發(fā)布時間：2021-07-22 21:57

　　航天事業(yè)的發(fā)展和深空探測任務(wù)復(fù)雜度的提高,對太空供能太陽翼系統(tǒng)的功能需求日益增多。太陽翼實現(xiàn)可重復(fù)展收功能,可有效減少衛(wèi)星太空惡劣物理環(huán)境下太陽翼的震顫,實現(xiàn)極端溫度條件下的自我保護,方便超大型太陽翼的在軌維修工作。太陽翼重復(fù)展收系統(tǒng)的研究包括聯(lián)動時序和展收機構(gòu)設(shè)計兩大部分,二者相輔相成才能實現(xiàn)可靠的重復(fù)展收功能。本文通過對太陽翼不能實現(xiàn)重復(fù)展收的原因進行分析,針對系統(tǒng)的指標(biāo)與約束條件,提出了一種新型太陽翼時序展收方案,針對不同的展收機構(gòu)篩選出最終的系統(tǒng)方案。完成展收機構(gòu)鉸鏈模型,包括換向扭簧,鎖緊槽和凸輪解鎖機構(gòu)設(shè)計。建立解鎖凸輪模型,以傳動效率和驅(qū)動力矩為主要約束條件和目標(biāo)函數(shù)完成尺度優(yōu)化,對鉸鏈入槽的容差性能進行設(shè)計與分析。對鉸鏈機構(gòu),傳動系統(tǒng),測量系統(tǒng)進行合理布局,得到系統(tǒng)的總裝方案�；谔栆硐到y(tǒng)方案設(shè)計,采用D-H方法對運動學(xué)建模分析,使用第二類Lagrange方法建立系統(tǒng)動力學(xué)方程,并將數(shù)值計算與Adams模型結(jié)果對比驗證,分析二者的誤差來源。分析系統(tǒng)在展收過程中沖擊震蕩的來源,并以動力學(xué)方程為基礎(chǔ),采用分段樣條曲線建立能量與時間為目標(biāo)函數(shù)的關(guān)節(jié)優(yōu)化軌跡。建立系統(tǒng)零部件的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

玉兔號軟著路[

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-實現(xiàn)重復(fù)展收功能相對容易。在衛(wèi)星對接過程[4]中，如圖1-2所示，載人飛船變軌后與衛(wèi)星對接接觸時，衛(wèi)星存在大幅度的調(diào)姿，接觸碰撞都會導(dǎo)致展開狀態(tài)的太陽翼產(chǎn)生顫抖，會對太陽翼根部的SADA產(chǎn)生較大的沖擊甚至太陽翼的失效。未來空間站面臨著超大型太陽翼的在軌組裝與維護，如圖1-3所示，機械臂的工作空間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工太陽翼的動作范圍要求，如果能夠?qū)崿F(xiàn)太陽翼的收攏，將會使組裝與維修工作更為方便。圖1-1玉兔號軟著路[4]圖1-2衛(wèi)星與飛船對接[5]圖1-3太陽翼在軌維修[6]綜上所述，可重復(fù)折展折疊太陽翼對確保衛(wèi)星的可靠性，姿態(tài)穩(wěn)定性，長壽命與維修方便具有深遠(yuǎn)的意義。面對可重復(fù)展收太陽翼的巨大優(yōu)勢，國內(nèi)外也在不斷地研發(fā)針對具有可以實現(xiàn)此功能的結(jié)構(gòu)方案。目前為數(shù)不多的可重復(fù)復(fù)展收太陽翼方案雖然能夠基本實現(xiàn)功能，但是確存在著一些的弊端：（1）只能實現(xiàn)單塊板的可重復(fù)展收，理論上容易實現(xiàn)，但不能夠解決多塊板子的重復(fù)展收；（2）驅(qū)動源數(shù)目多，關(guān)節(jié)鉸鏈的傳動方案復(fù)雜，導(dǎo)致太陽翼整體質(zhì)量與慣量大，結(jié)構(gòu)笨重；（3）太陽翼展開與收攏狀態(tài)的鎖緊方式不可靠，并非真正意義上的鎖緊，因此目前成熟的可重復(fù)展收太陽翼方案尚無應(yīng)用。綜上所述研究背景與需求，本課題以太陽翼可重復(fù)展收機構(gòu)為研究對象，圍繞構(gòu)型簡單，鎖緊可靠為設(shè)計目標(biāo)的太陽翼展收機構(gòu)開展研究。首先進行太陽翼展收方案的總體設(shè)計與驗證，接著進行太陽翼板間傳動系統(tǒng)與重復(fù)展收機構(gòu)方案的設(shè)計，要求在單個驅(qū)動下通過正反行程實現(xiàn)太陽翼展收過程，并在收攏與展開兩個狀態(tài)下實現(xiàn)真正的鎖緊。結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化與仿真同步進行，不斷迭代，最終得到滿足要求的可重復(fù)展收太陽翼方案與結(jié)構(gòu)。最后，開展樣機的研制與裝?

