反射望遠鏡是現(xiàn)代科學家探索宇宙最重要的工具之一,其主要由主鏡、次鏡以及鏡體支撐結構等部件組成。反射望遠鏡在成像過程中存在重力、振動等內(nèi)外界因素,對成像效果干擾較大,因此須對主次鏡之間的位姿關系進行微調(diào),一般情況下由于次鏡重量、體積均較小,所以采用次鏡調(diào)整方案。本文前期以XX口徑大型地基望遠鏡為研究背景,對次鏡精密指向并聯(lián)平臺開展研究。本文所設計的次鏡精密指向并聯(lián)平臺主要參照Gough-Stewart并聯(lián)平臺的基本構型,采用了新型偏置鉸鏈,利用牛頓法和矢量分析法推導了該并聯(lián)平臺的逆運動學模型,并使用數(shù)值搜索法對其工作空間進行了分析。隨著空間光學載荷技術的不斷發(fā)展,對調(diào)整機構的指向范圍和穩(wěn)定性要求越來越高,為此,本文擬在前期精密指向并聯(lián)平臺研究的基礎上,充分利用光學載荷的光軸指向僅對俯仰和偏轉(zhuǎn)運動敏感、對繞光軸轉(zhuǎn)動及平動不敏感的特性,提出了一種新型的粗、精級并聯(lián)式指向及穩(wěn)定一體化技術。該技術利用粗級控制實現(xiàn)指向大范圍調(diào)整、利用精級控制補償由于衛(wèi)星平臺振動等因素導致的光軸抖動,提高穩(wěn)定度。粗、精兩級呈并聯(lián)式,通過協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)運動解耦。相比于傳統(tǒng)的粗精級串聯(lián)式指向及穩(wěn)定技術,本文的粗、精級并聯(lián)式指向及穩(wěn)定一體化技術具有結構緊湊、重量和尺寸小等優(yōu)點,更適合空間應用。該平臺的粗級促動器主要通過控制伺服電機驅(qū)動小導程精密滾珠絲杠運動實現(xiàn)平臺位姿的改變,精級促動器主要通過音圈電機與內(nèi)部彈簧片作用實現(xiàn)平臺穩(wěn)定。本文擬對該并聯(lián)平臺進行構型設計優(yōu)化、建立運動學和動力學模型、對平臺進行結構設計、并通過力學有限元仿真方法驗證結構設計的合理性。本項目的研究與實施,能夠為我國發(fā)展高精度空間光學載荷指向性技術積累經(jīng)驗,提供理論依據(jù)。
【學位單位】：中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH743

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本文編號：2812484