空间光学望远镜星上定标系统机械结构研究

发布时间：2021-05-20 18:26

　　空间相机在轨长期运行时,光学元件和电子元件的老化以及空间环境的变化,会引起相机性能的变化。因此,空间相机存在性能稳定问题,进行在轨定标十分必要。尤其是利用星上定标系统进行在轨定标,该方法在许多国内外著名空间相机上都有应用。论文首先介绍了空间光学望远镜星上定标技术,根据SVOM卫星空间光学望远镜（Visible Telescope）的星上定标要求,提出了一种基于蜗轮蜗杆传动的星上定标系统。该系统主要由32个LED组成的定标光源、漫反射板、步进电机、蜗轮蜗杆减速器（i=50）和一个电位器等组成。漫反射板由聚四氟乙烯材料烧结制成,安装固定在铝合金制成的漫反射板框中。漫反射板框固定在蜗轮轴上,步进电机通过蜗杆驱动蜗轮,带动漫反射板转动。电位器与蜗轮轴通过一个挠性联轴器连接,监测漫反射板的转角。步进电机加电锁紧与单头蜗杆反向自锁相结合,实现对漫反射板的发射锁紧。轴承、蜗轮、蜗杆采用MoS₂固体润滑方式。并完成了该星上定标系统的机械结构设计,包括LED定标光源组件设计、步进电机选型、蜗轮蜗杆减速器设计和漫反射板组件设计。接着应用有限元软件ANSYS Workbench建立了定... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省

【文章页数】：115 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 空间光学望远镜星上定标技术简介
        1.2.1 空间CCD相机
        1.2.2 辐射定标
    1.3 星上定标技术的国内外研究现状
        1.3.1 星上定标技术的国外研究现状
        1.3.2 星上定标技术的国内研究现状
    1.4 论文研究的主要内容
第2章 空间光学望远镜星上定标系统设计
    2.1 VT星上定标系统的设计要求
    2.2 定标光源组件设计
        2.2.1 星上定标灯
        2.2.2 LED定标光源组件设计
    2.3 星上定标机构方案设计
        2.3.1 驱动器
        2.3.2 传动机构
        2.3.3 漫反射板材料
        2.3.4 锁紧装置
        2.3.5 角位移传感器
        2.3.6 轴承
        2.3.7 润滑
        2.3.8 联轴器
    2.4 星上定标系统机械结构设计
        2.4.1 漫反射板设计
        2.4.2 步进电机选型
        2.4.3 蜗轮蜗杆减速器设计
    2.5 本章小结
第3章 定标机构的有限元分析
    3.1 定标机构的模态分析
        3.1.1 模态分析小结
    3.2 定标机构的正弦振动响应分析
        3.2.1 Y方向正弦振动响应分析
        3.2.2 X方向正弦振动响应分析
        3.2.3 Z方向正弦振动响应分析
        3.2.4 正弦振动响应分析小结
    3.3 定标机构的随机振动响应分析
        3.3.1 Y方向随机振动响应分析
        3.3.2 X方向随机振动响应分析
        3.3.3 Z方向随机振动响应分析
        3.3.4 随机振动响应分析小结
    3.4 本章小结
第4章 定标机构的力学环境试验
    4.1 试验目的
    4.2 试验条件及测试要求
    4.3 传感器编号及安装位置
    4.4 低量级正弦扫频试验
    4.5 正弦振动试验
    4.6 随机振动试验
    4.7 试验后检测及试验结论
    4.8 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 引言
    5.2 本文完成的工作
    5.3 工作不足及其展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于卤钨灯和LED的复合光源设计与实现[J]. 隋成华,杜春年,徐丹阳.  浙江工业大学学报. 2017(03)
[2]一种导电塑料膜电位器辐照试验研究[J]. 张强,崔赪旻,于国庆.  航天器环境工程. 2016(06)
[3]“高分四号”卫星凝视相机设计与验证[J]. 练敏隆,石志城,王跃,董杰.  航天返回与遥感. 2016(04)
[4]漫反射板全光路全视场全口径在轨辐射定标技术[J]. 赵艳华,董建婷,张秀茜,王斌.  航天返回与遥感. 2016(02)
[5]稀土掺杂漫反射板星上光谱定标技术[J]. 刘宇翔,伏瑞敏,李明,丁世涛,杜国军.  航天返回与遥感. 2015(06)
[6]星上定标漫反射板设计研究[J]. 施家定,张黎明,曹兴家,徐伟伟,韩慧达,王戟翔.  光学学报. 2015(08)
[7]浅谈霍尔传感器及在军工领域的应用[J]. 时圣利,钟贻兵,王昱皓,高明星.  新型工业化. 2015(02)
[8]空间天文望远镜主动制冷焦面结构设计、分析与热实验[J]. 凤良杰,任国瑞,杨文刚,王晨洁.  宇航学报. 2014(10)
[9]资源一号卫星CCD相机辐射定标和图像辐射校正[J]. 林德荦.  航天返回与遥感. 2000(02)
[10]多光谱扫描仪的星上辐射定标系统[J]. 顾名澧.  航天返回与遥感. 1998(03)



本文编号：3198229