為了提高光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的成像質(zhì)量,需要對(duì)主次鏡光軸之間的位置和姿態(tài)誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)和校正,次鏡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)要具有除自身旋轉(zhuǎn)以外的五個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)能力,調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)精度要達(dá)到微米和角秒的數(shù)量級(jí)。由于位姿誤差在毫米級(jí)和角分級(jí),因此要求調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)范圍達(dá)到毫米級(jí)和角分級(jí),并且調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要盡量緊湊。本文針對(duì)于應(yīng)用在望遠(yuǎn)鏡次鏡的六自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),提出采用上下均為萬(wàn)向鉸鏈的UCU型Stewart六自由度平臺(tái),通過(guò)矢量分析法和牛頓迭代法對(duì)該并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行完整的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,并通過(guò)極坐標(biāo)搜索法求出平臺(tái)在給定姿態(tài)下的工作空間。為了驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的正確性,首先在MATLAB中根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論編寫程序,再通過(guò)ADAMS建立仿真模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證,并且通過(guò)樣條曲線法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真;然后在SIMULINK中通過(guò)跟ADAMS建立接口,建立了一種基于離散牛頓迭代法的完整的仿真模型。在調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)初步設(shè)計(jì)的過(guò)程中,為了研究其調(diào)節(jié)位姿誤差的影響因素以及初步的誤差分配,首先對(duì)次鏡六自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的位姿誤差進(jìn)行理論分析,然后通過(guò)正運(yùn)動(dòng)學(xué)驗(yàn)證誤差模型的正確。采用蒙特卡洛模擬法對(duì)次鏡調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差進(jìn)行分析,通過(guò)分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的敏感度,采... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

主次鏡光軸之間的位姿誤差

（a）MMT 望遠(yuǎn)鏡次鏡單元 （b）調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的測(cè)試圖 1-2 MMT 望遠(yuǎn)鏡2) VST 望遠(yuǎn)鏡VST（VLT Survey Telescope）[2]是一座反射式望遠(yuǎn)鏡， 擁有 2.61m 的主鏡口 938mm 的次鏡口徑。采用一種杠桿式結(jié)構(gòu)作為支撐并進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)，通鏡面背部開中心孔的形式來(lái)進(jìn)行定位。當(dāng)天頂角發(fā)生變化時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)上的反力能夠自動(dòng)調(diào)整。VST 望遠(yuǎn)鏡采用了六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如圖 1-3 所示，通過(guò)間五個(gè)自由度上的調(diào)節(jié)，完美地校正了主次鏡的相對(duì)位姿誤差，從而消除了傾離焦產(chǎn)生的影響。 該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由六個(gè)促動(dòng)器通過(guò)萬(wàn)向鉸鏈連接上下平臺(tái)。上固定在望遠(yuǎn)鏡主體之上，下平臺(tái)之下固定有次鏡的支撐系統(tǒng)。促動(dòng)器支腿采用絲桿通過(guò)直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了±7μm范圍的調(diào)焦并達(dá)到 1μm調(diào)節(jié)精度；°的角度范圍的轉(zhuǎn)動(dòng)且精度為±0.8’’。

鏡次鏡單元 （b）調(diào)圖 1-2 MMT 望遠(yuǎn)鏡cope）[2]是一座反射式望遠(yuǎn)鏡，用一種杠桿式結(jié)構(gòu)作為支撐并式來(lái)進(jìn)行定位。當(dāng)天頂角發(fā)生變望遠(yuǎn)鏡采用了六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，完美地校正了主次鏡的相對(duì)位節(jié)機(jī)構(gòu)由六個(gè)促動(dòng)器通過(guò)萬(wàn)向鉸，下平臺(tái)之下固定有次鏡的支撐驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了±7μm范圍的調(diào)焦并度為±0.8’’。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]六自由度激勵(lì)臺(tái)精密高剛度鉸鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)應(yīng)用[J]. 黃舟,黃海.  航天器環(huán)境工程. 2018(01)
[2]大型光學(xué)載荷次鏡調(diào)整機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及誤差分配[J]. 韓春楊,徐振邦,吳清文,賀帥,于陽(yáng).  光學(xué)精密工程. 2016(05)
[3]大型射電望遠(yuǎn)鏡天線副反射面調(diào)整系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[J]. 姚建濤,曾達(dá)幸,侯雨雷,段艷賓,竇玉超,許允斗,韓博,趙永生.  載人航天. 2016(01)
[4]大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡副鏡位姿精調(diào)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 徐剛,楊世模,龔雨兵.  光學(xué)精密工程. 2008(07)
[5]基于ADAMS的某6-DOF飛行模擬器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的研究[J]. 李興洋,盧穎.  系統(tǒng)仿真技術(shù). 2008(02)
[6]基于自適應(yīng)遺傳算法的Stewart平臺(tái)結(jié)構(gòu)雙目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 段學(xué)超,仇原鷹,段寶巖.  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[7]六自由度并聯(lián)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)動(dòng)力學(xué)建模及分析[J]. 黃其濤,韓俊偉,何景峰.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2006(04)
[8]基于遺傳算法的Stewart并聯(lián)機(jī)器人位置正解分析[J]. 鄭春紅,焦李成.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(02)
[9]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的6-SPS并聯(lián)機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)精確求解[J]. 陳學(xué)生,陳在禮,孔民秀,謝濤.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(01)
[10]一種新型空間3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的正反解及工作空間分析[J]. 劉辛軍,汪勁松,李劍鋒,高峰.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2001(10)

博士論文
[1]大型空間望遠(yuǎn)鏡次鏡精密調(diào)整機(jī)構(gòu)研究[D]. 于陽(yáng).中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016
[2]六自由度運(yùn)動(dòng)模擬平臺(tái)的分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化[D]. 劉國(guó)軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]含五桿閉鏈的并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型綜合及主要運(yùn)動(dòng)性能分析研究[D]. 賀利樂(lè).西安理工大學(xué) 2006
[4]六自由度運(yùn)動(dòng)模擬器精度分析及其標(biāo)定[D]. 于大泳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3616719