發(fā)布時間：2020-04-07 06:34

【摘要】：空間指向機構是指在空間環(huán)境下帶動有效負載實現(xiàn)轉動運動與定位的專用空間機構,可以實現(xiàn)對目標的搜索、跟蹤、定位等功能,其主要應用于衛(wèi)星通訊、空間雷達和空間觀測等裝備中。近年來隨著空間有效負載功能的不斷增加,指向機構的運動日趨復雜,對指向機構的性能要求也越來越嚴格。傳統(tǒng)的空間指向機構為串聯(lián)形式的,如X-Y軸型、方位俯仰型,相對于串聯(lián)形式,并聯(lián)指向機構具有高剛度、高精度、高承載能力、快響應速度等一系列優(yōu)點,具有很高的研究價值。鑒于并聯(lián)機構的一系列優(yōu)點和指向機構的要求,本文基于球面5R機構,提出了一種新型非對稱冗余驅動并聯(lián)二維指向機構。首先,以消除機構的內部奇異為目標,對球面5R機構的冗余驅動支鏈進行綜合,得到了多種具有特定驅動螺旋的冗余驅動支鏈,并從中篩選出了一種結構簡單、工作范圍大的分支,與5R機構組合成了新型冗余驅動并聯(lián)二維指向機構。其次,對該機構的伴隨運動、位置反解、雅可比矩陣和奇異性進行了分析,并通過軟件仿真,繪制了機構的奇異軌跡。然后,針對機構工作空間、靈巧性和承載力等性能,繪制了機構的性能圖譜,并基于機構性能的均值指標和方差指標對機構進行了尺寸參數(shù)的優(yōu)化設計,得到了一種性能優(yōu)異的并聯(lián)二維指向機構。最后,針對空間天線指向機構的設計要求,設計了一臺冗余驅動并聯(lián)二維空間指向機構,包括機構的方案設計、關鍵部件的選型、主要結構的設計和機構有限元分析等。本文設計了一種新型非對稱冗余驅動并聯(lián)二維指向機構,其具有高精度、高承載、大工作空間、無內部奇異等優(yōu)點,為空間跟蹤指向領域提供了一種高品質的機構。
【圖文】：

第 1 章包括所有電子、無線電設備和天線的一套公司為一種全球成像儀(GLI)開發(fā)了一種方所示，該機構的方位軸采用步進電機作為裝置，而俯仰軸采用的是無刷直流電機和增方位軸的轉動范圍為±20°，精度為±0.08°。向裝置(LUCE)[13]，如圖 1-5 所示，該機構開展與歐洲航天局的星際光通訊實驗,其方為 0°~120°，且兩軸均采用光電編碼器作為為 3°/s，跟蹤模式下的最大轉速為 0.6°/s。

燕山大學工學碩士學位論文級、高數(shù)據(jù)傳輸速率衛(wèi)星天線指向機構，如圖 1-7 所示；Hyun-Ung Oh 等[16]針位俯仰型天線指向機構由諧波齒輪的不完美嚙合而產(chǎn)生微小振動進而影響高分相機成像質量問題，提出了一種采用形狀記憶合金壓縮成的新型隔振器，并驗其能夠有效提高各軸的隔振性。E. G. Merriam1, J. E. Jones2 等[17]提出了一種全柔自由度指向機構，如圖 1-8 所示，其運動是通過柔性體的變形實現(xiàn)的，避免了間的接觸、碰撞、摩擦、磨損及潤滑的問題，能有效提高機構的指向精度，而機構采用整體結構設計，其所有結構具有相同的熱膨脹系數(shù)，避免了因溫度的變化而導致機構的卡死等問題，其轉動范圍為±15°，重復定位精度為 0.75%，質 93.2g，可應用于飛船推進器、星載天線、太陽能電池板跟蹤系統(tǒng)等中。Marco Pe[18]提出了一種新型開鏈式指向機構，如圖 1-9 所示，該機構是由三個轉動關節(jié)而形成的一個三自由度機構，其特點是第二個關節(jié)的軸線與另外兩個軸線相互，，這種結構具有較高的剛度、抗彎強度和較強的抗干擾能力，但這種機構的轉動是耦合的，即末端執(zhí)行器的一個簡單的轉動需要多個關節(jié)聯(lián)合驅動。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TH112

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3 羅s楃

本文編號：2617570