地面模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化.pdf

1、隨著航天攝影技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于地貌的測(cè)繪質(zhì)量要求也越來越高，使得天文攝像機(jī)的尺寸和質(zhì)量不斷增大。大型天文攝像機(jī)在軌運(yùn)行工作時(shí)，為了能夠保證全方位采集圖像信息和提高成像質(zhì)量，需要在地面建立一個(gè)模擬攝像機(jī)在軌運(yùn)行的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境來對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。攝像機(jī)尺寸和質(zhì)量的增大對(duì)地面模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)備提出了更高的要求。而作為模擬實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的攝像機(jī)調(diào)姿機(jī)構(gòu)將直接影響大型天文攝像機(jī)各項(xiàng)性能的檢測(cè)。因此，對(duì)該環(huán)境使用下的調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行研制是非常重要的

2、。本課題主要是研制出一臺(tái)運(yùn)用于該模擬實(shí)驗(yàn)的四自由度調(diào)姿機(jī)構(gòu)。模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)調(diào)姿機(jī)構(gòu)提出高負(fù)載、高精度、高剛度、低質(zhì)量的要求。由于低溫環(huán)境下對(duì)調(diào)姿機(jī)構(gòu)調(diào)試的成本較高，所以在調(diào)姿機(jī)構(gòu)研制期間，先使其滿足常溫下的設(shè)計(jì)指標(biāo)，然后再對(duì)調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行低溫環(huán)境適應(yīng)性分析，使其能夠在真空低溫環(huán)境下正常工作。基于上述設(shè)計(jì)思路，本課題展開了以下所述的研究工作。
　　首先，根據(jù)項(xiàng)目的技術(shù)要求對(duì)調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，確定調(diào)姿機(jī)構(gòu)關(guān)鍵的尺寸參數(shù)和各自由度精

3、度控制方式。分配調(diào)姿機(jī)構(gòu)的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)各組成部件提出相應(yīng)的技術(shù)要求。建立調(diào)姿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和力學(xué)模型，為后續(xù)調(diào)姿機(jī)構(gòu)各組成部件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供理論力學(xué)基礎(chǔ)；
　　其次，根據(jù)調(diào)姿機(jī)構(gòu)總體的設(shè)計(jì)方案對(duì)其組成部件承載臺(tái)面、舉升機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、支撐臺(tái)面和X向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并建立詳細(xì)的三維模型；
　　再次，選擇合適的拓?fù)鋬?yōu)化方式分別對(duì)重量影響較大的承載臺(tái)面和支撐臺(tái)面進(jìn)行減重優(yōu)化。獲得滿足質(zhì)量和中心下沉量兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)要求