Posuv opto-mechanických podsestav v axiálním směru

Abstract

Tato diplomová práce se věnuje konstrukčnímu návrhu a komplexnímu výpočtovému ověření mechanismu pro precizní axiální polohování optické čočky v prostorově limitované zástavbě. Rešeršní část práce analyzuje moderní i konvenční způsoby montáže optických prvků a principy lineárních vedení uplatňovaných v přesné přístrojové technice. Praktická část detailně popisuje navržený mechanismus, jehož těžiště tvoří monolitická dvouchodá šroubovitá flexura zajišťující bezvůlový chod a vysokou opakovatelnost polohování. Celý návrh byl následně ověřován a optimalizován pomocí analytických výpočtů, simulací metodou konečných prvků (MKP) a statistické metody Monte Carlo. Výstupy analýz potvrzují, že navržený systém spolehlivě splňuje přísné požadavky na přesnost polohování a stabilitu optické osy při zachování vysoké provozní spolehlivosti

This master thesis presents the structural design and comprehensive computational verification of a precision mechanism for the axial positioning of an optical lens within a compact space. The theoretical part analyzes modern and conventional mounting methods for optical elements and the principles of linear guides applied in precision instrumentation. The practical part provides a detailed description of the designed mechanism, which is centered around a monolithic double-start helical flexure ensuring backlash-free movement and high positioning repeatability. The design was subsequently validated and optimized using analytical calculations, finite element method (FEM) simulations, and a statistical Monte Carlo analysis. The results confirm that the proposed system reliably meets the strict requirements for positioning accuracy and optical axis stability while maintaining high operational reliability