[发明专利]拼接主镜的精调驱动机构、直线驱动装置及其驱动方法

说明书

本发明涉及拼接主镜的驱动装置及方法，具体涉及一种拼接主镜的精调驱动机构、直线驱动装置及其驱动方法，用于解决作为拼接主镜调整重要使能技术的大行程高精度直线驱动装置，在驱动精度、位移曲线线性度、调整功能可靠性和结构紧凑性等方面，都有待进一步提高的不足之处，该拼接主镜的精调驱动机构由对称式构型的位移缩放柔顺机构和线性驱动器组成，其中，位移缩放柔顺机构位移缩放比高达100以上，配合高输出精度的线性驱动器，能够使得直线驱动装置的最小输出位移达到5nm量级，同时具有优于10μm的精调行程。同时，本发明公开一种拼接主镜的直线驱动装置及其驱动方法。

技术领域

本发明涉及拼接主镜的驱动装置及方法，具体涉及一种拼接主镜的精调驱动机构、直线驱动装置及其驱动方法。

背景技术

随着空间遥感技术的迅速发展和空间探测精度的不断提高，人们对空间光学望远镜的分辨率要求越来越高，空间光学望远镜口径也越来越大。与传统单体主镜望远镜相比，拼接主镜望远镜作为解决发射尺寸受限的可行方式，也作为可展开空间望远镜、在轨组装和在轨制造望远镜的必要核心技术获得广泛关注。

由于空间拼接主镜往往通过折叠展开或者在轨拼装的方式形成完整镜面，因此，不仅需要避免展开、拼装和锁定等宏观机械误差，还需要经过自主校准将拼接主镜的所有子镜共焦点、共相位，最终达到望远镜进行正常观测的光学性能要求。此外，对于长期在轨工作的超大口径望远镜而言，复杂恶劣的空间环境比如环境温度的变化、大气压力的变化、系统振动和外界冲击等因素的影响，均会使主镜子镜偏离理想位置，从而降低成像质量。因此，作为拼接主镜调整重要使能技术的大行程高精度直线驱动装置，在驱动精度、位移曲线线性度、调整功能可靠性和结构紧凑性等方面，都有待进一步的技术提高。

发明内容

本发明的目的是解决作为拼接主镜调整重要使能技术的大行程高精度直线驱动装置，在驱动精度、位移曲线线性度、调整功能可靠性和结构紧凑性等方面，都有待进一步提高的不足之处，而提供一种拼接主镜的精调驱动机构、直线驱动装置及其驱动方法。

为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：

一种拼接主镜的精调驱动机构，其特殊之处在于：包括线性驱动器和位移缩放柔顺机构；

所述位移缩放柔顺机构包括固定座、设置在固定座上端的二级缩放机构，以及对称分布在固定座、二级缩放机构两侧的两个一级缩放机构；所述一级缩放机构为杠杆缩放机构，其由旋转支点处分为长臂段和短臂段；所述二级缩放机构为菱形缩放机构，其由分隔线处分为长端和短端，长端两侧作为长动臂，短端两侧作为短动臂；

各旋转支点与固定座连接，各长臂段端部与线性驱动器驱动端连接处作为精调位移输入端，各短臂段端部通过过渡杆与同侧长动臂、同侧短动臂连接，各短臂段端部与过渡杆之间、过渡杆与二级缩放机构之间均设置有柔性铰链，两侧短动臂均通过柔性铰链与固定座连接；所述长端端部设置被驱动体，作为精调位移输出端。

进一步地，两个所述过渡杆均位于所述分隔线上，长动臂(331)与分隔线(333)之间的夹角、短动臂(332)与分隔线(333)之间的夹角均为 ， ＜90°；所述位移缩放柔顺机构长端沿垂直所述分隔线方向进行运动，且输出位移量为 ；

；

其中，为长臂段与线性驱动器驱动端的连接点与旋转支点之间沿垂直过渡杆所在直线方向的距离； 为短臂段与过渡杆的连接点与旋转支点之间沿垂直过渡杆所在直线方向的距离； 为位移缩放柔顺机构的输入位移量，与线性驱动器驱动端的位移量相等。

本发明提供一种拼接主镜的直线驱动装置，其特殊之处在于：包括主体支架，以及设置在主体支架上的上述精调驱动机构、粗调驱动机构；

所述固定座设置在主体支架上部；所述长端端部设置被驱动体，作为位移输出端；