星载高精度太阳辐照光谱仪是研究太阳辐射的重要设备之一,其波长扫描机构的设计很大程度上决定了光谱测量结果的准确性。本论文作为国家自然科学基金重大科研仪器设备研制专项的组成部分,对星载高精度太阳辐照光谱仪波长扫描机构展开研究,主要完成了以下研究工作:1.调研了国内外星载太阳辐照光谱仪的研究与应用情况,针对客户对于波长扫描精度和重复性提出的新要求,决定采用丝杠摆杆波长扫描机构代替原有的凸轮摆杆波长扫描机构。2.完成了丝杠摆杆波长扫描机构的设计以及步进电机、轴承等外购零件的选取。对步进电机进行了裕度分析,对轴承进行了寿命分析,验证了外购零件选型的合理性。3.为减小凹面光栅工作过程中的变形与振动,对光栅转轴展开了力学性能分析与多目标优化。改进了传统的优化方案,将UG中的参数化建模与ANSYS Workbench中的目标驱动优化模块相结合,同时实现了光栅转轴的质心位置调整和高刚度、轻量化、抗共振设计。4.改进了传统的误差分析方法,首先结合凹面光栅色散原理和正弦机构的几何关系,推算出波长计算公式。然后直接从该公式入手,分析每项光学或机械参数对最终波长测量结果的影响,再依据误差叠加原理计算出波长扫描机构光机系统的综合精度。5.在试验样机上进行波长定标,以验证波长扫描机构光机系统综合精度的计算方法。创新地提出采用测量波长定标直线度的方式来估计装配过程中引入的丝杠零位误差,并据此提出了一种装配微调的新方案。6.总结已完成的工作,并对日后的研究与应用进行展望。