柱转镜式(I)中的P和Ⅳ随旋转而改变其方向，因此对于支撑轴的进行优化设计和分析．使其较好的满足了成像激光雷达扫描机构机构作用有动载荷并成为产生振动的根源。要使这些有害的P和动平衡和静平衡的要求。Ⅳ变为0，转镜的质量分布必须满足：e-0，，=f=0(2)2动平衡理论基础其中，e=O意味着转镜质心在旋转轴上，这种状态称为静平假定转镜具有固定轴(z轴)并允许转镜绕该轴匀速旋转。以衡状态；==0表示转镜对于轴有关的惯性积均为零，这意味转镜底面正l6边形中心0为坐标原点，取固定于转镜上以角速着转镜的一根主惯性轴应与旋转轴相重合日。这就是

8、动平衡的条