空间飞行器管路装配机器人结构和控制的设计与研究

发布时间：2017-08-23 08:14

  本文关键词：空间飞行器管路装配机器人结构和控制的设计与研究

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【摘要】：近年来,尤其是“十二五”、“十三五”期间,卫星和飞船研制和发射任务逐年增加,缩短星/船总装研制周期已经日益迫切。传统的卫星整星管路和载人空间飞行器管路焊装必须在总装阶段星/船的舱体、设备、仪器到位的情况下开展管路取样和试装,占用总装周期,而且受设备、仪器到位情况的制约,这直接影响到了星/船的总装周期。因此必须尽快缩短管路焊装周期,提高航天产品的可靠性。本文以北京卫星制造厂为缩短管路焊装周期而研制的管路柔性装配平台为基础,对平台的装配机器人部分进行了结构和控制的设计与研究,这对进一步缩短管路的焊装周期,提高航天产品可靠性有很大作用。本文首先介绍了空间飞行器管路装配平台,分析了空间飞行器管路装配机器人的工作原理和结构设计要求,对装配机器人进行了结构设计,包括电机和光栅尺的选用、安装以及电末端抓手的改进,并对机器人进行了运动学分析。然后对空间飞行器管路装配机器人的控制系统进行了设计,主要是把原来用线缆控制的机器人改成Zig Bee遥控模块控制,整个系统的控制由原来的PMAC卡控制改为专用的数控系统控制,并做了专用数控系统的软硬件部分设计。最后对系统进行了实验验证,包括系统联机整调和管路搭建实验。Zig Bee模块在装配机器人的应用,减少了管路搭建过程线缆的插拔量,节省了管路搭建的时间。本课题主要用了机械设计技术、数控技术、Zig Bee技术、机器人技术和VC++技术。本文对管路柔性装配平台中装配机器人结构和控制的设计与研究,更大的提升了管路装配平台的工作效率,缩短了管路焊装周期,对星/船等航天器的研制和发展有重要意义。
【关键词】：管路 装配机器人 ZigBee 控制
【学位授予单位】：北华航天工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V465;TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题来源和研究意义9-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 管路制造系统现状12-13
• 1.2.2 工业机器人现状13-16
• 1.3 课题主要研究内容16-17
• 第2章 装配机器人结构设计17-39
• 2.1 管路装配平台概述17-21
• 2.1.1 装配平台结构设计17-20
• 2.1.2 平台工作流程描述20-21
• 2.2 装配机器人结构设计21-32
• 2.2.1 电机选用21-27
• 2.2.2 结构设计和电机安装27-31
• 2.2.3 龙门末端抓手和光栅尺31-32
• 2.3 机器人运动学分析32-38
• 2.3.1 机器人三维空间描述32-33
• 2.3.2 机器人运动学建模和分析方法33-34
• 2.3.3 装配机器人运动学分析34-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第3章 装配机器人控制系统39-63
• 3.1 控制系统总体方案39-46
• 3.1.1 管路装配工艺流程39
• 3.1.2 控制系统总体方案39-46
• 3.2 软件方案46-51
• 3.2.1 软件方案46-50
• 3.2.2 人机界面50-51
• 3.3 遥控器51-54
• 3.4 ZigBee模块选用54-62
• 3.4.1 ZigBee技术特点54-55
• 3.4.2 Zigbee数据封装与帧结构55-58
• 3.4.3 ZigBee模块选择58-62
• 3.5 本章小结62-63
• 第4章 装配机器人系统调试和验证63-70
• 4.1 系统集成调试63-65
• 4.1.1 硬件平台装调63-64
• 4.1.2 控制系统装调64-65
• 4.2 实验65-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第5章 结论70-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 攻读学位期间取得的科研成果清单75

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张荣博;梁文静;曲保章;;基于zigbee的商业区联动报警系统设计与实现[J];安防科技;2007年07期

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10 张伟;;Zig Bee在港口控制系统中的应用探讨[J];港口科技;2010年04期

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1 张U，

本文编号：723939