曲面仿生光學復眼建模設計及其加工路徑規(guī)劃研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，光學成像系統(tǒng)在國防尖端裝備及民用工業(yè)中應用范圍越來越廣，人們對其要求也不斷提高。如智能武器、智能機器人視覺系統(tǒng)以及微型飛行器等，期望整個系統(tǒng)重量輕、體積小、視場大以及對運動目標更敏感。近年來，由于系統(tǒng)的機械裝置和電子器件進一步小型化，輕量化已變得越來越困難。因此許多科研機構想通過縮小光學系統(tǒng)部位從而使整個系統(tǒng)達到輕量化與小型化。仿生光學復眼具有體積小、重量輕、視場大、靈敏度高、可測速等優(yōu)點，因而引起國內外學者的廣泛關

2、注。各國學者紛紛對光學復眼展開研究，并取得了一定的研究成果，但其成像仍然存在一定的缺點。因此，怎樣進一步提高光學復眼的成像特性變得尤為重要，給仿生光學復眼的研究提出了新的挑戰(zhàn)。
　　本文首先通過對仿生光學復眼進行光學理論分析，得到了仿生光學復眼小眼的三維空間函數(shù)關系式。該仿生復眼小眼采用高次擬合曲面取代球面陣列小眼，提高小眼在近光軸以外部分的成像特性，克服了球面小眼成像過程中中間清晰邊沿模糊的缺點，改善了復眼的成像效果。
　

3、　其次，通過小眼三維空間函數(shù)生成的點云，利用Pro/E逆向工程實現(xiàn)了小眼的初始網(wǎng)格化。采用基于三角形遞歸分割插補算法的RecurSurface（重構曲面）系統(tǒng)完成了小眼的重構，重構精度達到2nm。通過 RecurSurface（重構曲面）系統(tǒng)與Pro/E的結合，實現(xiàn)了整個復眼的造型。該仿生光學復眼整體尺寸為19×17×3mm，由七個近似六邊形的小眼組成，以中間小眼為基準，其余六個小眼分別繞中間小眼六條邊旋轉20°。近似六邊形的小眼組合，

4、消除了球面小眼組合過程中存在的間隙，克服了球形小眼復眼成像過程中存在“麻點”的不足，進一步改善了復眼的成像特性。
　　最后，研究了加工路徑及加工參數(shù)對仿生光學復眼加工精度的影響，并應用Pro/E數(shù)控仿真模塊對構建的仿生光學復眼模型進行數(shù)控仿真及代碼后置處理，生成了可用于實際加工的復眼G-代碼。同時，為了消除實際加工中可能出現(xiàn)的錯誤，利用Vericut對Pro/E仿真生成的G-代碼進行驗證。將G-代碼進行格式變化，生成PMAC控制器