本文關(guān)鍵詞：繩驅(qū)動(dòng)套筒式空間相機(jī)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析

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【摘要】：隨著我國空間探索進(jìn)程的不斷深入,對地觀測任務(wù)對高性能的空間可展開機(jī)構(gòu)提出了更高的要求。主要體現(xiàn)在比剛度高,重復(fù)定位精度高以及工作的可靠性高等方面。開展此類高性能空間可展收機(jī)構(gòu)的研究工作,對我國開展高精度對地成像工程有很大的實(shí)際意義。本文首先對國內(nèi)外空間可展開機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研,通過分析不同支撐機(jī)構(gòu)的構(gòu)型和功能,最終確定套筒式展開方案。首先提出螺旋筒驅(qū)動(dòng)式和繩驅(qū)動(dòng)式兩種套筒式展收方案,建立了所選繩驅(qū)動(dòng)套筒式方案的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,求解得到機(jī)構(gòu)展開速度、位移等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)。建立支撐機(jī)構(gòu)參數(shù)化模型,分析支撐機(jī)構(gòu)質(zhì)量、基頻、抗彎剛度等性能指標(biāo)的影響因素及影響規(guī)律。同時(shí)設(shè)計(jì)并分析一種錐銷鎖緊方案�；谟邢拊饕Y(jié)構(gòu)參數(shù)分析的結(jié)果,進(jìn)行支撐機(jī)構(gòu)詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的支撐機(jī)構(gòu)通過繩輪驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)展開,展開后通過錐銷實(shí)現(xiàn)鎖定剛化。建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真模型,得到機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及解鎖力等參數(shù),并與數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比對。針對空間熱輻射環(huán)境,利用有限元法仿真在不同工況、不同材料下支撐機(jī)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)溫度分布以及結(jié)構(gòu)熱變形和熱應(yīng)力。分析支撐機(jī)構(gòu)的軸向剛度、彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度等靜力學(xué)參數(shù)。基于有限元分析結(jié)果建立簡化的動(dòng)力學(xué)模型。推導(dǎo)了支撐機(jī)構(gòu)的振動(dòng)方程,采用梁函數(shù)組合法求解了支撐機(jī)構(gòu)的固有頻率。建立了相機(jī)支撐機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真模型,分別得到了機(jī)構(gòu)在有無端部負(fù)載情況下的固有頻率和振型。研制相機(jī)支撐機(jī)構(gòu)原理樣機(jī),開展了展收功能試驗(yàn)、重復(fù)展收精度試驗(yàn)、靜剛度測試與模態(tài)試驗(yàn)等。試驗(yàn)結(jié)果表明相機(jī)支撐機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)展收鎖定。并且具有很好的軸向重復(fù)精度為以及靜剛度。動(dòng)力學(xué)模態(tài)測試的結(jié)果表明結(jié)構(gòu)具有很好的動(dòng)力學(xué)性能。將試驗(yàn)結(jié)果與理論分析模型進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了理論模型的合理性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V445.8
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本文編號：1154873