仪器仪表学报

作者：单博闻，辛宏伟，陈长征

单位：单博闻,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,,辛宏伟,1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,,陈长征,1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,

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

基金：国家自然科学基金(11803036)项目资助

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1.5mm,外形尺寸为167mm×64mm×94mm,质量为2kg,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349Hz,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。

来源：2021年第6期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2021年第6期