长焦面空间相机调焦机构分析与验证

为了补偿空间相机由于地面定标环境和在轨工作环境不同及发射时振动冲击引起的焦面离焦，保证空间相机在轨成像质量，设计了焦面调焦机构。首先，针对尺寸超长焦面，采用增设调焦内框来增加焦面基板刚度，通过蜗轮蜗杆传动驱动丝杠运动实现机构自锁。其次，利用有限元分析软件patran/nastran建立了调焦机构的有限元模型，用mpc模拟导轨连接，对调焦机构进行模态分析。最后，对调焦机构进行了力学试验验证和精度测试。试验及测试结果表明：设计的调焦机构动态刚度高，一阶计算模态为228.7 Hz，而试验得到一阶模态为223.9 Hz，两者相差2%；调焦灵敏度达0.25μm，调焦精度达到6.3μm，焦面基板两端同步误差达到±4μm，满足航天相机对调焦机构高分辨率、高精度、高可靠性的要求。