摘要：望远镜是天文观测的重要工具,其口径越大则分辨能力越高,分辨能力的大小又决定了人类可观测到的宇宙空间的大小。相较于传统的地基大口径望远镜,车载望远镜对天气和环境有着更强的适应能力,观测更高效。车载这种动态形式对望远镜的整体质量和尺寸有着严格的要求,随着望远镜口径的增大,望远镜质量也会呈几何倍数增长,这对载车平台的结构也提出了更高的要求。该文以大型光学望远镜的载车平台为研究对象,通过将不同的设计方案进行有限元分析对比,从而得到较好的载车平台结构,以满足望远镜口径增大对载车的要求。

摘要：基于半主动光学技术的半主动支撑,通过力矩促动器(Warping Harness,WH)弹簧叶片将校正力转换为校正力矩,对由重力、温度等误差源引入的镜面低阶像差进行校正。针对利用传统经验设计反射镜时存在的设计缺陷,提出一种反射镜支撑系统优化设计新方法,即结合结构尺寸优化和经验设计的镜面支撑系统综合设计优化方法,并建立一套基于WH的半主动镜面支撑系统。首先,按照经验公式设计了支撑系统初始结构;设计了一款L形镂空式WH弹簧叶片,并对其开展了非线性分析及疲劳分析,确定叶片厚度为2 mm、寿命为1.2×106次。然后,通过优化镜面支撑点位置、三角板柔节位置、支撑系统柔性件关键尺寸参数,将光轴竖直及水平状态下镜面RMS值由119 nm和106 nm分别降至13.3 nm和4.8 nm;1°C温差状态下镜面面形差由2.8 nm降至1.9 nm;一阶谐振频率由80 Hz提升至130 Hz。最后,采用提出的方法对半主动支撑系统的校正能力进行验证。结果表明:本套半主动支撑系统对镜面离焦、初级像散、初级慧差、初级球差的校正率最高可达99%,且校正后各像差幅值均小于1 nm;室温自重状态下对镜面面形RMS值校正率最高可达46.5%;温升10°C情况下的校正率为31.28%。

摘要：大口径望远镜主次镜之间的相对位姿有着非常严格的要求,由于主镜质量较大,因此常常将次镜系统设计为有多个自由度的可调整机构,其调整效果对望远镜成像有着重要的影响。为了降低望远镜的整体高度,对次镜桁架和次镜调整机构进行融合,设计了一种可用于大口径望远镜的次镜桁架调整机构。首先对所设计的调整机构进行了详细的介绍,之后对所设计的机构进行静力学和模态分析,然后对试验样机进行运动学性能测试。所设计的机构在Z方向的移动行程可达±5 mm,绝对定位精度优于16μm,在X/Y方向的偏转行程可达±0.574°,绝对定位精度优于6.4″。满足大口径望远镜对次镜调整精度和行程的要求。