本文關(guān)鍵詞：面向在軌服務(wù)的航天器可更換模塊概念研究

  更多相關(guān)文章： 在軌服務(wù) 模塊化航天器 在軌可更換模塊 即插即用

【摘要】：航天器在軌服務(wù)技術(shù)通過對航天器進(jìn)行在軌修復(fù)、升級、燃料補(bǔ)加等操作,能夠有效的降低航天任務(wù)成本、延長航天器運(yùn)行壽命,因此很早便被應(yīng)用到人類航天任務(wù)之中。為了進(jìn)一步降低在軌服務(wù)成本、減少宇航員的人身安全隱患,以空間機(jī)器人替代宇航員現(xiàn)場操作的自主在軌服務(wù)技術(shù)近些年來成為世界各國的研究重點(diǎn)。模塊化航天器技術(shù)借鑒在工業(yè)領(lǐng)域廣泛實(shí)行的產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)思想,使航天器的開發(fā)速度提高、成本降低;同時,在降低在軌服務(wù)操作難度方面也有較很大潛力,是自主在軌服務(wù)技術(shù)的重要支撐技術(shù)。本文圍繞面向在軌服務(wù)的航天器可更換模塊的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行概念研究。首先,分析并總結(jié)國外模塊化航天器及其可更換模塊的設(shè)計(jì)特點(diǎn),進(jìn)行模塊化航天器的總體設(shè)計(jì)和其在軌可更換模塊與模塊適配器的設(shè)計(jì)。其中,總體設(shè)計(jì)提出了航天器外形、主承力結(jié)構(gòu)構(gòu)型的設(shè)計(jì)方案,并對模塊安裝序列進(jìn)行研究;在軌可更換模塊和模塊適配器的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制電路設(shè)計(jì),模塊與適配器具備機(jī)械、電氣連接/釋放的功能。隨后,對國外的空間即插即用設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)及該標(biāo)準(zhǔn)下的衛(wèi)星數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析與總結(jié),借鑒其實(shí)現(xiàn)航天器設(shè)備即插即用的原理,開發(fā)模塊化航天器數(shù)據(jù)模型。該模型在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)對模塊化設(shè)備的自識別、自配置,能夠支持模塊化航天器的在軌設(shè)備更換與升級。最后,制造出航天器在軌可更換模塊及其適配器的原理樣機(jī),并將其調(diào)整至正常工作狀態(tài);開發(fā)一套即插即用功能演示系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對樣機(jī)可更換模塊連接狀態(tài)的監(jiān)控、對設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與顯示、對樣機(jī)下達(dá)模塊解鎖指令;操縱工業(yè)機(jī)器人對樣機(jī)進(jìn)行模擬在軌更換模塊實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下模擬了在軌更換模塊的全過程,驗(yàn)證了模塊及其適配器設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：在軌服務(wù) 模塊化航天器 在軌可更換模塊 即插即用
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V423
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 課題來源、研究背景及研究意義14-15
• 1.1.1 課題來源14
• 1.1.2 研究背景及研究意義14-15
• 1.2 在軌服務(wù)技術(shù)進(jìn)展15-23
• 1.2.1 人工在軌服務(wù)技術(shù)現(xiàn)狀16-19
• 1.2.2 自主在軌服務(wù)技術(shù)現(xiàn)狀19-23
• 1.3 模塊化技術(shù)進(jìn)展23-27
• 1.3.1 模塊化技術(shù)發(fā)展概況23
• 1.3.2 模塊化技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用23-25
• 1.3.3 航天器模塊化的應(yīng)用前景25-27
• 1.4 本文的主要工作及內(nèi)容安排27-28
• 第二章 面向在軌服務(wù)的模塊化航天器總體設(shè)計(jì)28-43
• 2.1 模塊化航天器總體設(shè)計(jì)思路的演變28-32
• 2.2 在軌可更換模塊航天器32-34
• 2.3 面向在軌服務(wù)的概念模塊化航天器構(gòu)型設(shè)計(jì)34-40
• 2.3.1 模塊化航天器外形設(shè)計(jì)34-38
• 2.3.2 模塊化航天器主承力結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)38-40
• 2.4 ORU安裝序列研究40-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 第三章 航天器在軌可更換模塊設(shè)計(jì)43-67
• 3.1 面向在軌服務(wù)的ORU43-45
• 3.2 航天器ORU和OIA的結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)45-52
• 3.2.1 ORU與OIA的構(gòu)成45-47
• 3.2.2 ORU的結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)47-50
• 3.2.3 OIA的結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)50-52
• 3.3 航天器ORU和OIA的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析52-61
• 3.3.1 強(qiáng)度分析基本初始條件與方法53
• 3.3.2 強(qiáng)度分析過程53-58
• 3.3.3 強(qiáng)度分析結(jié)果58-61
• 3.4 機(jī)械接口控制電路設(shè)計(jì)61-66
• 3.4.1 電路構(gòu)成及工作原理62-64
• 3.4.2 中央控制器的邏輯判斷過程64-66
• 3.5 本章小結(jié)66-67
• 第四章 模塊化航天器數(shù)據(jù)模型開發(fā)67-79
• 4.1 SPA標(biāo)準(zhǔn)67-70
• 4.1.1 SPA標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備即插即用接口67-69
• 4.1.2 SDM系統(tǒng)69-70
• 4.2 MSDM系統(tǒng)的開發(fā)70-78
• 4.2.1 MSDM系統(tǒng)架構(gòu)70-71
• 4.2.2 MSDM系統(tǒng)組件及工作原理71-76
• 4.2.3 MSDM系統(tǒng)的設(shè)備即插即用試驗(yàn)76-78
• 4.3 本章小結(jié)78-79
• 第五章 航天器可更換模塊原理樣機(jī)及其模擬在軌更換實(shí)驗(yàn)79-95
• 5.1 航天器可更換模塊原理樣機(jī)的制造與調(diào)整79-83
• 5.1.1 航天器可更換模塊原理樣機(jī)的制造79-80
• 5.1.2 航天器可更換模塊原理樣機(jī)的調(diào)整80-83
• 5.2 即插即用功能演示系統(tǒng)的開發(fā)83-87
• 5.2.1 演示系統(tǒng)的硬件開發(fā)83-84
• 5.2.2 演示系統(tǒng)的軟件開發(fā)84-87
• 5.3 模擬在軌更換ORU實(shí)驗(yàn)87-94
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)的硬件組成87-89
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果分析89-94
• 5.4 本章小結(jié)94-95
• 第六章 總結(jié)與展望95-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 致謝101-102
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文102

