人工仿生復眼的光學設計仿真及其數控加工工藝研究.pdf

1、光學成像系統(tǒng)作為智能機器人、微飛行器、精確制導武器、預警衛(wèi)星的“眼睛”，是這些大型系統(tǒng)感知外界信息的主要來源。目前，光學成像系統(tǒng)的發(fā)展方向是越來越趨于小型化、輕量化和大視場，而仿生復眼光學系統(tǒng)正好具有這些優(yōu)勢，因此吸引了國內外眾多科學家對其進行研究，并取得了一些研究成果。但目前制造出的仿生光學復眼大多采用平面結構或球面微透鏡陣列，限制了仿生光學復眼視場擴大和成像精度進一步提高；此外，仿生復眼加工工藝仍存在不足，難以實現大批量生產。因此，

2、對仿生復眼的結構進一步優(yōu)化并對其加工工藝進行深入研究具有重要的理論意義與實用價值。
　　首先，對現有的曲面仿生光學復眼結構進行了分析，在此基礎上采用了非球面微透鏡代替原有的球面微透鏡，以提高仿生復眼中單眼的成像性能。設計過程中采用了逐次接近法并結合ZEMAX軟件中的光學設計優(yōu)化模塊完成了非球面的設計，并獲得了仿生復眼模型；通過光線追跡進行仿真驗證，結果表明優(yōu)化后的小眼透鏡的像差有了較顯著的減小，同時整個曲面仿生復眼的邊緣成像質量明

3、顯提高。
　　然后，研究并規(guī)劃了仿生復眼微銑削加工的走刀軌跡。通過分析各種走刀方式的優(yōu)劣，并綜合考慮仿生復眼加工表面形狀和刀具形狀、尺寸等具體因素，確定出了粗、精加工策略和加工參數，計算出走刀軌跡并通過后置處理獲取G代碼；在VERICUT軟件中建立逼真的虛擬加工環(huán)境對仿生復眼的加工過程進行仿真，驗證G代碼的正確性，確保加工過程無任何干涉。
　　最后，在國內率先采用精密微銑削方法加工出較好表面質量的曲面仿生光學復眼樣件，表面粗