Journal of Applied Optics, Volume. 46, Issue 1, 41(2025)
Design and experimental study of filter wheel mechanism of space coronagraph
Figures & Tables(16)
Fig. 3. Structure design optimization iterative process of filter wheel
Fig. 7. Schematic diagram of optical system for accuracy test of near infrared filter runner
Table 1. Design variables and optimization results
View tableView in ArticleTable 1. Design variables and optimization results
参数 设计范围/mm 优化结果/mm 优化后固有频率/Hz p1 0≤p1≤13.4 10.613 540.67
Table 2. The first 4-order modal analysis results of filter wheel mechanism
View tableView in ArticleTable 2. The first 4-order modal analysis results of filter wheel mechanism
阶次 频率/Hz 振型方向 1 540 X方向 2 625 Y方向 3 628 Y方向 4 822 Z方向
Table 3. Sinusoidal vibration conditions of filter wheel
View tableView in ArticleTable 3. Sinusoidal vibration conditions of filter wheel
X向 Y向 Z向 频率/Hz 试验条件 频率/Hz 试验条件 频率/Hz 试验条件 注： 表2 中试验条件mm为幅值；g为重力加速度。5～10 8.3 mm 5～10 10 mm 5～10 10.8 mm 10～25 3.3 g 10～14 4 g 10～14 4.3 g 25～85 4.8 g 14～65 6 g 14～60 6.7 g 85～100 3.7 g 65～72 8 g 60～72 7 g 72～100 5.3 g 72～100 5.7 g
Table 4. Random vibration conditions of filter wheel
View tableView in ArticleTable 4. Random vibration conditions of filter wheel
方向 频率范围/Hz 验收级（功率谱密度） 均方根加速度 X 20～100 6 dB/Oct 7.98 grms 100～800 0.0595 g2/Hz800～2000 −9 dB/Oct Y 20～100 6 dB/Oct 4.74 grms 100～800 0.021 g2/Hz 800～2000 −9 dB/Oct Z 20～100 6 dB/Oct 6.03 grms 100～800 0.034 g2/Hz 800～2000 −9 dB/Oct
Table 5. Results of the first-order frequency test of characteristic sweep frequency by filter wheel mechanism
View tableView in ArticleTable 5. Results of the first-order frequency test of characteristic sweep frequency by filter wheel mechanism
试验内容 试验方向 X Y Z 振动试验前扫频试验频率/Hz 665 718.8 742.8 振动试验后扫频试验频率/Hz 665.6 711.3 714.9 频率漂移率/% 0.09 1 3.8 仿真结果/Hz 540 625 822 试验和仿真结果误差率/% 18.8 13 10.7
Table 6. Random vibration test data
View tableView in ArticleTable 6. Random vibration test data
X方向随机振动（con:7.98 grms） Y方向随机振动（con:4.74 grms） Z方向随机振动（con:6.03 grms） 测点位置 试验方向 测点响应/ grms 放大 系数 测点位置 试验方向 测点响应/ grms 放大系数 测点位置 试验方向 测点响应/ grms 放大系数 1#电机 安装接口 X 8.57 1.07 1#电机 安装接口 X 1.17 0.25 1#电机 安装接口 X 2.33 0.39 Y 4.31 0.54 Y 5.94 1.25 Y 2.21 0.37 Z 34 4.26 Z 8.29 1.75 Z 34.97 5.8 2#减速箱 上端 X 9.04 1.13 2#减速箱 上端 X 1.93 0.41 2#减速箱 上端 X 0.64 0.11 Y 17.3 2.17 Y 27.2 5.74 Y 2.78 0.46 Z 6.54 0.82 Z 6.49 1.16 Z 17.39 2.88 3#滤光片 转盘盲孔处 X 47.2 5.91 3#滤光片 转盘盲孔处 X 22.28 4.7 3#滤光片 转盘盲孔处 X 4.61 0.76 Y 39 4.89 Y 24.57 5.18 Y 25.29 4.19 Z 5.57 0.7 Z 5.95 1.26 Z 41.64 6.9
Table 7. Eccentricity error test results of near-infrared filter runner
View tableView in ArticleTable 7. Eccentricity error test results of near-infrared filter runner
滤光片孔位 技术指标/mm 试验前精度/mm 试验后精度/mm 孔位2相对孔位1 ≯±0.5 0.096 8 0.0968 孔位3相对孔位1 ≯±0.5 0.116 0.135 孔位4相对孔位1 ≯±0.5 0.135 0.155 孔位5相对孔位1 ≯±0.5 0.116 0.174 孔位6相对孔位1 ≯±0.5 0.116 0.116 孔位7相对孔位1 ≯±0.5 0.096 8 0.135
Table 8. Test results of repeated positioning accuracy error of near-infrared filter runner
View tableView in ArticleTable 8. Test results of repeated positioning accuracy error of near-infrared filter runner
滤光片孔位 试验前精度/mm 试验后精度/mm 孔位1相对孔位1 0.019 0.019 孔位2相对孔位2 0.038 0.038 孔位3相对孔位3 0.058 0.058 孔位4相对孔位4 0.019 0.019 孔位5相对孔位5 0.058 0.039 孔位6相对孔位6 0.077 0.039 孔位7相对孔位7 0.019 0.019
Tools
Get Citation
Copy Citation Text
Wei GUO, Mingming XU, Jiangpei DOU, Jinning HE, Zihao ZHANG, Lingyi KONG. Design and experimental study of filter wheel mechanism of space coronagraph[J]. Journal of Applied Optics, 2025, 46(1): 41
Paper Information
Category:
Received: Mar. 4, 2024
Accepted: Dec. 19, 2024
Published Online: Apr. 1, 2025
The Author Email: Mingming XU (许明明)
© Copyright 2018-2021 | Chinese Laser Press.
All Rights Reserved 沪ICP备15018463号-20