[发明专利]高精度六自由度光学组件位姿调整装置

说明书

高精度六自由度光学组件位姿调整装置，涉及大型光学载荷中光学组件精密调整技术领域，解决了现有调整机构存在的质量大、横向刚度低的问题。该装置包括成Y形结构的定平台，Y形结构的三个安装面中相邻两个安装面间的夹角均为120°；安装在定平台上的六个直线促动器，三组直线促动器一一对应固定在定平台的三个安装面上；动平台；与六个直线促动器一一对应相连的六个旋转支撑铰链，旋转支撑铰链包括与动平台和直线促动器固连的两个连接座、分别与两个连接座相连的两个偏置万向铰链、两端分别与两个偏置万向铰链相连的定长旋转铰链，六个旋转支撑铰链中的六个第一连接座在动平台上对称分布。本发明精度高、质量轻、刚度高、成像质量稳定。

技术领域

本发明涉及大型光学载荷中光学组件精密调整技术领域，具体涉及一种高精度六自由度光学组件位姿调整装置。

背景技术

大型空间光学载荷光学组件精密调整技术是高质量成像的关键技术之一。由于受到发射过程中运载条件(如冲击、振动、过载等)和在轨运行时环境条件(如压力、温度、微重力等)改变的影响，光学组件位姿会发生不同程度的偏移，导致成像质量下降。为了保证成像质量，需要对光学组件位姿变化量进行修正。因此，设计高精度、高稳定性的调整机构是十分必要的。

目前，现有的光学组件位姿调整机构主要包括光学调整架以及传统构型的Stewart平台。其中，光学调整架主要由位移台、转台等机构组成，多自由度的调整需要由多个位移台与转台的共同作用来实现，这就使得其结构质量会变大、多个自由度的调节存在耦合关系；Stewart平台虽然具有高精度、高刚度等特点，但其存在运动部件质量大、横向刚度偏低等缺陷。

发明内容

为了解决现有光学组件位姿调整机构存在的质量大、横向刚度低的问题，本发明提供一种基于直线促动-偏置万向铰链型高精度六自由度光学组件位姿调整装置，用于对大型空间光学载荷中的光学组件位姿进行精密调整。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的高精度六自由度光学组件位姿调整装置，包括：

整体成Y形结构的定平台，所述Y形结构的三个边均为安装面，相邻两个安装面之间的夹角均为120°；

安装在定平台上的六个直线促动器，每两个直线促动器为一组，三组直线促动器一一对应固定在定平台的三个安装面上；

用于与光学组件相连的动平台；

与六个直线促动器一一对应相连的六个旋转支撑铰链，每个旋转支撑铰链均包括：与动平台固连的第一连接座、与直线促动器固连的第二连接座、分别与第一连接座和第二连接座相连的两个偏置万向铰链、两端分别与两个偏置万向铰链相连的定长旋转铰链，六个旋转支撑铰链中的六个第一连接座在动平台上对称分布。

进一步的，每个偏置万向铰链均包括：第一铰链轴、套装在第一铰链轴上的两个第三角接触轴承、分别固定在两个第三角接触轴承侧面的两个第一端盖、固定在两个第三角接触轴承外圈且与两个第一端盖固连的第一轴承座、第二铰链轴、套装在第二铰链轴上的两个第四角接触轴承、分别固定在两个第四角接触轴承侧面的两个第二端盖、固定在两个第四角接触轴承外圈且与两个第二端盖固连的第二轴承座；所述第一轴承座与第二轴承座固连；每个偏置万向铰链中的第一铰链轴与第二铰链轴相互垂直。

进一步的，两个偏置万向铰链中的两个第一铰链轴分别与第一连接座、第二连接座一一对应相连；

两个偏置万向铰链中的两个第二铰链轴分别与定长旋转铰链两端一一对应相连。

进一步的，所述定长旋转铰链包括：两端分别设置成直线连接轴和U形连接轴的旋转铰链轴、均套装在旋转铰链轴的直线连接轴上的两个第五角接触轴承、固定在两个第五角接触轴承侧面的第二锁紧螺母、固定在两个第五角接触轴承外圈的压块、与压块外圈固连的轴承安装座。