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  • 简介:摘要:基于I型广角目镜设计了一种同轴大视场头戴显示光学系统,采用多个非球面透镜辅助完成设计,使用塑料透镜降低系统重量。在提高成像性能的情况下,实现了小型化、轻量化和低成本的目标,便于商业推广。 关键词:I型广角目镜;头戴显示;CODEV;虚拟现实技术; 头戴显示研究现状:当前用于头戴显示系统设计的光学元件主要分为全息元件、光波导器件和自由曲面光学元件。其中,采用自由曲面光学元件进行头戴显示光学系统设计的发展较迅速,现在部分研究采用多个楔形自由曲面棱镜结构,以视场拼接的方式实现了较大的视场角,解决了拼接方案中的人眼视轴和拼接单元光轴不重合的问题,但是自由曲面棱镜结构难以设计、加工制作,不利于商业推广。在已有的商用的虚拟现实头戴显示设计中,主要关注视轴中心20°范围内的成像质量,虽然在一定程度上降低了光学系统的复杂程度,减轻了系统的重量,但是当观察20°以外的视场时,图像质量远远不能满足军事训练和娱乐的要求。 本研究达到的科学技术水平:本研究基于传统的I型广角目镜,通过引入非球面面型,设计了一种同轴头戴显示光学系统,系统由7片透镜组成,实现大视场,大出瞳直径和小F数,像差得到了很好的校正,透镜单元的体积显著减小,结构紧凑,比较同类系统总长缩短了约30% ,实现了整机系统的小型化和轻量化。系统的成像性能满足要求且优于现有设计结果,提高用户使用舒适度与沉浸感,便于商业推广。 技术路线及实验方案: (1)确定系统出瞳直径和出瞳距:人眼仅能清晰地观察视轴20° 以内的物体,通常要求显示的亮度在经过光学系统后到达人眼时不小于10 。人眼的瞳孔能限制进入人眼的光能量,当处于明亮的环境中时,进入人眼的光能量减少,此时的出瞳直径大小为2~3 mm,当处于较暗的环境中时,瞳孔扩大使进入人眼的光能量增加,一般出瞳直径为6~8 mm。大出瞳直径不仅可以避免用户在观察过程中丢失视场,而且使用者在长时间佩戴时更加舒适,不会感到视觉疲劳。但是出瞳过大不仅会增加光学设计的难度而且会使得光学系统更加复杂,需要增加透镜来进行平衡,这使得系统重量增加,同时会引入过多的杂散光造成鬼像,降低图像质量。综合考虑人眼结构和用户安全、舒适的佩戴等因素后,预计将头戴显示的出瞳距设置为10mm。 (2)确定系统视场角和焦距:视场角是系统的重要指标,不同的像源显示区域所需要的视场角不同,考虑到人眼的视场角大小,这里设定系统全视场角为78°。采用像源的尺寸为0.77 in,根据半像高和视场角可以计算出系统的焦距8mm(3)(3)光学优化:我们将采用逆向光路设计的方法,以实际系统的出瞳作为设计时的入瞳,以显示平面作为设计时的像面。以I型广角目镜为初始结构,根据系统设计要求的焦距,利用软件的焦距缩放功能,保证视场角度不变下平衡出瞳直径、系统的总长、透镜的曲率、透镜的间隔等结构参数。同时需要注意凹透镜中心过薄、凸透镜边缘过薄以及边界条件等问题的出现。考虑到现有的加工水平,将在进行结构优化过程中将MNET、MNCT等操作数添加到优化函数中,通过设置合适的变量,在优化函数中加入EFFL操作数和单色像差操作数,保证系统的焦距不变以及控制系统的像差变化,分离三胶合透镜,使光线平滑地通过光学系统。通过设置合适的优化变量,其中前3个为偶次非球面透镜,最后两个为球面透镜。用RAGZ、RAGY等操作数控制透镜的全口径范围内的厚度差异以及透镜的弯曲程度,加入TOTR、DISG、RELI操作函数对系统的总长、相对照度、畸变进行控制,利用REAY操作数控制非球面透镜的半像高,进一步优化系统。由于系统的工作波长为可见光波段,需要考虑色差的校正,因此需在评价函数中加入AXCL操作数,校正近轴轴向色差,利用Zemax的REAY操作数对系统中的最短波长和最长波长进行控制,实现对垂轴色差的控制。通过选取不同的优化变量,用Zemax光学设计软件中的全局优化和局部优化算法进行优化,通过设置合适的权重继续进行优化,直到完成符合设计目标。 经过以上优化设计,系统的像面上的弥散斑均方根很小,可满足成像设计要求;光学系统的畸变为–1.35%,场曲小于0.5mm,满足头戴显示器使用者的需求;系统边缘视场为0.7,满足系统的照度要求;各个视场的MTF曲线分布较为均匀,并且各视场的MTF在40lp/mm均大于0.42,边缘视场质量较好,系统总体质量完全满足虚拟型头戴显示的要求。在光学系统中引入非球面透镜,使系统的总长缩短了28.4%,透镜的最大直径为29 mm,可以调节瞳间距,实现了系统的小型化、轻量化设计。最终优化后的光学结构,其全视场角为78°,有效焦距为 8mm,该系统的出瞳直径为10 mm,出瞳距离为16 mm,系统总长为38mm,完全可以达到使用者的要求。

