近幾年,隨著在軌服務(wù)技術(shù)的快速發(fā)展,空間非合作目標(biāo)的在軌抓捕技術(shù)吸引了世界各國(guó)的注意。通過(guò)一系列針對(duì)空間非合作目標(biāo)抓捕技術(shù)的調(diào)研和對(duì)比,當(dāng)前傳統(tǒng)的空間抓捕機(jī)構(gòu)有一些缺點(diǎn),如體積重量較大,能耗高且成本高等。為了克服這些問(wèn)題,本文提出了一種新型的由大行程形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,SMA)驅(qū)動(dòng)的空間非合作目標(biāo)平行抓捕機(jī)構(gòu)。根據(jù)對(duì)抓捕機(jī)構(gòu)的技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)要求,對(duì)方案設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了總結(jié)歸納,介紹了SMA抓捕機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成和工作原理,并分別對(duì)SMA驅(qū)動(dòng)器,耦合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和抓捕手爪進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì);為了評(píng)估所提出的SMA抓捕機(jī)構(gòu)的性能,建立了偏置元件選擇模型、夾緊力計(jì)算模型和抓捕范圍分析模型三個(gè)理論模型;設(shè)計(jì)了配套的感知反饋系統(tǒng)用以獲得SMA抓捕機(jī)構(gòu)在抓捕過(guò)程中的關(guān)鍵信息并判斷抓捕任務(wù)是否成功。SMA材料具有兩種特殊性質(zhì),形狀記憶效應(yīng)和超彈性效應(yīng)。在Brinson提出的宏觀唯象一維本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,建立了SMA絲的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,并提出了SMA驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法;分別研究了三種典型驅(qū)動(dòng)器:單向SMA驅(qū)動(dòng)器、偏置力SMA驅(qū)動(dòng)器和差分SMA驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)路徑;為了利用SMA絲作為...

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來(lái)源
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 空間碎片抓捕機(jī)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 空間抓捕末端執(zhí)行器研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 引言
    2.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)及要求
        2.2.1 技術(shù)指標(biāo)
        2.2.2 設(shè)計(jì)要求
    2.3 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)總體方案
    2.4 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.4.1 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)
        2.4.2 耦合傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.4.3 抓捕手爪設(shè)計(jì)
    2.5 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)感知反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.5.1 感知反饋系統(tǒng)原理及組成
        2.5.2 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)的抓捕策略分析
        2.5.3 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)抓捕判定方法研究
    2.6 本章小結(jié)
第3章 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器性能研究
    3.1 引言
    3.2 形狀記憶合金特性
        3.2.1 形狀記憶效應(yīng)
        3.2.2 超彈性特性
    3.3 形狀記憶合金絲直線驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)特性分析
        3.3.1 形狀記憶合金宏觀唯象一維本構(gòu)模型
        3.3.2 形狀記憶合金高低溫應(yīng)力應(yīng)變特性
        3.3.3 基于Brinson模型的形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器特性分析
    3.4 形狀記憶合金絲通電驅(qū)動(dòng)熱力學(xué)行為分析
    3.5 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)潛能和機(jī)械效率分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)力學(xué)仿真與性能實(shí)驗(yàn)
    4.1 引言
    4.2 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵特性仿真分析
        4.2.1 形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器滑桿靜強(qiáng)度仿真分析
        4.2.2 十字剪切鉸耦合機(jī)構(gòu)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析及仿真
    4.3 形狀記憶合金絲性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 形狀記憶合金絲特性參數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 形狀記憶合金絲驅(qū)動(dòng)性能測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)
    4.4 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)樣機(jī)地面實(shí)驗(yàn)
        4.4.1 模擬抓捕功能實(shí)驗(yàn)
        4.4.2 夾緊力和抓捕范圍實(shí)驗(yàn)
        4.4.3 SMA抓捕機(jī)構(gòu)的抓捕精度實(shí)驗(yàn)
        4.4.4 形狀記憶合金抓捕機(jī)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)符合性分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3793442