新型副镜并联调整机构非线性特性及校正

作     者：叶宇 乐中宇 顾伯忠 杨世海 Ye Yu;Yue Zhongyu;Gu Bozhong;Yang Shihai

作者机构：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所江苏南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所)江苏南京210042 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2020年第49卷第1期

页      面：222-230页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11503060) 中国科学院天文财政专项(2911C09700) 

主　　题：并联调整机构 非线性特性 曲率 误差校正 雅可比矩阵 

摘      要：为满足望远镜副镜结构定位精度的要求,提出一种固定杆长杆端轴向平移运动模式的六杆并联机构。从微分几何的观点研究了该机构输入关节空间向量与输出工作空间向量之间的非线性运动学特性,并采用曲率概念度量解轨迹的非线性弯曲。通过与雅可比矩阵的对比分析可知,采用曲率度量并联机构的非线性和采用雅克比矩阵反映的瞬时线性性质一致,所设计的副镜并联调整机构在整个运动行程范围内的最大非线性误差约为3.15μm。测试结果表明:采用多项式误差曲线拟合校正之后,该副镜调整机构三维平移重复定位精度小于2.6μm,二维旋转重复定位精度小于1.8″,满足实际望远镜观测的需要,采用的曲率度量法也可以为其他并联机构的非线性分析和校正提供一种新的思路。