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  • 简介:摘要: 在我国进入 21 世纪的新时期,经济在迅猛发展,社会在不断进步, 随着我国城市化、工业化建设进程逐步加快,工业生产用电以及人们日常生活用电需求不断增加,城市配电工程施工建设数量和规模日益扩大,城市变电器设备施工质量安全问题受到了国家社会的广泛重视。变压结构设计普遍由电磁方案和结构设计两部分构成,一定要依据前期设计来明确电磁方案等相关数据,其设计的科学性和有效性直接决定着电力系统运行能力,因此,加强提高变压结构设计与制造工艺至关重要。本文主要就变压结构设计要点与优化建议进行分析,并提出了变压结构制造工艺的有效优化策略,望对未来变压结构设计和制造工作提供相应借鉴。

  • 标签: 变压器 结构设计 制造工艺
  • 简介:摘要:霍尔传感是测试行业中应用最为广泛的半导体器件,与一般的传感不同,霍尔传感器具有体积较小、使用便利优势,能够全面提高检测结果的精度,在进行霍尔传感监测电路设计的过程中,需要制作能够满足检测需求的电路板。主要目的是通过电路板的改造设计,对多路电流、电压量进行同时控制,为测量电阻更换速度的提升创造条件,本文详细分析了霍尔传感状态监测电路的设计,并以液压动力系统的状态监测为应用实例,对电路板的性能进行测试。

  • 标签: 霍尔传感器 状态监测 电路设计
  • 简介:摘要:近年来,空气源热泵热水在国内热水市场发展迅速,可以通过消耗一小部分电吸收空气中的热量产生热水,这与我国不断增长的节能需求相吻合,但目前,国内相关产品整体技术水平还不够成熟,对于热泵热水的进一步发展也产生了负面影响,因此,应通过对空气源热泵热水进行理论分析,力求提高机组运行的可靠性。本文简要介绍了空气源热泵热水开发的重要性,并介绍不同热模式对空气源热泵热水能效的影响,进而强调空气源热泵热水的季节性能效。

  • 标签: 空气源 热泵热水器 换热设计 优化设计
  • 简介:摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。社会高速发展对电力能源提出更高的供给需求,其间接加大电力供给设备的运行压力,特别是对于电力变压装置来讲,高容量能源的供给,将加大变压设备内各类组件的运行压力,令设备内部产生一定的能耗现象。为此,在对电力变压装置进行设计时,可结合节能环保理念,降低设备运行过程中产生的损耗问题,提高设备利用率。本文就大型电力变压设计中的节能技术应用展开探讨。

  • 标签: 控制技术 节能技术 大型电力变压器
  • 简介:摘要: 随着电力行业信息化的发展,各单位各部门的办公系统数量众多,各系统对浏览的品牌和版本要求不同,而且实际上大家的电脑显示的尺寸和分辨率也都不一致。本文对目前系统所需的浏览和显示现状进行阐述。首先简单介绍各系统兼容的浏览,其次分析浏览最佳的显示尺寸和分辨率从而引出自适应 PC浏览的概念。然后简单介绍了自适配 PC终端多核浏览的自适应功能和实现技术,最后对本文进行总结,并且讨论自适配 PC终端多核浏览目前存在的问题,以及解决方法的发展趋势。

  • 标签: 浏览器 分辨率 兼容 自适应
  • 简介:摘要:在现代工业生产中,通用变频广泛应用于各种机械设备的控制系统中。为了保证设备的正常运行和人身安全,需要设计有效的检测与保护电路。本文将介绍通用变频的检测和保护电路的设计方法,以供借鉴。

  • 标签: 通用变频器 检测与保护 电路设计
  • 简介:摘要:本文介绍了配电网旁路电缆快速连接设计过程。重点包括设计要求、连接结构设计与计算、应力锥长度计算和内绝缘距离计算。通过详细的设计和计算,确保连接满足可靠性、安全性和适应性的要求。该连接能在高负荷和恶劣环境下可靠运行,具备必要的电气性能和绝缘保护。

  • 标签: 配电网 旁路电缆 快速连接器
  • 简介:摘要:依据电动及液压制动的构造特征与工作原理,对制动过程进行了力学分析;根据目标任务和设计要求,说明了制动力能量参数的设计原理与计算方法;使用Pro/E软件构建了制动系统的三维模型,并对制动系统成品部分进行了结构静力分析,为类似制动系统的设计提供了基础。

