空间弱撞击对接机构传递功率分析

发布时间：2025-01-14 06:24

　　 运用螺旋理论对于一种空间弱撞击对接机构进行传递功率分析,通过求解运动螺旋与力螺旋的互易积,来获知系统的传递功率,得出传递功率与空间弱撞击对接机构本身构型参数、对接环当前位姿信息及速度信息直接相关的结论。考虑到在不同尺寸构型、速度信息下的空间弱撞击对接机构的传递功率是不一样的,不能单纯通过传递功率来评价系统的优劣,因此提出瞬时能效功率比的概念,用以评价某一构型下空间弱撞击对接机构的传递效能,结合具体的算例对瞬时能效功率比进行求解,研究内容与结果为新一代的空间对接机构的性能指标参数优化提供了理论基础。

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【部分图文】：

图1 弱撞击对接机构

空间弱撞击式对接机构机械结构如图1所示,主要分为LSR负载对接环系统、驱动臂系统、支撑定位系统和锁合系统。LSR负载对接环系统的整体框架结构与被动端保持一致,采用同样的中心对称下的导向瓣、定位销孔与电磁捕获装置分布,但是增设了内环与六维力传感器,二者与外环组成了一个六维的力/力矩....

图2 运动螺旋示意

ω为该运动旋量的轴线矢量,这对应刚体正是角速度的表达意义;r1为基座原点到该运动旋量轴线上任一点的矢量;v为该点在基坐标系下的速度;h1为该螺旋的节距,且h1=(ω?v)/(ω?ω)。特别地,当h1=0时,该刚体瞬态运动表述为纯转动;当h1→∞时,该刚体瞬态运动表....

图3 力螺旋示意

f为沿着该轴线方向的力矢量;r2为基座原点到该运动旋量轴线上任一点的矢量;M为该点的转动力矩;h2为该螺旋的节距,且h2=(f?Μ)/(f?f)。特别地,当h2=0时,该力螺旋表述为纯力;当h2→∞时,该力螺旋表述为纯力矩。

图4 最大传递功率求解示意

单纯从数学角度来看,空间中相对位置关系未知的2个螺旋量,公垂线理论最大长度值显然是无穷大,所以必须回归弱撞击对接机构本身。如图4所示,这里参考文献[9]采用特征点法进行求解,即对于任一构型参数下的LIDM,按照某一统一标准,寻找传递力旋量Si2轴线上的某一点Q,以Q向运动旋量Si....

本文编号：4026538