随着经济与科学技术的发展,航空侦察测量技术由于其具有观测范围广、测量精度高、针对性强、机动灵活以及实时性等特点,无论是在民用领域还是在军事领域都得到了十分广泛的应用。机载光电稳定平台是机载航空侦测的重要设备之一,是光电成像与测量系统的承载平台。光电平台机械结构的优劣直接影响光电系统的整体工作性能。由于要求机载光电平台的负载较轻、质量和体积较小,且成本要求低,通过分析比较常用的几种平台框架结构的优缺点,决定采用技术较为成熟的二框二轴结构,并确定机载光电平台直径为φ158mm。由于对光电平台的体积和质量要求严格,同时对其跟踪瞄准精度的要求也很高,在设计时不仅要保证框架结构有足够的强度和刚度,还要保证有较高的固有频率。主框架作为整个机载光电平台的主要受力件,要保证其具有足够的强度和刚度。为此,首先应选用合适的材料,同时,需要对其结构进行分析及优化。通过查阅大量相关资料,分析比较各种光电平台常用材料的力学性能以及实用性,选取铸铝合金ZL101A作为光电稳定平台的主要材料。同时,利用CATIA软件建立主框架的实体模型,并用ANSYS Workbench软件对各种工况下的主框架进行有限元分析,讨论确定最恶劣的工况,为下一步的结构改进奠定基础。根据分析结果,发现初步设计的主框架不满足刚度与强度要求,变形量过大,因此,对主框架结构进行了改进设计。对主框架的薄弱环节,提出两种不同的改进方案,并分别对改进后的主框架进行了有限元分析,分析结果表明,第二种方案中增加加强筋的方式效果更佳,但主框架的最大变形量仍达到4.0309×10-5m,不能满足最大变形量不大于0.025mm的要求,需要进一步改进设计。因此,在第二次改进设计中,通过增大方位轴直径,并且增加加强筋数目的方式,使主框架的最大变形量大幅度减小至2.6338×10-5m,但是仍然不满足最大变形量要求,还需进一步精细设计。为了能保证主框架在承受较大应力的同时,其质量较轻,通过对主框架的结构形式进行分析以后,以加强筋的排布位置、长度以及主框架的侧壁壁厚为参数,对不同参数组合下的主框架结构进行了有限元分析,并将分析结果进行对比,最终确定加强筋与平台中心的距离为8mm,加强筋的长度为30mm,厚度为2mm,相互之间的角度间隔为45°,成圆周均匀分布。同时,为了减小平台的质量,将平台主框架的侧面壁厚由原来的5mm减至3mm。通过上述结构改进,大大提高了主框架结构的刚度和强度,其最大变形量减小至2.3796×10-5m,一阶固有频率值达到399.96Hz,完全满足技术要求。光电稳定平台的工作环境比较恶劣,周围的噪声、气流、载机飞行姿态的变化以及载机自身的振动等因素都会引起平台的共振而影响正常工作,甚至造成破坏。为了避免平台工作时发生共振,对光电平台整机进行了模态分析。结果表明,由于光电稳定平台在俯仰和方位两个方向能自由转动,所以整机的一阶和二阶的固有频率极小,接近于零,而平台的三阶固有频率为112.23Hz,满足大于75Hz的技术要求,具有良好的动态性能。论文对机载光电稳定平台的研究结果,对同类产品的设计和制造具有一定的借鉴作用。