杨雪，何煦，张晓辉，李成浩

（中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

天文望远镜是对宇宙中各类天文现象进行成像和测量的重要工具，例如哈勃望远镜、开普勒望远镜等［1］。成像质量决定了探测任务的完成效率，而大口径空间天文望远镜成像质量一方面受静态像质影响，更重要的是取决于望远镜的稳像控制精度［2］。受空间光学载荷工作环境特殊性和难以维修性所限，需要对空间天文望远镜的稳像精度进行地面试验。

若要在地面实现像旋补偿精度检测，就需要为布置于视场边缘的稳像测量传感器模拟远场、旋转运动目标。像旋补偿的精度达到0.5″量级和几十赫兹的运动频率。常规的伺服电机或力矩电机的响应速度均无法满足需求，柔性铰链配合压电陶瓷方案是实现微量进给和高分辨率驱动的常规技术路线［3］。由于空间天文望远镜的像旋抑制精度达到了亚角秒量级，上述常规技术路线下由于铰链制造误差、材料均匀性误差、铰链装配对称性误差、陶瓷运动非线性等因素导致的回转轴晃动误差远大于角秒量级，难以满足像旋检测精度的需求［4-5］。不易兼顾回转精度与往复频率是目前设备中难以实现的共性问题。

提出使用压电陶瓷与定心密珠回转轴系结合同时配合对称布置柔性铰链的方式确保高回转精度和响应特性，利用密珠轴系优良的定心精度和端面止跳功能可获得极高的晃动精度。但这种设计方案引入过盈量与轴系精度及响应频率之间的矛盾：若过盈量较大，摩擦力矩增大，会降低轴系的响应频率和动态刚度，并且导致运动过程中的非线性误差，出现运动迟滞等现象，甚至出现卡死现象；……