适用于空间软接触机械臂关节的电磁阻尼器研制

发布时间：2020-04-22 01:56

【摘要】：近年来,随着航天器的日益增多,在轨服务技术越来越受到航天大国的关注和重视,而对非合作目标的抓捕是空间机器人技术领域的热点和难点课题。非合作目标具有的参数不确定性导致抓捕难度大,接触过程中的碰撞冲击难以预测,极大地降低了航天器的工作能力,甚至威胁其自身安全。本文来源于国家自然科学基金的资助(项目批准号:51875046),面向某型软接触机械臂关节研制一种电磁阻尼器,用以缓冲和卸载机械臂与抓捕目标接触时的冲击,以提高机械臂的抓捕操作能力和保障航天器的稳定与安全。首先,基于空间非合作目标抓捕技术和电磁阻尼器的发展现状,并结合软接触机械臂关节的结构特点和工作原理,提出了电磁阻尼器的设计方案,并利用电磁场理论进行数学建模,通过推导制动力矩表达式,研究设计参数对电磁阻尼器制动力矩的影响。其次,利用ANSYS建立电磁阻尼器的三维有限元模型,分析动态下电磁阻尼器的磁场和涡流分布,以及设计参数对阻尼力矩输出的影响。再次,通过ADAMS建立基于自由漂浮基的双关节软接触机械臂的虚拟仿真模型,探究可控阻尼组件对系统稳定性的影响,并结合有限元仿真分析进行电磁阻尼器的参数确定和总体设计。最后,通过设计电磁阻尼器的性能测试试验,检验物理样机的制动力矩输出能力以及碰撞缓冲效果。
【图文】：

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【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP241;V44

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