本文關(guān)鍵詞：月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與研究

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【摘要】：目前,我國(guó)探月工程正在準(zhǔn)備第三個(gè)階段的工作,主要是完成月面無(wú)人采樣返回的任務(wù)。我國(guó)研制的月面鉆取采樣器,在月面鉆取得到樣品之后,通過(guò)避讓機(jī)構(gòu)帶動(dòng)整形機(jī)構(gòu)展開,為上升器順利返回地球提供空間。避讓機(jī)構(gòu)安全解鎖、展開是實(shí)現(xiàn)月面無(wú)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(duì)避讓機(jī)構(gòu)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。本課題的意義在于研制避讓機(jī)構(gòu)低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)來(lái)模擬月球環(huán)境,對(duì)避讓機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合性能試驗(yàn),驗(yàn)證避讓機(jī)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(yùn)動(dòng)、拋物線飛行、平衡力抵消等方案,結(jié)合課題實(shí)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(jī)構(gòu)的“斜面力等效法”進(jìn)行低重力模擬。根據(jù)項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo),對(duì)低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)的各關(guān)鍵機(jī)械部位進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì),包括避讓機(jī)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(jì)了試驗(yàn)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)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(yàn)臺(tái)的工作原理,對(duì)低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)的工作特性進(jìn)行分析。其中包括法向支撐滾動(dòng)摩擦力矩分析、電纜及傳感器對(duì)展開過(guò)程的影響、避讓機(jī)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)著陸姿態(tài)調(diào)整和避讓機(jī)構(gòu)鎖定沖擊動(dòng)力學(xué)分析�；贏DAMS動(dòng)力學(xué)仿真軟件,獲得了月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)月面真實(shí)展開運(yùn)動(dòng)特性和避讓機(jī)構(gòu)在低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)上展開運(yùn)動(dòng)特性。借助低重力模擬試驗(yàn)臺(tái),開展月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)的綜合性能試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)的正確性;對(duì)避讓機(jī)構(gòu)不同位置的加速度進(jìn)行測(cè)量,為避讓機(jī)構(gòu)鎖定沖擊的動(dòng)力學(xué)分析提供數(shù)據(jù);開展了避讓機(jī)構(gòu)鎖定沖擊特性測(cè)試,驗(yàn)證了能量等效補(bǔ)償法的可行性。對(duì)月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)低重力模擬試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了誤差分析,包括機(jī)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(guò)誤差分析,了解影響試驗(yàn)臺(tái)精度的因素,對(duì)這些因素引起的誤差進(jìn)行了評(píng)估。本文通過(guò)資料查閱、理論分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真與試驗(yàn)研究,研制了一臺(tái)適合于避讓機(jī)構(gòu)且可靠性較高的低重力模擬試驗(yàn)臺(tái),為我國(guó)探月工程的安全實(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V416.8

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本文編號(hào)：1270182