大口徑光柵機(jī)械拼接機(jī)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(xué)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(duì)其面積要求已達(dá)到了1m2甚至更大。應(yīng)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(diǎn)在于動(dòng)、靜光柵間相對(duì)位置及角度精度的保證，這就要求拼接機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)的調(diào)整精度，并具有較高的穩(wěn)定性。
　　本文基于主動(dòng)控制的機(jī)械式拼接方法，利用通用大型有限元軟件ANSYS對(duì)5自由度調(diào)整的大口徑光柵拼接機(jī)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。首先采

2、用有限元方法對(duì)5自由度光柵拼接機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件——驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行了詳細(xì)的力學(xué)特性分析，分析了柔性鉸鏈和柔性軸的主要設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)光柵拼接機(jī)構(gòu)性能的影響，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；其次，建立整個(gè)拼接機(jī)構(gòu)的有限元模型，考察接觸和運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)的影響，通過對(duì)拼接機(jī)構(gòu)的模態(tài)計(jì)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論支持，也為控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。再次，采用幾何解析方法求解光柵拼接機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)耦合方程，建立了光