空间光学遥感器次镜定位平台的设计与测试.pdf

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1、第２２卷第１期载人航天Ｖｏｌ．２２Ｎｏ．１２０１６年２月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＦｅｂ．２０１６空间光学遥感器次镜定位平台的设计与测试１，２１１１１，２１于阳，徐振邦，于鹏，韩春杨，杨剑锋，吴清文（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间机器人系统创新研究室，长春１３００３３；２．中国科学院大学，北京１０００４９）摘要：为实现光学望远镜高质量成像，次镜的调整系统要求具有精密定位、高承载能力以及较高的相对精度等特点。基于该特点，设计了一种次镜定位六自由度并联平台，对该并联机构进行运动学分析、力分析以及误差分析。根据给定误差，对并联平台促动器以及关节铰链进行设计。最后，对平台

2、的技术指标进行测试。测试结果显示，并联机构相对精度≤１畅２％，分辨率＜０畅５μｍ，并联机构的轴向刚度≥４０Ｎ／μｍ。系统的旋转中心可以任意放置在运动限制范围内，能够实现望远镜次镜的精密定位任务。关键词：光学望远镜；并联平台；运动学分析；相对精度中图分类号：ＴＨ７０３；ＴＨ７４３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１６）０１-００７４-０７DesignandTestofParallelPlatformwithPrecisePositioningforSecondaryMirrorsinSpaceOpticalTelescope１，２１１１ＹＵＹａｎｇ，ＸＵＺｈｅｎｂａｎｇ，ＨＡ

3、ＮＣｈｕｎｙａｎｇ，ＹＵＰｅｎｇ，１，２１ＹＡＮＧＪｉａｎｆｅｎｇ，ＷＵＱｉｎｇｗｅｎ（１畅ＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＬａｂｏｆＳｐａｃｅＲｏｂｏｔＳｙｓｔｅｍ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｉｍａｇｉｎｇｏｆｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｔｅｌｅｓｃｏｐｅ

4、ｓ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｍｉｒｒｏｒｓｏｆｔｅｎｒｅｑｕｉｒｅｓｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｈｉｇｈｐａｙｌｏａｄｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅａｃｃｕｒａ-ｃｙｗｉｔｈｉｎａｆｅｗｍｉｃｒｏｍｅｔｅｒｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｐａｒａｌｌｅｌｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｔｈｓｉｘｄｅｇｒｅｅｓｏｆｆｒｅｅｄｏｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｈｅｋｉｎｅｍａｔｉｃｏｆｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｆｏｒｃｅａｎｄｔｈｅｅｒ-ｒｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｓｔ

5、ｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｅｒｒｏｒｓ，ｔｈｅａｃｔｕ-ａｔｏｒａｎｄｔｈｅｊｏｉｎｔｓｗｅｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌｐｌａｔｆｏｒｍｗａｓｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅａｃｃｕｒａｃｉｅｓｗａｓｗｉｔｈｉｎ１．２％ａｎｄｔｈｅｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ０．５μｍ，ｔｈｅａｘｉａｌｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆｅａｃｈｏｆｔｈｅｓｉｘａｃｔｕａｔｏｒｓｔｅｓｔｅｄｗａｓｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎ４０Ｎ／μｍ．Ｔｈｅｃｅｎｔｅ

6、ｒｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｗａｓｐｌａｃｅｄａｔａｎａｒｂｉｔｒａｒｙｌｏｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｒａｎｇｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｉｓｐａｒａｌｌｅｌｐｌａｔｆｏｒｍｃａｎｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｔａｓｋｏｆｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ．Keywords：ｏｐｔｉｃａｌｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓ；ｐａｒａｌｌｅｌｐｌａｔｆｏｒｍ；ｋｉｎｅｍａｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｒｅｌａｔｉｖｅａｃｃｕｒａｃｙ［１］响望远镜的指向精度和跟踪精度。为保证主１引言次镜光路的精确对准，需要对次镜的位置与姿态对于反射式望远镜来说，次镜通常采用梁式做实时调整。

7、传统的解决方案是通过制造加工技的中心支撑结构，如主次镜相对位置发生变化造术来保证次镜支撑结构的稳定和准确，使主次镜成光路偏差，将会导致系统成像质量变差，同时影间的相对偏差对光路的影响在允许的范围内。然收稿日期：２０１５-０９-１５；修回日期：２０１５-１２-２４基金项目：国家自然科学基金资助项目（１１３０２２２２）；中国科学院长春光学精密机械与物理研究所所创新基金（Ｙ４ＣＸ１ＳＳ１４１）作者简介：于阳（１９８７－），男，博士研究生，