机械工程学报

作者：王凯, 徐明林, 解鹏, 徐振, 陶淑苹

单位：1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 长春 130033;；2. 中国科学院大学 北京 100049

关键词：高光谱相机,调焦机构,精度分析,CMOS靶面,动力学；

基金：吉林省自然科学基金（20170101164JC）和吉林省优秀青年人才基金（20180520193JH）资助项目

针对空间高光谱相机的使用特性及要求，设计一套调焦范围±3 mm的像面移动式调焦机构，对偏离的焦面进行校正，以满足高光谱相机成像质量要求。介绍调焦机构的工作原理，对调焦机构的传动关系、定位精度进行理论分析；建立调焦机构的动力学模型，进行有限元分析；详细论述编码器码值与CMOS靶面位移关系测试方法，得到真实可靠的调焦公式；动力学试验表明，调焦机构一阶自然频率为182.7 Hz，可以有效地避免共振现象，加速度响应合理，具有较好的强度、刚度；同时在动力学试验前后，对调焦机构分别进行闭环精度测试，定位精度均优于±6 μm，试验结果表明调焦机构具有较好的稳定性，满足±10 μm的设计指标要求，验证调焦公式以及闭环控制程序设计的有效性。目前，此套调焦机构已经成功在轨运行，各项指标状态良好，满足高光谱相机的成像质量要求。

来源：2019年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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