  • 标签: 电力液压块式制动器 力能设计
  • 简介:摘要:论文以高压输电系统和各类电网运行中必不可少的无功补偿装置磁控电抗为研究对象,针对磁控电抗响应时间和调节时间过长的问题,研究磁控电抗的快速励磁机制,改进现有磁控电抗系统架构和控制方法,设计新型磁控电抗系统装置,提高了现有磁控电抗的性能。

  • 标签: 磁控电抗器 快速励磁机制 外励磁补偿 BH特性曲线 伏安特性曲线
  • 简介:摘要

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  • 简介:摘要:当前我国所有变压自身耗能占发电总量的3%~10%,存在很大的节能空间和节能潜力。为此,电力系统要着眼于节能技术的开发和利用,在保证运行质量的前提下不断提升电力变压的节能效果。

  • 标签: 节能技术 电力变压器 设计 运用
  • 简介:摘要:经济发展建立在对自然资源的消耗,我国正处于高速发展期,由过去的粗放经济转变为集约经济。当前国内经济发展速度极快,但能源消耗量同时也非常庞大。国内缺少足够多的可再生能源,为走可持续发展道路,节能降耗成为重要政策。作为高耗能产业的建筑行业,一直以来都存在污染严重、资源浪费、能耗过高的问题。为降低能源消耗,社会各界对节能建筑展开了深入研究。住宅小区的电气节能技术运用,核心是各种节能设备,可以有效降低能耗。因优势突出,故得到了社会各界的支持与认可。

  • 标签: 建筑施工 电气设计 变压器 节能
  • 简介:摘要:风力作为清洁的可再生资源,风力发电具有十分广阔的应用前景,近年来随着风能开发的投资不断增加,带动了风力发电制造业的发展。风电机舱用干式变压是风力发电的主要设备,风电机舱用干式变压不仅需要具备较强的抗振动能力,而且还需要具备相应的抗腐蚀能力,同时对其体积和重量也有着比较严苛的要求。因此要做好风电机舱用干式变压设计工作,保障其符合风力发电需求。基于此,本文就风电机舱用干式变压设计进行探究,仅供大家参考。

  • 标签: 风力发电 变压器 设计 技术要求
  • 简介:摘要:变压结构设计或制造工艺存在缺陷时,运行状态差,电压变换、阻抗变换等功能受限,存在安全隐患,科学设计和制造变压至关重要。文章在强调变压结构设计重要性后,提出铁心、绕组、引线、材料和连接系统的设计要点,阐述变压制造工艺及质量控制措施,以期提升变压综合性能,利用高品质的变压改善电力系统运行效果。

  • 标签: 变压器 结构设计 制造工艺 质量控制
  • 简介:摘要:随着社会的进步、科技的发达,传统的称量工具已经不能满足人们日益增长的高品质生活的需求。方便、快捷、准确、显示直观的电子秤、电子天平等的电子产品逐渐受到大众的喜爱。鉴于此,本文对传感在电子秤中的设计和应用进行分析,以供参考。

  • 标签: 传感器 电子秤 设计 应用
  • 简介:摘要:随着社会的发展,科技的进步,电气化铁路的建设规模也在持续扩大,为了提高电气化铁路运行质量,推动铁路发展,制造了牵引变压,因此,本文就牵引变压设计制造时要注意的问题展开研究,首先阐述了牵引变压设计制造注意问题,其次针对设计制造以及管理提出了一些关键措施,希望能够为该产品的设计制造提供一定的参考。

  • 标签: 牵引变压器 设计制造 注意问题
  • 简介:摘要:变压的电流纵联差动保护被广泛的用作变压的主保护,是因为它不仅可以准确地区分出区内和区外故障,而且可以单独的、不需要其他元件配合就能无延时的切除区内各种短路故障。但是由于电流互感不同型、分接头调整、涌流、过励磁等问题的存在,电路中会产生稳态、暂态不平衡电流,所以在设计实现变压的差动保护时,要求变压差动保护能够躲过此电流,避免误动作。如何提高变压差动保护的灵敏度和可靠性,仍是倍受关注也是十分重要的研究问题。

  • 标签: 变压器 DSP 差动保护 仿真
  • 简介:摘要:随着科学的发展,世界经济能源利用率逐渐增加,同时能源紧缺问题也存在于各国的经济发展中,想要高效的缓解我国经济建设与能源短缺方面的矛盾, 应该在各个领域以及各个行业的日常采购中进行能源的高效节约,从而降低能源的消耗。在我国的能源消耗中, 建筑行业所消耗的能源比重是非常大的 ,所以在相关的电气设计中更应该不断加强对节能环保的设计,特别的要加强对配电体系的优化,从而保证相关设计方案中能够逐渐降低能源的浪费,更好地实现建筑节能,从而 推动我国进一步低碳绿色可持续发展。

  • 标签: 建筑工程 电气设计 变压器节能设计