本文關(guān)鍵詞：月面鉆取采樣器避讓機構(gòu)低重力模擬試驗臺的設(shè)計與研究

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【摘要】：目前,我國探月工程正在準備第三個階段的工作,主要是完成月面無人采樣返回的任務(wù)。我國研制的月面鉆取采樣器,在月面鉆取得到樣品之后,通過避讓機構(gòu)帶動整形機構(gòu)展開,為上升器順利返回地球提供空間。避讓機構(gòu)安全解鎖、展開是實現(xiàn)月面無人采樣返回的關(guān)鍵所在。因此,需要研制專門的設(shè)備在地面模擬月球環(huán)境對避讓機構(gòu)進行可靠性試驗。本課題的意義在于研制避讓機構(gòu)低重力模擬試驗臺來模擬月球環(huán)境,對避讓機構(gòu)進行綜合性能試驗,驗證避讓機構(gòu)的可靠性與安全性。地面低重力環(huán)境模擬包括自由落體運動、拋物線飛行、平衡力抵消等方案,結(jié)合課題實際情況,綜合各種因素考慮,本文最終選擇了可靠性高且更適合于避讓機構(gòu)的“斜面力等效法”進行低重力模擬。根據(jù)項目技術(shù)指標,對低重力模擬試驗臺的各關(guān)鍵機械部位進行詳細設(shè)計,包括避讓機構(gòu)支撐裝置、法向支撐裝置、壓緊釋放裝置、升降腿裝置等,并設(shè)計了試驗臺的運動控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。根據(jù)低重力模擬試驗臺的工作原理,對低重力模擬試驗臺的工作特性進行分析。其中包括法向支撐滾動摩擦力矩分析、電纜及傳感器對展開過程的影響、避讓機構(gòu)試驗時著陸姿態(tài)調(diào)整和避讓機構(gòu)鎖定沖擊動力學(xué)分析�；贏DAMS動力學(xué)仿真軟件,獲得了月面鉆取采樣器避讓機構(gòu)月面真實展開運動特性和避讓機構(gòu)在低重力模擬試驗臺上展開運動特性。借助低重力模擬試驗臺,開展月面鉆取采樣器避讓機構(gòu)的綜合性能試驗。通過對試驗數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進行對比,驗證了低重力模擬試驗臺的正確性;對避讓機構(gòu)不同位置的加速度進行測量,為避讓機構(gòu)鎖定沖擊的動力學(xué)分析提供數(shù)據(jù);開展了避讓機構(gòu)鎖定沖擊特性測試,驗證了能量等效補償法的可行性。對月面鉆取采樣器避讓機構(gòu)低重力模擬試驗臺進行了誤差分析,包括機械結(jié)構(gòu)引起的誤差和外部裝置本身精度引起的誤差。通過誤差分析,了解影響試驗臺精度的因素,對這些因素引起的誤差進行了評估。本文通過資料查閱、理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、仿真與試驗研究,研制了一臺適合于避讓機構(gòu)且可靠性較高的低重力模擬試驗臺,為我國探月工程的安全實施提供了技術(shù)支持。
【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】：2015
【分類號】：V416.8

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本文編號：1270182