大口徑光柵機械拼接機構(gòu)的關(guān)鍵特性分析.pdf

1、高精度大口徑光柵是天文物理學以及激光核聚變等領(lǐng)域必不可少的元件。近年來，隨著相關(guān)領(lǐng)域的快速發(fā)展，對其面積要求已達到了1m2甚至更大。應用光柵拼接技術(shù)是獲取大口徑光柵的有效方法，其技術(shù)難點在于動、靜光柵間相對位置及角度精度的保證，這就要求拼接機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)納米級的調(diào)整精度，并具有較高的穩(wěn)定性。
　　本文基于主動控制的機械式拼接方法，利用通用大型有限元軟件ANSYS對5自由度調(diào)整的大口徑光柵拼接機構(gòu)進行了詳細的理論分析和實驗研究。首先采

2、用有限元方法對5自由度光柵拼接機構(gòu)的關(guān)鍵部件——驅(qū)動機構(gòu)，進行了詳細的力學特性分析，分析了柔性鉸鏈和柔性軸的主要設計參數(shù)對光柵拼接機構(gòu)性能的影響，實現(xiàn)了驅(qū)動機構(gòu)的優(yōu)化設計；其次，建立整個拼接機構(gòu)的有限元模型，考察接觸和運動環(huán)節(jié)的影響，通過對拼接機構(gòu)的模態(tài)計算，得到了系統(tǒng)的低階固有頻率和振型，不僅為高剛度、高穩(wěn)定性調(diào)整機構(gòu)的設計提供理論支持，也為控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了準確的數(shù)據(jù)。再次，采用幾何解析方法求解光柵拼接機構(gòu)的驅(qū)動耦合方程，建立了光