星箭对接环闩锁机构设计研究
发布时间：2021-04-20 05:15
地球静止轨道卫星在轨失效后会对空间资源造成巨大浪费,应该对其进行抓捕、辅助离轨、或维修等操作,通过静止轨道卫星延寿技术不但能获得巨大的经济效益,在一定程度上还能缓解静止轨道资源的紧张情况。在抓捕目标卫星后是通过星箭对接环闩锁机构对其进行锁定,本文旨在设计一套适用于不同尺寸的星箭对接环的星箭对接环闩锁机构。首先对国内外闩锁机构的典型机构进行了归纳整理,详细的介绍了每种锁机构的工作原理、传动方式、优缺点以及适用范围等,为后面星箭对接环闩锁机构结构设计做铺垫工作。然后根据星箭对接环闩锁机构的设计要求,对星箭对接环闩锁机构进行结构设计,确定了闩锁机构的总体布局与锁紧力,对主要零部件进行了设计计算,包括滑动螺旋传动的设计计算与校核、导轨滑块的选用、锁定部件的结构设计等,确定了闩锁机构的相关参数。之后再建立多体动力学模型对其进行动力学仿真,仿真结果表明本文所设计的星箭对接环闩锁机构能够满足设计要求,能够准确且稳定的锁定目标卫星上的星箭对接环形成组合体,并产生足够的预紧力,在组合体调姿、变轨等运动过程中,均能使得接管飞行器与目标卫星保持组合体状态。为了减缓接管卫星上电能的消耗以及提高机构锁定的可靠性...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 闩锁机构国内外研究概述
1.2.2 闩锁机构动力学分析概述
1.2.3 闩锁机构优化设计概述
1.2.4 故障树分析概述
1.3 本文主要研究内容
第二章 星箭对接环闩锁机构方案设计
2.1 星箭对接环闩锁机构设计要求
2.1.1 闩锁机构的任务需求
2.1.2 闩锁机构的工作模式
2.1.3 闩锁机构设计要求
2.2 总体方案设计
2.2.1 总体布局
2.2.2 关键参数设计计算
2.3 范围调节装置设计
2.3.1 螺旋传动装置设计计算
2.3.2 导轨滑块选用
2.4 锁定部件设计
2.4.1 摩擦自锁原理分析
2.4.2 锁定部件结构设计
2.5 电机选型
2.5.1 电机1的选型
2.5.2 电机2的选型
2.6 传感器选型及布置
2.7 本章小结
第三章 星箭对接环闩锁机构动力学仿真分析
3.1 虚拟样机技术
3.1.1 LMSVirtual.labmotion介绍
3.1.2 多体动力学方程
3.2 动力学模型建立
3.2.1 模型的简化
3.2.2 施加约束关系
3.2.3 施加载荷
3.3 仿真结果与分析
3.3.1 闩锁机构锁紧与释放过程动力学仿真结果与分析
3.3.2 调姿过程中的闩锁机构动力学仿真结果与分析
3.3.3 变轨过程中的闩锁机构动力学仿真结果与分析
3.4 本章小结
第四章 闩锁机构主要参数优化设计
4.1 机械优化设计概述
4.2 建立数学模型
4.2.1 以使得驱动曲柄转动过程中扭矩的最大值最小为目标
4.2.2 以自锁范围最大为目标
4.2.3 多目标优化
4.3 优化结果
4.4 本章小结
第五章 星箭对接环闩锁机构故障树分析
5.1 故障树分析（FAT）概述
5.2 建立闩锁机构故障树模型
5.3 故障树分析
5.4 简化闩锁机构可靠性模型
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的凸轮机构的优化设计[J]. 张敬东,姚杰,起雪梅,陈显强,吴生文. 攀枝花学院学报. 2017(05)
[2]一种卫星对接环锁紧与释放装置设计与分析[J]. 李永振,杨臻,曲普,黄剑斌,王光. 机械设计. 2014(09)
[3]航空飞行器锁机构参数化建模仿真研究[J]. 刘霞,王三民,单宁,孙远涛. 计算机仿真. 2013(08)
[4]静止轨道卫星在轨延寿技术研究进展[J]. 翟光,张景瑞,周志成. 宇航学报. 2012(07)
[5]橡胶减震材料的研究进展[J]. 王韵然,王进,刘莉,杨军. 橡胶工业. 2011(03)
[6]载人航天交会对接技术[J]. 周建平. 载人航天. 2011(02)
[7]遥操作交会对接技术综述[J]. 唐国金,周剑勇,张波,蒋自成. 载人航天. 2011(02)
