Para atender às necessidades de observação multiespectral de telescópios grandes de foco principal, foi realizada uma comparação das formas estruturais do mecanismo de troca de filtros. Considerando as desvantagens do mecanismo tradicional de roda de filtros, foi projetado um novo mecanismo de roda de filtros distribuído uniformemente ao longo do eixo óptico, para inserir e retirar sequencialmente filtros que transmitem diferentes bandas espectrais no caminho óptico. O mecanismo de roda de filtros é composto por um conjunto de acionamento e um conjunto de filtros. Em comparação com a forma tradicional, não é necessário deslocamento do eixo óptico durante a instalação, aproveitando plenamente o espaço ao redor do eixo óptico e podendo reduzir a obstrução do espelho principal. Primeiramente, foram apresentados a composição e o princípio de funcionamento do mecanismo, e realizados cálculos de seleção dos componentes principais. Em seguida, foi realizada uma análise modal, com frequência natural fundamental de 108 Hz. Por fim, foram feitas medições de precisão de troca, inspeção da precisão da forma da lente do filtro e testes de temperatura alta e baixa. Os resultados mostraram que o erro máximo de excentricidade após a inserção do filtro foi de 0,1 mm, o valor RMS da precisão da forma da lente do filtro foi melhor que λ/30, e a troca ocorreu suavemente sem travamentos na faixa de temperatura operacional do sistema. Esse mecanismo de roda de filtros pode atender às necessidades de observação multiespectral de telescópios grandes de foco principal, oferecendo uma nova ideia para o design de rodas de filtros.

Mecanismo de roda de filtros; foco principal; distribuição circular uniforme; filtro; teste de alta e baixa temperatura