空间光学遥感器高精度6-DOF并联平台设计与实现

摘要

高精度六自由度并联平台可精密调整次镜位姿，实现空间光学遥感器地面光学装调及光学像差在轨主动校正。为解决研制高精度并联平台的多指标多约束结构优化设计及高分辨力驱动支链设计2个难点，建立了六自由度并联机构逆解数学模型及ADAMS参数化模型，确定了结构优化目标函数，结合支链长度、铰链转角等约束进行了结构优化设计，得到并联机构结构参数及驱动支链分辨力需达到60 nm的需求。基于此需求，设计了基于“无刷直流电机+滚珠丝杠+光栅尺”的驱动支链，采用PI控制律实现高精度消静差闭环伺服控制，使驱动支链分辨力达50 nm。对并联平台精度进行光学测试，结果表明，平台带载平移分辨力为0.2μm,转角分辨力为1″,满足指标要求。该平台已成功应用于空间相机的地面光学装调及像差主动校正实验，为在轨应用奠定了理论与实践基础。