拼接镜面望远镜用全柔性子镜支撑系统的研究

柔性机构是一种通过构件的弹性变形(柔性)输出全部或部分运动或力的机构，与传统的运动副截然不同，具有无摩擦、无间隙、免装配、免维护等显著的优点，对于拼接镜面望远镜的子镜支撑系统所需的高精度、微位移和微转角的特性来说，柔性机构是理想的选择，对于下一代甚大望远镜数以千计的子镜，柔性机构还有重量轻，造价低和加工安装方便的特性。国内外自90年代已开始柔性机构相关理论和应用的研究，但由于应用场合的不同，基本都没有完备的理论和成熟的元件，而在望远镜等天文仪器上的应用则更少。针对拼接镜面望远镜的子镜支撑系统的特点，通过理论分析和实验检测相结合，合理选择材料和加工工艺，分析不同柔性构件的运动特性和刚度矩阵，最终组合为一个全柔性的子镜支撑系统，使得其同时具备高精度的面形支撑与高灵敏的运动传递特性。这项研究如能成功，有望用于下一代30-100米级大型拼接镜面望远镜或南极望远镜等项目。