地面模擬實驗調(diào)姿機構(gòu)的設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、隨著航天攝影技術(shù)的不斷發(fā)展，對于地貌的測繪質(zhì)量要求也越來越高，使得天文攝像機的尺寸和質(zhì)量不斷增大。大型天文攝像機在軌運行工作時，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模擬攝像機在軌運行的物理實驗環(huán)境來對其各項性能指標進行檢測。攝像機尺寸和質(zhì)量的增大對地面模擬實驗的設(shè)備提出了更高的要求。而作為模擬實驗中最關(guān)鍵的攝像機調(diào)姿機構(gòu)將直接影響大型天文攝像機各項性能的檢測。因此，對該環(huán)境使用下的調(diào)姿機構(gòu)進行研制是非常重要的

2、。本課題主要是研制出一臺運用于該模擬實驗的四自由度調(diào)姿機構(gòu)。模擬實驗對調(diào)姿機構(gòu)提出高負載、高精度、高剛度、低質(zhì)量的要求。由于低溫環(huán)境下對調(diào)姿機構(gòu)調(diào)試的成本較高，所以在調(diào)姿機構(gòu)研制期間，先使其滿足常溫下的設(shè)計指標，然后再對調(diào)姿機構(gòu)進行低溫環(huán)境適應性分析，使其能夠在真空低溫環(huán)境下正常工作?；谏鲜鲈O(shè)計思路，本課題展開了以下所述的研究工作。
　　首先，根據(jù)項目的技術(shù)要求對調(diào)姿機構(gòu)進行總體方案的設(shè)計，確定調(diào)姿機構(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)姿機構(gòu)的技術(shù)指標，對各組成部件提出相應的技術(shù)要求。建立調(diào)姿機構(gòu)運動學模型和力學模型，為后續(xù)調(diào)姿機構(gòu)各組成部件結(jié)構(gòu)的詳細設(shè)計提供理論力學基礎(chǔ)；
　　其次，根據(jù)調(diào)姿機構(gòu)總體的設(shè)計方案對其組成部件承載臺面、舉升機構(gòu)、導向機構(gòu)、支撐臺面和X向運動機構(gòu)進行詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并建立詳細的三維模型；
　　再次，選擇合適的拓撲優(yōu)化方式分別對重量影響較大的承載臺面和支撐臺面進行減重優(yōu)化。獲得滿足質(zhì)量和中心下沉量兩個技術(shù)指標要求