空间光学相机是获取遥感图像的重要工具之一,被广泛应用于天文观测、军事侦察、环境监测等领域,具有极高的经济与军事效益。随着应用的不断发展,对空间光学相机的空间分辨率、时间分辨率、质量、可靠性等提出了更高的要求。空间相机在进入轨道工作前,需要经历地面装配、运输及发射的过程,相机所处的环境发生变化,如温度、压力等的改变以及碳纤维吸湿膨胀、冲击振动等因素,均会对空间相机内部光学系统带来影响,使光学系统内部各光学元件的相对位置发生改变,引起光学系统的改变,相机成像性能下降。因此,需要设计一种高精度的调焦机构来补偿由于各种因素引起的相机离焦,使空间相机在轨工作时能获得清晰的图像。本学位论文研究来源于某高分辨率多谱段空间相机课题。本学位论文研究的次镜调焦机构是该项目的重要核心元件之一,本文主要针对次镜调焦机构展开研究工作,完成了调焦机构的设计、精度分析、力学仿真、样机制作及测试。论文的主要内容包括:(1)阐述了造成空间光学相机离焦的主要因素,论述了空间相机常用调焦方式,介绍了调焦机构的国内外研究现状。(2)针对某高分辨率多谱段空间相机对次镜调焦机构的指标要求,提出了一种基于并联杠杆缩小结构和柔性铰链的高精度次镜调焦机构,完成了调焦方案的设计、结构材料的选择、柔性结构的设计、驱动电机和传感器的选型及润滑方式的选用,并对次镜调焦机构的精度进行了分析,结果表明,所设计的次镜调焦机构调焦精度优于1μm的指标要求。(3)运用有限元软件完成了所设计调焦机构的模态、正弦、随机振动和屈曲效应仿真。调焦机构基频为245Hz,具有较好的刚度。外加正弦载荷激励下,最大等效应力为19.17MPa,小于材料屈服强度,机构不会发生塑性变形。外加随机载荷激励下,各方向加速度相对放大率均小于4,具有良好的动态刚度。静力分析中一阶屈曲载荷因子为94.419,不易发生结构失稳。(4)制作了调焦机构的样机模型并完成了调焦机构的精度测试。结果表明,该调焦机构调焦精度为0.9μm,调焦范围为88μm,满足指标要求。