指向、隔振一体化并联平台设计与优化

发布时间：2017-12-21 03:31

  本文关键词：指向、隔振一体化并联平台设计与优化　出处：《中国科学院长春光学精密机械与物理研究所》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 振动隔离 精确指向 结构设计 Cubic构型 固有频率

【摘要】：空间飞行器上搭载的反作用飞轮、推进器、调姿陀螺、太阳帆板展开机构等运动设备,会产生多维微振动,这些微振动频带宽、振幅小,严重影响高分辨率空间望远镜的成像质量。常见的解决方法是对空间望远镜进行振动隔离。同时,为保证空间望远镜的成像精度,需要对次镜的位姿进行调整。故在高分辨率空间望远镜上同时需要指向系统和隔振系统,目前,在空间望远镜以及其它工程应用上,隔振平台和指向平台多是相互独立工作的。本课题旨在把指向功能和隔振功能集成到一个多自由度并联平台上,减少设备的体积和质量,节约成本,对空间遥感器的发展研究具有重要意义。首先,开展了基于Gough-Stewart平台的并联机构的研究,最终采用Cubic构型,可将各个方向运动的耦合降到最低。开展了该六自由度并联平台的运动学和动力学特性研究,建立该平台的运动学模型,并采用Kane方法建立了该平台的动力学模型。之后,利用有限单元法对该并联平台进行了动力学特性仿真分析,包括弹片的轴向刚度、径向刚度和平台的固有频率分析等。最后,对该并联平台进行了试验测试,测试了单个驱动腿的轴向刚度以及整个平台的动力学特性。在结构设计方面,首先,对六自由度并联平台支腿的驱动方式进行比较分析,确定采用音圈电机作为驱动电机的方案;对影响并联机构精度的重要环节——铰链进行设计,为减少铰链间的间隙,较小非线性误差,设计了一种柔性铰链;并联平台的上平台经过分析比较,采用减小上平台质量的方案,以便提高并联平台的固有频率。其次,平台单腿配有两个弹片,该弹片也是经过多次设计分析后采用最佳方案,此外,完成了连接杆、限位装置、气浮装置等的设计,直线位移传感器的选型等。
【学位授予单位】：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V441

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本文编号：1314535