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李巖;黨常平;;空間在軌服務(wù)技術(shù)進(jìn)展[J];兵工自動化;2012年05期

2 郭全魁;陳永龍;;空間在軌服務(wù)保障問題研究[J];裝備學(xué)院學(xué)報;2013年06期

3 朱毅麟;;無與倫比的“高空作業(yè)工”——成長中的在軌服務(wù)機(jī)器人[J];航空知識;2006年02期

4 崔乃剛;王平;郭繼峰;程興;;空間在軌服務(wù)技術(shù)發(fā)展綜述[J];宇航學(xué)報;2007年04期

5 蔡遠(yuǎn)文;李巖;任江濤;;在軌服務(wù)飛行器自動尋的段的接近策略分析[J];宇航學(xué)報;2011年10期

6 吳勤;;在軌服務(wù)技術(shù)評說[J];航空知識;2008年10期

7 任仙海;楊樂平;朱彥偉;;基于整數(shù)規(guī)劃的在軌服務(wù)任務(wù)指派問題研究[J];裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2008年02期

8 李巖;蔡遠(yuǎn)文;崔曉陽;;在軌服務(wù)飛行器總體技術(shù)分析[J];兵工自動化;2011年04期

9 耿云海;盧偉;陳雪芹;;在軌服務(wù)航天器對失控目標(biāo)的姿態(tài)同步控制[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2012年01期

10 趙陽;張大偉;田浩;關(guān)英姿;;飛行器在軌服務(wù)[J];上海航天;2009年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李冬柏;劉闖;王峰;;捕獲目標(biāo)后的在軌服務(wù)衛(wèi)星質(zhì)量和質(zhì)心位置辨識[A];中國空間科學(xué)學(xué)會2013年空間光學(xué)與機(jī)電技術(shù)研討會會議論文集[C];2013年

2 李強(qiáng);黃奕勇;陳小前;趙勇;;面向在軌服務(wù)的衛(wèi)星對接過程建模與仿真分析[A];2009系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

3 劉闖;李冬柏;王峰;;捕獲目標(biāo)后的在軌服務(wù)衛(wèi)星慣性參數(shù)辨識[A];中國空間科學(xué)學(xué)會2013年空間光學(xué)與機(jī)電技術(shù)研討會會議論文集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李卓實(shí);在軌服務(wù)航天器魯棒自主交會與姿態(tài)跟蹤控制方法[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 王平;空間自主在軌服務(wù)航天器近距離操作運(yùn)動規(guī)劃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

3 盧偉;在軌服務(wù)航天器與失控目標(biāo)交會對接的相對位姿耦合控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 籍勇翔;面向在軌服務(wù)的航天器可更換模塊概念研究[D];南京航空航天大學(xué);2016年

2 王立杰;在軌服務(wù)航天器視覺相對導(dǎo)航與跟蹤控制算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

3 楊惠欣;航天器在軌可更換模塊設(shè)計(jì)與分析[D];東北大學(xué);2011年

，

本文編號：1060554