本文關(guān)鍵詞：基于外驅(qū)動(dòng)內(nèi)置臂的航天服上肢壽命試驗(yàn)系統(tǒng)　出處：《北京交通大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：艙外航天服肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)是由多層織物構(gòu)成的疊褶或平褶波紋結(jié)構(gòu),在肘關(guān)節(jié)附近設(shè)置了軸承提供一定角度旋轉(zhuǎn)的自由度,通過織物密封保證充氣壓力。在可靠性與活動(dòng)能力之間的折衷是航天服設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在艙外航天服的使用中,手臂的活動(dòng)使上肢多次彎曲致使材料疲勞,最終造成漏氣而失效是必然的。因此在艙外航天服研制和使用中預(yù)先知道艙外航天服重要部件的壽命是非常重要的。采用人工方法對(duì)艙外航天服上肢進(jìn)行壽命試驗(yàn)效率低,且試驗(yàn)數(shù)據(jù)不易獲得。研制基于外驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的艙外航天服上肢壽命試驗(yàn)系統(tǒng)代替人手臂對(duì)艙外航天服上肢進(jìn)行壽命試驗(yàn),可以快速準(zhǔn)確的進(jìn)行艙外航天服上肢壽命試驗(yàn)。由于艙外航天服上肢內(nèi)部空間狹小,且內(nèi)部織物易受損傷,仿人機(jī)械臂能否模仿人手臂帶動(dòng)艙外航天服上肢實(shí)現(xiàn)數(shù)萬次彎曲、伸展運(yùn)動(dòng),是實(shí)現(xiàn)艙外航天服上肢壽命試驗(yàn)的關(guān)鍵。論文針對(duì)艙外航天服上肢的使用特點(diǎn),運(yùn)用D-H方法建立艙外航天服上肢數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,應(yīng)用Matlab完成了艙外航天服上肢運(yùn)動(dòng)軌跡仿真。在此基礎(chǔ)上,研究并討論了多種方式的仿人手臂驅(qū)動(dòng)裝置,最終設(shè)計(jì)了雙擺動(dòng)氣缸分別驅(qū)動(dòng)艙外航天服上肢的肩關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié),實(shí)現(xiàn)上肢肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的彎曲、伸展運(yùn)動(dòng)；研制了被動(dòng)式內(nèi)置可伸縮機(jī)械臂改進(jìn)了艙外航天服上肢的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,并且可以適應(yīng)不同尺寸的航天服。用壓力傳感器、氣動(dòng)控制閥以及NI板卡構(gòu)建了艙外航天服上肢壽命試驗(yàn)氣路系統(tǒng)以及測(cè)控系,采用Labview軟件編寫了系統(tǒng)的測(cè)控程序。經(jīng)過實(shí)際使用,證明艙外航天服上肢壽命試驗(yàn)系統(tǒng)可以完成預(yù)期目標(biāo),驗(yàn)證了以被動(dòng)內(nèi)置機(jī)械臂結(jié)合外部驅(qū)動(dòng)的試驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)艙外航天服上肢的壽命試驗(yàn)。論文的研究結(jié)果對(duì)于艙外航天服材料耐用性以及艙外航天服可靠性研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V416.8;V445.3

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