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空间太阳望远镜调焦机构的设计与分析
引用本文:单博闻,辛宏伟,陈长征.空间太阳望远镜调焦机构的设计与分析[J].仪器仪表学报,2021(6):1-8.
作者姓名:单博闻  辛宏伟  陈长征
作者单位:1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2.中国科学院大学
基金项目:国家自然科学基金(11803036)项目资助
摘    要:根据某型号空间太阳望远镜的光学系统特性与整机的结构方式,为了达到节约安装空间、保证成像质量的目的,设计了一种焦平面式调焦机构。该调焦机构由蜗轮蜗杆和凸轮滑槽作为传动件,将步进电机的圆周运动转化为焦平面法线方向的直线运动。调焦范围为1.5 mm,外形尺寸为167 mm×64 mm×94 mm,质量为2 kg,在底座背板和凸轮滑槽之间设有两个相邻的自润滑氮化硅压圈,可增加预紧力而不影响凸轮滑槽的转动,一定程度上提高了定位精度,减少了空回误差。详细介绍了调焦机构的设计方案、分辨率和自锁能力,对误差来源和理论定位精度以及有限元模型仿真进行了分析。最后对调焦机构进行了定位精度试验和振动试验,结果表明定位精度优于±4.5μm,一阶模态为349 Hz,与有限元仿真结果基本一致,具有良好的动态刚度,可以有效地避免共振现象的发生。振动试验前后对调焦机构的编码器码值进行记录,经对比可知其自锁性良好。该调焦机构具有体积小,刚度大,精度高的特点,可以很好的满足空间太阳望远镜的工作条件。

关 键 词:空间望远镜  调焦机构  有限元分析  精度分析  振动试验

Design and analysis for focusing mechanism of space solar telescope
Shan Bowen,Xin Hongwei,Chen Changzheng.Design and analysis for focusing mechanism of space solar telescope[J].Chinese Journal of Scientific Instrument,2021(6):1-8.
Authors:Shan Bowen  Xin Hongwei  Chen Changzheng
Affiliation:1.Changchun Instinute of Optics, Fine Mechanics and Physices, Chinee Academy of Srienees,2. University of Chinese Academy of Seienees
Abstract:
Keywords:space telescope  focusing mechanism  finite element analysis  precision analysis  vibration test
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