太阳翼侧板展开过程重力卸载装置的研究

发布时间：2022-02-17 08:48

　　近年来,人们生活的需求不断提升,要求卫星具备的功能越来越多,科学家们不得不研发一些新型的大型太阳翼来满足其能量需求。在太阳翼投入使用前,必须经过严格的地面测试。而要想获得可靠的地面测试数据,就必须为太阳翼提供一个模拟的微重力环境的试验装备。传统的地面试验装备自身惯量过大,摩擦阻力大,只能满足小型太阳翼纵向展开要求。而本课题中的太阳翼结构较大,且为横向展开方式,是一种全新的大型太阳翼。因此,需设计全新的重力卸载装置,来提供其地面展开试验所需的微重力环境。本文的主要工作和成果如下:1、阐述了微重力环境模拟技术的研究现状,介绍了目前国内外几种常见的微重力环境模拟方法,提出了微重力环境模拟技术关键在于重力补偿和质心跟随。2、分析了传统大型太阳翼和新型大型太阳翼的区别,介绍了本课题所研究的横向展开部分的太阳翼的结构和展开过程,并对辅助其展开的重力卸载装置设计了三个方案,得出电机跟随方案和双杆-齿轮跟随方案无法满足要求,而单杆-滑轮方案跟随方案安全系数高、质量轻、摩擦力小,是最适合本项目的方案。3、从保障太阳翼安全,尽可能减小自身惯量和减轻纵向展开压力的角度出发,提出了装置所需满足的功能要求和性能... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的来源
    1.2 课题背景及意义
    1.3 国内外微重力环境模拟技术研究现状及发展趋势
    1.4 课题研究内容
第2章 重力卸载装置的方案设计及对比
    2.1 太阳翼简介
        2.1.1 太阳翼结构介绍
        2.1.2 太阳翼侧板的展开过程及状态描述
        2.1.3 重力卸载装置的要求
    2.2 电机跟随方案
    2.3 双杆-齿轮跟随方案
    2.4 单杆-滑轮跟随方案
    2.5 重力卸载装置方案对比
    2.6 本章小结
第3章 重力卸载装置的结构设计
    3.1 装置设计的要求
        3.1.1 装置的功能要求
        3.1.2 装置的性能要求
    3.2 侧板吊挂组件的结构设计
        3.2.1 侧板吊竿组件的设计难点
        3.2.2 侧板吊竿组件的结构设计
        3.2.3 侧板吊挂梁组件的设计
        3.2.4 侧板吊挂梁组件力学校核
    3.3 翻转梁机构的结构设计
        3.3.1 翻转梁机构的设计的难点
        3.3.2 滑轮组件的结构设计
        3.3.3 翻转梁结构的设计
        3.3.4 翻转梁加强钢丝绳的选择
        3.3.5 翻转梁结构的力学分析
        3.3.6 翻转梁结构静力学仿真分析
    3.4 中外板吊挂组件的结构设计
    3.5 本章小结
第4章 重力卸载装置的仿真分析及优化
    4.1 模型的建立
        4.1.1 太阳翼模型的建立
        4.1.2 重力卸载装置和整体模型的建立
    4.2 添加运动副约束
    4.3 添加驱动
    4.4 仿真结果分析
    4.5 装置模型结构的优化
        4.5.1 张力恒定性影响因素分析及优化
        4.5.2 优化结果分析
    4.6 本章小结
第5章 太阳翼地面展开试验系统的搭建与性能测试
    5.1 太阳翼地面展开试验系统的搭建
        5.1.1 重力卸载装置关键零件的加工制作
        5.1.2 重力卸载装置的装配
        5.1.3 太阳翼地面展开试验系统的搭建
    5.2 系统搭建中翻转梁两侧不平衡问题的分析及解决
    5.3 重力卸载装置性能测试实验
        5.3.1 展开顺畅性测试实验
        5.3.2 侧板总吊挂钢丝绳铅垂性测试实验
        5.3.3 侧板总吊挂钢丝绳张力恒定性测试实验
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]浅析预应力张拉理论伸长量的计算[J]. 李庆京.  低碳世界. 2017(14)
[2]基于吊丝配重的空间机械臂零重力模拟装置卸载率分析及评价[J]. 李煜琦,邵珠峰,田斯慧,唐晓强.  机器人. 2016(03)
[3]长征二号丁火箭成功发射我国首颗微重力科学实验卫星[J].   上海航天. 2016(02)
[4]星球车地面低重力模拟系统设计[J]. 刘振,高海波,邓宗全.  机器人. 2013(06)
[5]在线重力补偿下工程机器人自主作业轨迹跟踪性能分析[J]. 唐新星,侯敬巍,倪涛,张邦成.  农业工程学报. 2013(03)
[6]压杆稳定临界力欧拉公式统一推导[J]. 董冠文,李宗义,赵彦军,王泽荫,杨龙,张庆华,杜建霞,赵典凯.  武汉工程大学学报. 2012(12)
[7]空间机构地面重力补偿设备跟踪研究[J]. 从强.  航天器环境工程. 2012(01)
[8]国际航天动态[J].   航天工业管理. 2011(07)
[9]碳纤维复合材料在航天领域的应用[J]. 李威,郭权锋.  中国光学. 2011(03)
[10]高性能碳纤维的性能及其应用[J]. 张新元,何碧霞,李建利,张元.  棉纺织技术. 2011(04)

博士论文
[1]五自由度气浮仿真试验台样机的研制及其关键技术的研究[D]. 许剑.哈尔滨工业大学 2010
[2]零重力环境模拟气动悬挂系统的关键技术研究[D]. 路波.浙江大学 2009

硕士论文
[1]零重力多维展开试验装置研究[D]. 励红峰.浙江工业大学 2015
[2]宇航员微重力操作训练设备的关键技术研究[D]. 刘庭伟.北京交通大学 2012
[3]大型卫星太阳翼展开动力学研究[D]. 杨军.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3629131