[8]基于FTA-FMMEA综合分析法的发动机曲柄连杆机构可靠性研究[J]. 张彤,陈梅. 工程图学学报. 2010(05)
[9]大型星载天线的展开系统失效树分析[J]. 陈建军,张建国,段宝岩,王小兵. 机械设计与研究. 2005(03)
[10]带有偏心轮的锁钩式结构锁运动性能和力分析[J]. 刘志全,曹鹏. 中国空间科学技术. 2004(05)
硕士论文
[1]汽车门锁机构及其控制系统的研制[D]. 李春风.南京航空航天大学 2009
本文编号：3149046
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 闩锁机构国内外研究概述
1.2.2 闩锁机构动力学分析概述
1.2.3 闩锁机构优化设计概述
1.2.4 故障树分析概述
1.3 本文主要研究内容
第二章 星箭对接环闩锁机构方案设计
2.1 星箭对接环闩锁机构设计要求
2.1.1 闩锁机构的任务需求
2.1.2 闩锁机构的工作模式
2.1.3 闩锁机构设计要求
2.2 总体方案设计
2.2.1 总体布局
2.2.2 关键参数设计计算
2.3 范围调节装置设计
2.3.1 螺旋传动装置设计计算
2.3.2 导轨滑块选用
2.4 锁定部件设计
2.4.1 摩擦自锁原理分析
2.4.2 锁定部件结构设计
2.5 电机选型
2.5.1 电机1的选型
2.5.2 电机2的选型
2.6 传感器选型及布置
2.7 本章小结
第三章 星箭对接环闩锁机构动力学仿真分析
3.1 虚拟样机技术
3.1.1 LMSVirtual.labmotion介绍
3.1.2 多体动力学方程
3.2 动力学模型建立
3.2.1 模型的简化
3.2.2 施加约束关系
3.2.3 施加载荷
3.3 仿真结果与分析
3.3.1 闩锁机构锁紧与释放过程动力学仿真结果与分析
3.3.2 调姿过程中的闩锁机构动力学仿真结果与分析
3.3.3 变轨过程中的闩锁机构动力学仿真结果与分析
3.4 本章小结
第四章 闩锁机构主要参数优化设计
4.1 机械优化设计概述
4.2 建立数学模型
4.2.1 以使得驱动曲柄转动过程中扭矩的最大值最小为目标
4.2.2 以自锁范围最大为目标
4.2.3 多目标优化
4.3 优化结果
4.4 本章小结
第五章 星箭对接环闩锁机构故障树分析
5.1 故障树分析（FAT）概述
5.2 建立闩锁机构故障树模型
5.3 故障树分析
5.4 简化闩锁机构可靠性模型
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的凸轮机构的优化设计[J]. 张敬东,姚杰,起雪梅,陈显强,吴生文. 攀枝花学院学报. 2017(05)
[2]一种卫星对接环锁紧与释放装置设计与分析[J]. 李永振,杨臻,曲普,黄剑斌,王光. 机械设计. 2014(09)
[3]航空飞行器锁机构参数化建模仿真研究[J]. 刘霞,王三民,单宁,孙远涛. 计算机仿真. 2013(08)
[4]静止轨道卫星在轨延寿技术研究进展[J]. 翟光,张景瑞,周志成. 宇航学报. 2012(07)
[5]橡胶减震材料的研究进展[J]. 王韵然,王进,刘莉,杨军. 橡胶工业. 2011(03)
[6]载人航天交会对接技术[J]. 周建平. 载人航天. 2011(02)
[7]遥操作交会对接技术综述[J]. 唐国金,周剑勇,张波,蒋自成. 载人航天. 2011(02)
[8]基于FTA-FMMEA综合分析法的发动机曲柄连杆机构可靠性研究[J]. 张彤,陈梅. 工程图学学报. 2010(05)
[9]大型星载天线的展开系统失效树分析[J]. 陈建军,张建国,段宝岩,王小兵. 机械设计与研究. 2005(03)
[10]带有偏心轮的锁钩式结构锁运动性能和力分析[J]. 刘志全,曹鹏. 中国空间科学技术. 2004(05)
硕士论文
[1]汽车门锁机构及其控制系统的研制[D]. 李春风.南京航空航天大学 2009
本文编号：3149046
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3149046.html
