传统机型的电动舵机传动装置采用圆柱齿轮传动,存在质量大、空间结构复杂及传动级数较多等诸多问题,因此,传动效率较低。针对上述问题,运用谐波齿轮传动代替圆柱齿轮传动,确定装置的总体方案、零部件结构。利用Creo软件建立传动装置三维实体模型,并经加工制造、安装、试运转,完成原理样机的试制工作。研究结果表明,将谐波齿轮传动应用到电动舵机传动装置的方案可行,为优化电动舵机传动装置的理论研究和实验研究奠定了基础。

基于被动行走原理,建立了被动两杆行走模型,推导了系统动力学方程并进行了数值求解。在此基础上,设计了4种能量转化模块及被动助力关节。结合人体工程学,设计了无动力外骨骼结构并进行了运动学仿真。利用理论研究成果,加工了原理样机,进行了相关测试及实验。

分析了大气临边成像光谱探测的原理,依据应用要求设计研制了光栅色散型紫外/可见临边成像光谱仪原理样机。该样机采用宽波段折射式消色差前置望远光学系统与改进的Czerny-Turner光谱成像系统匹配的结构形式,工作波段为540～800nm（一级光谱）和270～400nm（二级光谱）,通过切换紫外、可见带通滤光片来实现两个波段分别探测,质量为8kg,体积为450mm×250mm×200mm。用该样机进行了实验室光谱实验,并对光谱分辨率进行了分析,测量了该样机的实际光谱分辨率。测量结果表明,该样机的实际光谱分辨率为1.3nm,接近其理论光谱分辨率1.12nm,满足设计指标1.4nm的要求,并具有体积小、质量轻等特点,适合空间遥感应用。

用于大气临边探测的高光谱成像仪是一种探测大气痕量气体的新型空间光学遥感仪器。分析了利用高光谱成像仪进行大气临边探测的原理,设计并研制了一台紫外/可见高光谱成像仪原理样机,该样机光学系统由前置望远系统和改进的Czerny-Turner光谱成像系统组成,工作谱段为280～390 nm和560～780 nm,通过转轮切换紫外、可见滤光片分别探测这2个波段。高光谱成像仪原理样机质量为15 kg,体积500 mm×350 mm×200 mm。对该样机的性能进行了检测并测量了低压汞灯的光谱。性能检测结果表明,空间分辨力为0.44 mrad,光谱分辨力为1.3 nm,均满足设计指标要求。该样机结构紧凑、质量小,在空间大气痕量气体探测领域有广泛的应用前景。

太阳导行镜(SGT)是空间太阳望远镜(SST)姿态控制的关键技术之一.针对SST姿态控制系统高速高精度的导行要求成功研制了太阳导行镜样机,该样机采用折射望远镜成像,光学口径60mm,焦距810mm,视场1°×1°.SGT样机首次将APS器件应用于空间太阳导行,利用有源像素传感器(APS)行像素可提取的特性,以DSP作为数据处理器,快速提取日像边缘并完成日心坐标计算.利用SGT样机对太阳的周日运动进行了观测,数据分析表明,SGT样机测量精度达到了1.5″(3σ),数据更新率优于30Hz,满足SST姿控系统的要求.