六自由度位姿调节机构及在空间可展薄膜相机的应用

发布时间：2023-03-27 03:38

　　随着空间在轨对地观测对成像要求逐渐提高,高分辨率、高刚度和大口径空间薄膜相机将起到不可替代作用。本文针对对地观测成像需求,开展六自由度位姿调节机构详细设计、分析和地面样机研制。并围绕位姿调节机构在空间薄膜相机中的应用,开展空间薄膜相机系统力学分析、位姿调节精度和范围分析。根据位姿调节机构的设计要求,构型优选并选择Stewart机构作为基础构型,详细设计六自由度位姿调节机构。根据牛顿迭代法进行位姿调节机构的正运动学求解,根据位姿调节机构一、二阶影响系数矩阵法,求解位姿调节机构上平台速度加速度,并与微分法对比。使用ADAMS软件对位姿调节机构进行运动学仿真。基于蒙特卡洛方法求解位姿调节机构可达工作空间、定位姿工作空间和完全工作空间,验证该机构满足调节范围设计要求。考虑轴承间隙和加工尺寸误差,建立六自由度位姿调节机构误差模型,并根据工程参数,计算位姿调节机构上平台误差分布。基于推杆残差方程,构建位姿误差标定模型,并根据最小二乘方法推导位姿调节机构的结构参数标定公式。建立位姿调节机构外载荷与推杆受力关系,计算运动过程中上平台承载情况下,推杆受力变化情况。根据拉格朗日方程,构建位姿调节机构动力学...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 位姿调节机构的发展现状
        1.2.2 空间薄膜相机系统的发展现状
    1.3 本课题主要研究内容
第2章 六自由度位姿调节机构设计与运动分析
    2.1 引言
    2.2 位姿调节机构设计与分析
        2.2.1 六自由度位姿调节机构构型分析与优选
        2.2.2 六自由度位姿调节机构设计
    2.3 六自由度位姿调节机构运动学分析
        2.3.1 位姿调节机构正运动学求解
        2.3.2 基于影响系数的运动学分析
    2.4 六自由度位姿调节机构工作空间求解
        2.4.1 可达位姿工作空间求解
        2.4.2 定位姿工作空间与完全工作空间求解
    2.5 本章小结
第3章 六自由度位姿调节机构误差与力学分析
    3.1 引言
    3.2 六自由度位姿调节机构误差模型建立与分析
        3.2.1 基于正逆运动学建立误差模型
        3.2.2 正运动学误差分析
    3.3 六自由度位姿调节机构标定
        3.3.1 基于迭代方法的推杆长度标定方法
        3.3.2 基于逆运动学的全结构参数误差标定
    3.4 六自由度位姿调节机构力学分析
        3.4.1 位姿调节机构静力学分析
        3.4.2 位姿调节机构动力学分析
    3.5 本章小结
第4章 六自由度位姿调节机构样机研制与试验
    4.1 引言
    4.2 六自由度位姿调节机构样机研制及功能性试验
        4.2.1 位姿调节机构样机研制
        4.2.2 样机位姿调节功能与调节范围试验
    4.3 六自由度位姿调节机构精度测试
        4.3.1 重复运动精度测量试验
        4.3.2 运动定位精度测量试验
    4.4 六自由度位姿调节机构静刚度测试
        4.4.1 轴向压缩刚度试验
        4.4.2 弯曲刚度试验
    4.5 本章小结
第5章 六自由度调姿机构在空间可展薄膜相机中应用
    5.1 引言
    5.2 空间薄膜相机系统展开与位姿调节方案设计
    5.3 空间薄膜相机系统力学参数分析
        5.3.1 空间薄膜相机系统静力学参数分析
        5.3.2 空间薄膜相机系统动力学参数分析
    5.4 空间薄膜相机位姿调节机构分析
        5.4.1 调节范围分析
        5.4.2 调节精度分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢



本文编号：3772310