本文關(guān)鍵詞：空間一體化對接接口設計與分析

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【摘要】：隨著人類對太空探索的腳步一步步深入,對于太陽系甚至于太陽系之外的深空探測有了更多的需求,目前的航天器只能局限于近地軌道繞地球飛行,并且這些航天器多數(shù)是一次性的,不能進行升級和提供能源,使用壽命有限。隨著人類科技的迅速發(fā)展,新型材料的研制以及高性能CPU等電子元器件功能的提升,使得幾年前發(fā)射的航天器可能會滿足不了當前的需求。為了使已經(jīng)發(fā)射升空并在軌的航天器延長使用壽命或者進行軟件升級和供能等目的,提出了小型航天器在軌對接的任務,通過地面發(fā)射的小型供能衛(wèi)星對在軌衛(wèi)星進行升級和維護,一般對接時供能衛(wèi)星先接近在軌衛(wèi)星,在軌衛(wèi)星使用捕獲機械臂對供能衛(wèi)星進行捕獲,捕獲成功后將其放置到預定的位置上,接著連接二者的機械、電氣、液體等接口,對在軌衛(wèi)星進行維護等任務。本課題是在供能衛(wèi)星第一次被捕獲后,被送到在軌衛(wèi)星的預定位置,由對接接口上的捕獲機械手爪在其包絡空間內(nèi)對供能衛(wèi)星進行二次捕獲,捕獲后二者對接,同時電氣接口和氣/液接口連接,對在軌衛(wèi)星進行維護升級。本課題設計了一種全新的集成了機械接口、流體接口、電氣接口的空間一體化對接機構(gòu),使用三維設計軟件對整個接口的模型進行了構(gòu)建,之后通過有限元分析軟件進行了分析,將結(jié)果進行了對比,最后加工了樣機,并對樣機進行了相關(guān)實驗,對設計的結(jié)果進行了反向驗證,保證了設計的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：接口 對接 機械手爪 設計 分析
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V52
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題研究的目的和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 國內(nèi)外文獻綜述的簡析14
• 1.4 主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 空間一體化接口方案設計16-39
• 2.1 研究的目標16-17
• 2.2 空間一體化接口指標要求17-18
• 2.3 空間一體化接口功能研究18-19
• 2.4 空間一體化接口的總體設計方案19-22
• 2.4.1 空間一體化接口的總體結(jié)構(gòu)19-20
• 2.4.2 空間一體化接口的總體設計方案20-22
• 2.5 空間一體化接口關(guān)鍵零部件設計研究22-29
• 2.5.1 空間一體化對接接口機械手爪運行原理22-24
• 2.5.2 電機的選擇24-26
• 2.5.3 氣體、液體接口的防自鎖要求26-27
• 2.5.4 系統(tǒng)設計的整合27-29
• 2.6 空間一體化接口模型建立的總體規(guī)劃29-30
• 2.6.1 基本步驟30
• 2.6.2 影響結(jié)構(gòu)設計的主要因素30
• 2.7 關(guān)鍵部件的模型構(gòu)建30-36
• 2.7.1 絲杠螺母結(jié)構(gòu)設計30-32
• 2.7.2 機械手爪的模型32-34
• 2.7.3 蓋板模型的建立34-36
• 2.7.4 其它模型建立36
• 2.8 裝配體的配合36-38
• 2.9 本章小結(jié)38-39
• 第3章 空間一體化對接接口的結(jié)構(gòu)分析39-53
• 3.1 捕獲誤差分析39-40
• 3.2 運動學仿真40-43
• 3.3 有限元法求解問題的基本步驟43
• 3.4 空間一體化接口關(guān)鍵零部件有限元計算43-47
• 3.5 承力結(jié)構(gòu)的應力應變47-52
• 3.5.1 機械手爪有限元分析48-49
• 3.5.2 蓋板有限元分析49-50
• 3.5.3 被捕獲目標有限元分析50-51
• 3.5.4 絲杠螺母有限元分析51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-53
• 第4章 空間一體化對接接口實驗53-59
• 4.1 微重力環(huán)境下的捕獲-分離實驗53-54
• 4.2 電氣接口通電實驗54-55
• 4.3 流體接口實驗55
• 4.4 連接剛度實驗55-56
• 4.5 壓緊振動實驗56-58
• 4.5.1 特征掃頻實驗57
• 4.5.2 正弦振動實驗57-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻61-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文64-66
• 致謝66

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本文編號：1101707