小行星探测器电磁阻尼式着陆缓冲装置设计及试验研究
发布时间：2022-04-28 23:30
小行星探测具有获取太阳系演化信息,获得稀有矿产资源,促进未来深空探测等重要意义。由于这些重要的意义,美国、日本、欧空局等国家和组织已经多次开展了小行星探测活动。小行星具有弱引力、高真空、地形不确切等特点,导致目前小行星探测器还主要采用飞掠、绕飞、“一触即走”等探测方式,只能获得少量的信息,无法开展深入的科学研究。因此需要开展软着陆及附着探测,保证探测器可以多次、长时间的稳固于小行星星表开展采样工作,以获取更详实的小行星信息。本文以探测器附着采样为目标,参考国内外应用于月球、火星和小天体的着陆缓冲装置,进行小行星探测器着陆缓冲装置的详细设计,通过动力学联合仿真,验证缓冲装置方案设计的可行性,设计并搭建试验台,开展着陆缓冲装置试验研究。通过对已有的小行星探测研究的分析,得出小行星表面的重力加速度、地形结构、温度环境等主要物理特征,确定了着陆缓冲装置设计的总体目标,形成了着陆缓冲装置方案。根据着陆缓冲装置设计方案,详细设计了小行星探测器着陆缓冲装置的着陆腿杆、足垫传感器装置和电磁阻尼单元,并完成控制系统设计。利用Simulink和Adams对着陆缓冲装置开展动力学联合仿真,验证了探测器着陆缓...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 着陆缓冲装置研究现状
1.2.2 着陆缓冲特性研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 本文主要研究内容
第2章 探测器着陆缓冲装置方案设计
2.1 小行星表面环境
2.2 缓冲方案构型对比分析
2.2.1 缓冲装置的支撑结构
2.2.2 着陆腿缓冲形式
2.3 着陆腿装置方案分析
2.3.1 滑杆腿式着陆腿方案
2.3.2 四连杆腿式着陆腿方案
2.3.3 摆杆腿式着陆腿方案
2.3.4 着陆腿方案优选
2.4 本章小结
第3章 探测器着陆缓冲装置详细设计
3.1 着陆腿整体设计
3.1.1 着陆腿杆设计
3.1.2 足垫与传感器部件
3.2 电磁阻尼单元设计
3.2.1 传动部件设计
3.2.2 电机选型设计
3.3 控制系统设计
3.4 本章小结
第4章 探测器着陆过程动力学仿真分析
4.1 联合仿真模型建立
4.1.1 仿真模型建立
4.1.2 仿真参数设置
4.2 单着陆腿动力学联合仿真
4.2.1 单腿仿真系统设置
4.2.2 单腿仿真结果分析
4.3 三着陆腿动力学联合仿真
4.3.1 三腿仿真系统设置
4.3.2 三腿仿真结果分析
4.4 本章小结
第5章 探测器着陆缓冲装置试验研究
5.1 着陆缓冲装置试验台设计
5.1.1 试验台方案设计
5.1.2 试验台机械系统设计
5.1.3 试验台控制系统设计
5.2 单腿着陆缓冲试验
5.2.1 直立式单腿着陆缓冲试验
5.2.2 侧置式单腿着陆缓冲试验
5.3 双腿着陆缓冲试验
5.3.1 双腿垂直着陆缓冲试验
5.3.2 双腿左倾着陆缓冲试验
5.3.3 双腿右倾着陆缓冲试验
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]漫谈小行星及其探测与开发[J]. 东方星. 国际太空. 2017(07)
[2]小行星探测进展及技术特点分析[J]. 廖慧兮,王彤,贾晓宇. 国际太空. 2017(07)
[3]小天体探测任务统计与分析[J]. 王冠,武小琴. 国际太空. 2017(07)
[4]“嫦娥三号”任务及其初步科学成果[J]. 张巧玲. 中国科学院院刊. 2017(01)
[5]一种用于垂直降落重复使用运载器的缓冲器性能分析[J]. 岳帅,聂宏,张明,罗超,徐大富. 宇航学报. 2016(06)
[6]铝蜂窝材料温度环境适应性试验研究[J]. 黄江平,满剑锋,杨建中,叶耀坤,刘荣强,邓宗全. 载人航天. 2016(03)
[7]小行星形貌特征的分析与描述[J]. 王栋,徐青,邢帅,刘衷瑞. 深空探测学报. 2015(04)
[8]欧洲“罗塞塔”释放“菲莱”成功着陆[J]. 刘嘉宁. 国际太空. 2015(02)
[9]嫦娥三号着陆器着陆缓冲系统设计与验证[J]. 杨建中,曾福明,满剑锋,朱汪. 中国科学:技术科学. 2014(05)
[10]嫦娥三号探测器的技术设计与成就[J]. 孙泽洲,张廷新,张熇,贾阳,张洪华,陈建新,吴学英,申振荣. 中国科学:技术科学. 2014(04)
博士论文
[1]小行星着陆装置及其侵彻锚固的研究[D]. 赵志军.哈尔滨工业大学 2014
[2]腿式着陆缓冲装置吸能特性及软着陆过程动力学仿真研究[D]. 李萌.哈尔滨工业大学 2013
