在轨服务中的仿生抗冲击结构研究

发布时间：2021-04-06 02:40

　　针对在轨服务航天器末端执行器在抓捕目标时由于速度不匹配而产生的振动问题,本文受自然界中高速奔跑的袋鼠腿部结构启发,将嵌套仿生X形结构安装在服务航天器机械臂和抓捕机构之间,来抑制由碰撞所产生的抓捕后振动。通过对此系统在受到外冲击力下进行建模分析,并与传统的弹簧质量阻尼器和单层仿生X形结构的隔振性能进行对比,仿真结果表明,此嵌套仿生X形结构隔振系统具有更好的振动隔离效果,能够更加有效地抑制航天器抓捕后振动。 

【文章来源】：宇航学报. 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

在轨抓捕任务示意图

嵌套仿生X形结构隔振系统示意图

n′×n层嵌套仿生X形结构如图2所示,其中n′为内层X形结构层数,n为外层X形结构层数,m1表示抓捕机构与目标质量之和,m2包括卫星平台和机械臂。x1和x2分别表示m1和m2的绝对位移,由于此系统是一个两自由度系统,故将x1,x2作为广义坐标。β和α分别为内外层仿生X形结构的安装角,L′和L为支撑杆长度,并且满足 L ′ = Lcos?α n ′ sin?β 。嵌套仿生X形结构单元初始和形变后状态的几何关系如图3所示,其中实线和虚线分别表示初始和形变后状态,其中φ, θ分别表示内外层仿生X形结构支撑杆的旋转角。为了更清晰地得到内外层X形结构的运动关系,内外两层X形结构形变前后状态分别在图4 (a)和图4(b)中展示。

【参考文献】：
期刊论文
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[2]地球静止轨道在轨服务技术研究现状与发展趋势[J]. 梁斌,徐文福,李成,刘宇.  宇航学报. 2010(01)
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本文编号：3120589