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-2-實現(xiàn)重復(fù)展收功能相對容易。在衛(wèi)星對接過程[4]中，如圖1-2所示，載人飛船變軌后與衛(wèi)星對接接觸時，衛(wèi)星存在大幅度的調(diào)姿，接觸碰撞都會導(dǎo)致展開狀態(tài)的太陽翼產(chǎn)生顫抖，會對太陽翼根部的SADA產(chǎn)生較大的沖擊甚至太陽翼的失效。未來空間站面臨著超大型太陽翼的在軌組裝與維護，如圖1-3所示，機械臂的工作空間已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工太陽翼的動作范圍要求，如果能夠?qū)崿F(xiàn)太陽翼的收攏，將會使組裝與維修工作更為方便。圖1-1玉兔號軟著路[4]圖1-2衛(wèi)星與飛船對接[5]圖1-3太陽翼在軌維修[6]綜上所述，可重復(fù)折展折疊太陽翼對確保衛(wèi)星的可靠性，姿態(tài)穩(wěn)定性，長壽命與維修方便具有深遠(yuǎn)的意義。面對可重復(fù)展收太陽翼的巨大優(yōu)勢，國內(nèi)外也在不斷地研發(fā)針對具有可以實現(xiàn)此功能的結(jié)構(gòu)方案。目前為數(shù)不多的可重復(fù)復(fù)展收太陽翼方案雖然能夠基本實現(xiàn)功能，但是確存在著一些的弊端：（1）只能實現(xiàn)單塊板的可重復(fù)展收，理論上容易實現(xiàn)，但不能夠解決多塊板子的重復(fù)展收；（2）驅(qū)動源數(shù)目多，關(guān)節(jié)鉸鏈的傳動方案復(fù)雜，導(dǎo)致太陽翼整體質(zhì)量與慣量大，結(jié)構(gòu)笨重；（3）太陽翼展開與收攏狀態(tài)的鎖緊方式不可靠，并非真正意義上的鎖緊，因此目前成熟的可重復(fù)展收太陽翼方案尚無應(yīng)用。綜上所述研究背景與需求，本課題以太陽翼可重復(fù)展收機構(gòu)為研究對象，圍繞構(gòu)型簡單，鎖緊可靠為設(shè)計目標(biāo)的太陽翼展收機構(gòu)開展研究。首先進行太陽翼展收方案的總體設(shè)計與驗證，接著進行太陽翼板間傳動系統(tǒng)與重復(fù)展收機構(gòu)方案的設(shè)計，要求在單個驅(qū)動下通過正反行程實現(xiàn)太陽翼展收過程，并在收攏與展開兩個狀態(tài)下實現(xiàn)真正的鎖緊。結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化與仿真同步進行，不斷迭代，最終得到滿足要求的可重復(fù)展收太陽翼方案與結(jié)構(gòu)。最后，開展樣機的研制與裝?

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]垂直起降可重復(fù)使用運載器支腿的折展與鎖緊機構(gòu)設(shè)計[D]. 田保林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]航天器在軌服務(wù)作業(yè)模式及其調(diào)度算法研究[D]. 譚迎龍.南京航空航天大學(xué) 2018
[3]空間試驗單元重復(fù)對接鎖定與分離技術(shù)研究[D]. 張文星.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]月球車含隙鉸可展帆板原理樣機研制[D]. 喬國勇.燕山大學(xué) 2017
[5]高剛度鉸鏈設(shè)計及其在太陽翼上的應(yīng)用研究[D]. 李全賀.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[6]鋼球展開機構(gòu)關(guān)鍵零件接觸特性研究[D]. 王弘博.哈爾濱理工大學(xué) 2015
[7]重復(fù)折展鎖解式太陽翼機構(gòu)設(shè)計及其性能測試[D]. 孔菲.浙江理工大學(xué) 2014
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[9]太陽翼重復(fù)鎖定與釋放機構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 花道蘭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[10]擺動滾子從動件盤形凸輪機構(gòu)的反求設(shè)計與凸輪數(shù)控加工程序的自動生成[D]. 吳清華.上海海事大學(xué) 2007



本文編號：3297983