微小卫星激光通信粗跟机构设计与分析

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Ｖｏ１．４０Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２Ｏ１７
微小卫星激光通信粗跟机构设计与分析
吕佳飞，张立中，张家齐。
（１．长春理工大学２．长春理工大学
摘
机电工程学院，长春
１３００２２；１Fra Baidu bibliotek３００２２）
ｆｏｒＭｉｃｒｏ－ｓａｔｅｌｌｉｔｅＬａｓｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｊｅｃｔ
ＬＶＪｉａｆｅｉ，ＺＨＡＮＧＬｉｚｈｏｎｇ一，ＺＨＡＮＧＪｉａｑｉ・
ｓｈａｔｆｓｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄｄｅｓｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈｎｉａｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｓｔｉｆｆｎｅｓｓｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｓｕｒｐｌｕｓａｎｄｐｒｅｌｏａｄｈａｄｂｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙＨｅｒｔｚｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｏｙ．ｆｒｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｔｉｒｅｓｏｆｔｗｏ —ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｕｎｔｒａｂｌｅｉｓａｎａ～
原则，完成了结构设计，然后通过赫兹接触理论计算出过盈配合和预载荷作用下的轴承刚度，最后利用有限元分析方法分析了粗跟机构的力学特性。分析结果表明粗跟机构谐振频率满足卫星发射要求。结构设计具有结构紧凑、质量轻的特点，
满足外包络尺寸、重量限制，轴系刚度设计合理。
关键词：激光通信；粗跟机构；透射式系统
中图分类号：
ＴＮ９２９．１３
文献标识码：Ａ
文章编号：ｌ６７２ —９８７Ｏ（２Ｏ１７）Ｏ１一ＯＯ９３ — ０５
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏａｒｓｅＴ
ＣｈｎｇａｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｎｏｈｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｓｍａｌｌｓａｔｅｌｌｉｔｅｌａｓｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆａｓｔ，ａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｓｔｅａｄｙｔｒａｃｋｉｎｇｃａｐｔｕｒｅ，ｔｈｅｈａｒｓｈｍｅｃｈａｎｉｃｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｌａｕｎｃｈｐｈａｓｅａｎｄｔｈｅｓｅｖｅｒｅｌｉｍｉｔｓｏｆｗｅｉｇｈｔａｎｄｓｉｚｅ，ｄｅｓｉｇｎａｔｗｏ —ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｒｓａｅｔｒａｃｋｉｎｇｔｕｍｔａｂｌｅｓｕｉｔｆｏｒｓｍａｌｌｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｗｈｉｃｈｔｒｎｓａｍｉｔｎｄａｒｅｃｅｉｖｅｌｉｇｈｔｓｉｎａｇｌｓ
空地激光通信国防重点学科实验室，长春
要：针对微小卫星星间激光通信任务中快速、精确、稳定地捕获跟踪要求、卫星发射阶段严酷的力学环境以及严苛的
重量尺寸限制，设计了一种适合微小卫星搭载的共口径收发二维粗跟机构。首先，由轴系支撑理论总结了精密轴系的设计
２．ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｏｎＳｐａｃｅ —ＧｒｏｕｎｄＬａｓｅｒＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ．
第４０卷第１期２０１７年２月
长春理工大学学报（自然科学版）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｎｇａｃｈｕｎ１３００２２；
ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓａｍｅｏｐｔｉｃａｌｐａｔｈ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｓｕｐｐｏｔｅｒｄｂｙｓｈａｈｓｙｓｔｅｍｔｈｅｏｒｙｗｅｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