本文關(guān)鍵詞：基于外驅(qū)動內(nèi)置臂的航天服上肢壽命試驗系統(tǒng)　出處：《北京交通大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：艙外航天服肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)是由多層織物構(gòu)成的疊褶或平褶波紋結(jié)構(gòu),在肘關(guān)節(jié)附近設置了軸承提供一定角度旋轉(zhuǎn)的自由度,通過織物密封保證充氣壓力。在可靠性與活動能力之間的折衷是航天服設計的關(guān)鍵。在艙外航天服的使用中,手臂的活動使上肢多次彎曲致使材料疲勞,最終造成漏氣而失效是必然的。因此在艙外航天服研制和使用中預先知道艙外航天服重要部件的壽命是非常重要的。采用人工方法對艙外航天服上肢進行壽命試驗效率低,且試驗數(shù)據(jù)不易獲得。研制基于外驅(qū)動機械臂的艙外航天服上肢壽命試驗系統(tǒng)代替人手臂對艙外航天服上肢進行壽命試驗,可以快速準確的進行艙外航天服上肢壽命試驗。由于艙外航天服上肢內(nèi)部空間狹小,且內(nèi)部織物易受損傷,仿人機械臂能否模仿人手臂帶動艙外航天服上肢實現(xiàn)數(shù)萬次彎曲、伸展運動,是實現(xiàn)艙外航天服上肢壽命試驗的關(guān)鍵。論文針對艙外航天服上肢的使用特點,運用D-H方法建立艙外航天服上肢數(shù)學模型并進行了運動學分析,應用Matlab完成了艙外航天服上肢運動軌跡仿真。在此基礎上,研究并討論了多種方式的仿人手臂驅(qū)動裝置,最終設計了雙擺動氣缸分別驅(qū)動艙外航天服上肢的肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié),實現(xiàn)上肢肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的彎曲、伸展運動；研制了被動式內(nèi)置可伸縮機械臂改進了艙外航天服上肢的運動質(zhì)量,并且可以適應不同尺寸的航天服。用壓力傳感器、氣動控制閥以及NI板卡構(gòu)建了艙外航天服上肢壽命試驗氣路系統(tǒng)以及測控系,采用Labview軟件編寫了系統(tǒng)的測控程序。經(jīng)過實際使用,證明艙外航天服上肢壽命試驗系統(tǒng)可以完成預期目標,驗證了以被動內(nèi)置機械臂結(jié)合外部驅(qū)動的試驗系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)艙外航天服上肢的壽命試驗。論文的研究結(jié)果對于艙外航天服材料耐用性以及艙外航天服可靠性研究具有重要的應用價值。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V416.8;V445.3

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