反射望遠(yuǎn)鏡是現(xiàn)代科學(xué)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(jié)構(gòu)等部件組成。反射望遠(yuǎn)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(guān)系進(jìn)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(yuǎn)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(shè)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(gòu)型,采用了新型偏置鉸鏈,利用牛頓法和矢量分析法推導(dǎo)了該并聯(lián)平臺的逆運(yùn)動學(xué)模型,并使用數(shù)值搜索法對其工作空間進(jìn)行了分析。隨著空間光學(xué)載荷技術(shù)的不斷發(fā)展,對調(diào)整機(jī)構(gòu)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(chǔ)上,充分利用光學(xué)載荷的光軸指向僅對俯仰和偏轉(zhuǎn)運(yùn)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(shù)。該技術(shù)利用粗級控制實(shí)現(xiàn)指向大范圍調(diào)整、利用精級控制補(bǔ)償由于衛(wèi)星平臺振動等因素導(dǎo)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(shí)現(xiàn)運(yùn)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(shù),本文的粗、精級并聯(lián)式指向及穩(wěn)定一體化技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量和尺寸小等優(yōu)點(diǎn),更適合空間應(yīng)用。該平臺的粗級促動器主要通過控制伺服電機(jī)驅(qū)動小導(dǎo)程精密滾珠絲杠運(yùn)動實(shí)現(xiàn)平臺位姿的改變,精級促動器主要通過音圈電機(jī)與內(nèi)部彈簧片作用實(shí)現(xiàn)平臺穩(wěn)定。本文擬對該并聯(lián)平臺進(jìn)行構(gòu)型設(shè)計優(yōu)化、建立運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型、對平臺進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、并通過力學(xué)有限元仿真方法驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。本項(xiàng)目的研究與實(shí)施,能夠?yàn)槲覈l(fā)展高精度空間光學(xué)載荷指向性技術(shù)積累經(jīng)驗(yàn),提供理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH743

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本文編號：2812484