【摘要】：天文望遠鏡作為一種高精密儀器,對主鏡與副鏡的相對位姿有非常嚴苛的要求。主副鏡的光軸出現偏離或傾斜,將影響望遠鏡的指向跟蹤精度和光學系統(tǒng)的成像質量。因此,天文望遠鏡中常采用精度高且承載能力好的六自由度并聯機構作為副鏡的支承裝置,以支撐副鏡重量并調整副鏡的位姿,使主副鏡光軸的位姿偏差控制在允許的精度范圍內。本文依據實際需求,提出一種新型的3SPS+3(SP-U)六自由度微動并聯機構作為副鏡的支承裝置。這種新型的六自由度并聯機構與傳統(tǒng)六自由度并聯機構的主要區(qū)別在于實現了三個平動自由度與三個轉動自由度之間的解耦,具有良好的重復精度與運動學性能。在設計的3SPS+3(SP-U)機構拓撲結構的基礎上,分析了該結構的奇異位置,建立了逆運動學與正運動學的數學模型,完成了運動學分析和數值仿真,驗證了機構的平轉解耦性能。根據3SPS+3(SP-U)機構的結構特點和樣機設計需求,本文提出并實現了兩種柔性鉸鏈,并采用柔度矩陣法分析了柔性虎克鉸的靜剛度問題,得到了其剛度矩陣;基于鉸鏈轉角、支鏈直線位移、構件干涉等約束條件,采用搜索法分析了虛擬樣機的位置可達工作空間和姿態(tài)可達工作空間;建立了實驗樣機控制系統(tǒng)及控制系統(tǒng)軟件,提供了位置正反解等專用功能用于樣機性能測試。最后,借助激光跟蹤儀對實驗樣機的精度及其位置可達工作空間和姿態(tài)可達工作空間等性能進行了測試,得到樣機的極限平動位移誤差為85?m,極限轉動位移誤差為33.9″,同時得到樣機沿三根軸的平動位移范圍可達±3mm,在初始位置處繞三根軸的轉角范圍可達±1°;并采用激光位移傳感器測量了該實驗樣機的重復定位精度,得到樣機的平動重復定位精度為0.2?m,轉動重復定位精度為0.2″。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH751
【圖文】：

圖 1.1 傳統(tǒng)副鏡支承機構圖 1.2 VLTI 望遠鏡副鏡機構索的不斷深入，各國都在努力發(fā)展與建設靈敏度更高國際 SKA 和 VLBI 的重要成員國，也在努力進行相生的，其作為中國科學院太赫茲望遠鏡設計的一個子由度并聯機構的設計與性能分析。展與應用

圖 1.2 VLTI 望遠鏡副鏡機構索的不斷深入，各國都在努力發(fā)展與建設靈敏度更高國際 SKA 和 VLBI 的重要成員國，也在努力進行相關生的，其作為中國科學院太赫茲望遠鏡設計的一個子由度并聯機構的設計與性能分析。展與應用聯機器人或者并聯平臺，其最多具有六個自由度，自機構。它是由基座和末端執(zhí)行器通過可變長度支鏈連或移動支鏈的支點可使末端執(zhí)行器按照一定的軌跡運具有負載能力強、運動慣量低、誤差小、剛度大等特大，并成為機器人領域里的研究熱點。

【參考文獻】

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本文編號：2725028