[3]腿式星球着陆器动力学与稳定性研究[D]. 胡亚冰.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]垂直起降重复使用运载器软着陆系统研究[D]. 陶海峰.南京航空航天大学 2017
[2]载人登月飞行器用多级蜂窝缓冲器及全机软着陆冲击研究[D]. 卢志强.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3649751
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 着陆缓冲装置研究现状
1.2.2 着陆缓冲特性研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 本文主要研究内容
第2章 探测器着陆缓冲装置方案设计
2.1 小行星表面环境
2.2 缓冲方案构型对比分析
2.2.1 缓冲装置的支撑结构
2.2.2 着陆腿缓冲形式
2.3 着陆腿装置方案分析
2.3.1 滑杆腿式着陆腿方案
2.3.2 四连杆腿式着陆腿方案
2.3.3 摆杆腿式着陆腿方案
2.3.4 着陆腿方案优选
2.4 本章小结
第3章 探测器着陆缓冲装置详细设计
3.1 着陆腿整体设计
3.1.1 着陆腿杆设计
3.1.2 足垫与传感器部件
3.2 电磁阻尼单元设计
3.2.1 传动部件设计
3.2.2 电机选型设计
3.3 控制系统设计
3.4 本章小结
第4章 探测器着陆过程动力学仿真分析
4.1 联合仿真模型建立
4.1.1 仿真模型建立
4.1.2 仿真参数设置
4.2 单着陆腿动力学联合仿真
4.2.1 单腿仿真系统设置
4.2.2 单腿仿真结果分析
4.3 三着陆腿动力学联合仿真
4.3.1 三腿仿真系统设置
4.3.2 三腿仿真结果分析
4.4 本章小结
第5章 探测器着陆缓冲装置试验研究
5.1 着陆缓冲装置试验台设计
5.1.1 试验台方案设计
5.1.2 试验台机械系统设计
5.1.3 试验台控制系统设计
5.2 单腿着陆缓冲试验
5.2.1 直立式单腿着陆缓冲试验
5.2.2 侧置式单腿着陆缓冲试验
5.3 双腿着陆缓冲试验
5.3.1 双腿垂直着陆缓冲试验
5.3.2 双腿左倾着陆缓冲试验
5.3.3 双腿右倾着陆缓冲试验
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]漫谈小行星及其探测与开发[J]. 东方星. 国际太空. 2017(07)
[2]小行星探测进展及技术特点分析[J]. 廖慧兮,王彤,贾晓宇. 国际太空. 2017(07)
[3]小天体探测任务统计与分析[J]. 王冠,武小琴. 国际太空. 2017(07)
[4]“嫦娥三号”任务及其初步科学成果[J]. 张巧玲. 中国科学院院刊. 2017(01)
[5]一种用于垂直降落重复使用运载器的缓冲器性能分析[J]. 岳帅,聂宏,张明,罗超,徐大富. 宇航学报. 2016(06)
[6]铝蜂窝材料温度环境适应性试验研究[J]. 黄江平,满剑锋,杨建中,叶耀坤,刘荣强,邓宗全. 载人航天. 2016(03)
[7]小行星形貌特征的分析与描述[J]. 王栋,徐青,邢帅,刘衷瑞. 深空探测学报. 2015(04)
[8]欧洲“罗塞塔”释放“菲莱”成功着陆[J]. 刘嘉宁. 国际太空. 2015(02)
[9]嫦娥三号着陆器着陆缓冲系统设计与验证[J]. 杨建中,曾福明,满剑锋,朱汪. 中国科学:技术科学. 2014(05)
[10]嫦娥三号探测器的技术设计与成就[J]. 孙泽洲,张廷新,张熇,贾阳,张洪华,陈建新,吴学英,申振荣. 中国科学:技术科学. 2014(04)
博士论文
[1]小行星着陆装置及其侵彻锚固的研究[D]. 赵志军.哈尔滨工业大学 2014
[2]腿式着陆缓冲装置吸能特性及软着陆过程动力学仿真研究[D]. 李萌.哈尔滨工业大学 2013
[3]腿式星球着陆器动力学与稳定性研究[D]. 胡亚冰.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]垂直起降重复使用运载器软着陆系统研究[D]. 陶海峰.南京航空航天大学 2017
[2]载人登月飞行器用多级蜂窝缓冲器及全机软着陆冲击研究[D]. 卢志强.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3649751
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3649751.html
