大型高精度消像旋机构的设计与验证OA北大核心CSTPCD

在大口径望远镜巡天观测中,需要成像相机对指定天区长时间曝光,受地球自转的影响,长曝光图像会产生旋转现象。消像旋机构是为了抵消地球自转对成像质量的影响,使成像光斑在相机上位置稳定、能量集中。墨子巡天望远镜采用相机旋转的方式实现消像旋功能,消像旋机构要求具备承载能力≥250 kg、转速>20′/s和角定位精度≤2″。本文通过对影响消像旋机构承载能力、转动速度和定位精度的因素分析,采用高精度转台轴承结合轻量化转轴实现了高精度和高刚度轴系设计,轴系晃动为1.9″。传动系统采用谐波减速器结合圆柱直齿轮副两级传动,实现了低转速和高角分辨率。利用双读数头绝对式圆光栅测量转角误差并进行位置控制补偿,实现了角定位精度优于1.1″。墨子巡天望远镜成像图像在经过消像旋机构补偿后,光斑能量集中、无画圆,实现了高质量成像的目标。