狭窄空间下航天器对接系统设计与分析

发布时间：2021-09-01 17:25

　　本文设计了一种适用于狭窄空间的航天器对接系统,并对该系统进行了运动学分析,获得了正运动学方程、逆运动学解析解和雅可比矩阵,接着进行了对接系统的动力学建模,求得了关节的驱动力和驱动力矩,最后通过仿真方法验证了理论计算的正确性,并且绘制了对接系统的工作空间。本文的研究内容主要集中在以下三个方面:首先,设计对接系统本体结构。本文根据技术要求进行了对接系统的方案设计和比较论证,确定双Z轴串联构型方案。在此基础上,结合设计指标与实际工况确定了机构运动链配置顺序和各关节驱动、传动方案。接下来根据具体设计参数和相关设计理论完成了对接系统的详细结构设计,并完成了对关键部件的有限元分析,验证了零部件的强度。其次,求解对接系统运动学问题。本文利用Denavit-Hartenberg参数法和对接系统连杆坐标系,求取对接系统的正运动学方程。接下来,采用反变换法依次解出各自由度关节变量的解析表达式。最终,利用各连杆变换矩阵,通过使用微分变换法构造得到对接系统的雅可比矩阵。再次,建立对接系统动力学模型。在对比常用动力学建模方法的优劣后,选择使用牛顿-欧拉法求解对接系统的动力学方程。采用正向推导计算获得对接系统的惯... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于POGO柱的多

第1章绪论-3-图1-2波音787舱段AGV转运车在航天领域，国外的相关公司也开始将自动化对接调姿设备运用在实际生产和总装环节中。美国雷神公司在生产SM系列导弹时，建设了一座大型导弹自动化工厂，在工厂中数控导弹装配站完成导弹的姿态调整和对接工作，导弹装配站通过伺服电机和直线导轨实现导弹的位姿调整和对接，见图1-3。导弹的转运可通过厂内的基于激光定位的自动引导车完成，导弹自动导引车见图1-4[10]。自动化对接设备使该工厂只用14名技术人员和36名支持人员便完成了原来80至100人才能完成的工作量，且自动化设备的调姿和对接精度都要高于人工操作[11]。图1-3雷神公司导弹装配站

第1章绪论-3-图1-2波音787舱段AGV转运车在航天领域，国外的相关公司也开始将自动化对接调姿设备运用在实际生产和总装环节中。美国雷神公司在生产SM系列导弹时，建设了一座大型导弹自动化工厂，在工厂中数控导弹装配站完成导弹的姿态调整和对接工作，导弹装配站通过伺服电机和直线导轨实现导弹的位姿调整和对接，见图1-3。导弹的转运可通过厂内的基于激光定位的自动引导车完成，导弹自动导引车见图1-4[10]。自动化对接设备使该工厂只用14名技术人员和36名支持人员便完成了原来80至100人才能完成的工作量，且自动化设备的调姿和对接精度都要高于人工操作[11]。图1-3雷神公司导弹装配站

【参考文献】：
期刊论文
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[2]机器人工作空间求解的蒙特卡洛法改进和体积求取[J]. 徐振邦,赵智远,贺帅,何俊培,吴清文.  光学精密工程. 2018(11)
[3]视觉与力觉结合的卫星部件机器人装配[J]. 胡瑞钦,隆昌宇,张立建.  光学精密工程. 2018(10)
[4]V-REP机器人仿真远程控制方法研究[J]. 乐斌,曾兴斌.  工业控制计算机. 2018(09)
[5]多自由度翻转车在卫星装配中的应用[J]. 张玉美,李瑞贤,许波.  机械制造. 2018(08)
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[8]关于航天数字化装配工艺研究[J]. 王洪娟,王玉军.  科技创新导报. 2017(32)
[9]基于V-REP的关节机器人运动仿真[J]. 赵海林,钱炜,孙福佳.  电子科技. 2017(04)
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硕士论文
[1]基于MATLAB与V-REP的机器人三维建模与加工运动仿真[D]. 张世超.厦门大学 2018
[2]小型五自由度串联机器人的结构设计及运动学分析[D]. 王济阳.天津科技大学 2017
[3]SCARA机器人结构设计与动力学分析[D]. 徐志浩.东北大学 2017
[4]自动化码垛机器人系统的设计和研究[D]. 李宗龙.燕山大学 2014



本文编号：3377387