大型光学载荷次镜调整机构优化设计及误差分配

• 作者: 于阳 吴清文 徐振邦 贺帅 韩春杨
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 空间相机 光学载荷 次镜精调机构 定位精度 抗变形 多目标优化 误差分配
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1093-1103
• 页数: 11页
• 分类号: TH703|V447.3
• 字数: 5128字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20162405.1093

摘要

设计了一种用于大型光学载荷次镜在轨位姿精密调整的Hexapod型平台机构,并对其进行构型参数优化以及各支撑杆和上下铰点误差限的最优分配.建立了Hexapod平台机构运动学模型和静柔度模型,分析了主要结构参数对机构性能的影响.按照次镜精调机构性能要求,提出了定位精度指标和抗变形指标,建立了以构型参数为变量的优化目标函数,并利用遗传算法对两个单目标函数进行优化.利用加权分配法构造统一约束目标函数,利用遗传算法对其进行多目标优化.然后,建立非线性最优误差分配模型,对各支撑杆和上下铰点进行误差分配.最后,通过对原理样机性能指标的测试验证了上述研究方法的效果.研究结果表明:优化前后动平台定位精度提高了8.3％,抗变形能力提高了62.5％,铰点误差限由2.7 μm提高到6.3 μm,支撑杆误差限由1.3 μm提高到3.2 μm.另外,实验测得Z轴相对定位精度为0.6％,静刚度达到41.14 N/μm.本研究提高了次镜精调机构的定位精度和静载抗变形能力,有助于缩短设计、加工周期,节约设计、加工成本.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴清文	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	115	1040	18.0	24.0
2	徐振邦	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	32	514	10.0	22.0
3	贺帅	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	15	41	3.0	5.0
4	韩春杨	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	3	14	2.0	3.0
5	于阳	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	15	83	5.0	9.0