1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北华大学 机械工程学院, 吉林 长春 132021
提出了利用一种可实现一个移动和两个转动的小型3自由度(3-DOF)并联机构来支撑并控制次镜, 以达到激光精确聚焦目的的方案。通过对小型3-PRS机构的运动模式分析, 采用欧拉角描述动平台的运动方式, 对其运动学特性做了简要分析。引入该机构连接杆的质量分布因子, 利用虚功原理建立了逆动力学模型。基于建立的动力学模型, 提出了两种控制策略方案。利用ADAMS/Control模块和MATLAB/Simulink模块联合仿真了该机构的控制精度。最后将该机构应用于实际光路系统中, 测量了两种控制方案下该机构控制的调焦次镜对聚焦光斑性能的影响。仿真结果充分证明了该机构完全满足支撑激光聚焦次镜结构的设计要求。
激光聚焦 支撑结构 小型三自由度机构 逆动力学 控制策略 laser beam focusing support structure mini 3-DOF robots inverse dynamics control scheme 红外与激光工程
2016, 45(9): 0918003
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 北华大学机械工程学院，吉林 长春 132021
提出了利用一种可实现一个移动和两个转动的小型3自由度(3-DOF)并联机构来控制支撑激光聚焦次镜的方案。采用传统的欧拉角描述动平台运动方式，建立了小型3-PRS机构的运动学模型，分析了机构的正、逆运动学性能，进行了包括约束雅克比矩阵的建立和伴生运动的求解。基于运动学分析，定性分析了机构的奇异位形。联合ADAMS与MATLAB，计算了机构的可达工作空间，动平台绕x轴最大运动角度为±15.167 1°；绕y轴最大运动角度为±13.319 4°；沿z轴方向的移动大约为9.954 1 mm，分析证明该小型3-PRS机构完全满足支撑激光聚焦次镜结构的设计要求。
激光聚焦 次镜支撑 小型 三自由度并联机构 运动学 laser beam focusing brace the secondary mirror mini 3-DOF parallel manipulator kinematics 红外与激光工程
2015, 44(12): 3627
提出了快速傅里叶变换(FFT)计算短波长激光通过短焦距聚焦系统的传输特性的方法。快速傅里叶变换方法计算聚焦光束光场分布时，如果遇到短波长激光通过短焦距聚焦系统，会出现相位随机跃变、波函数失真和采样率不够的问题。采用坐标扩展变换，突破了快速傅里叶变换计算过程中输入屏和衍射屏空间尺度必须相同、抽样格点必须等间隔的限制，使上述问题得到解决，可以得到更加详细的聚焦光束光场分布。同时，采用分两步计算的思想，避免了计算焦平面附近光场时，坐标空间的几何扩展与光束衍射极限的矛盾。
激光光学 快速傅里叶变换 激光束聚焦 聚焦光束光场分布 坐标变换
