【摘要】：空間電磁對接是空間服務(wù)技術(shù),是航天領(lǐng)域內(nèi)研究熱點(diǎn)話題。目前,空間對接最后階段推力器是關(guān)閉的,動力無法控制,依靠慣性進(jìn)行剛性硬對接,其缺少對突發(fā)情況的控制能力。所以,為了很好解決對接最后時期動力無法控制,依靠慣性進(jìn)行剛性硬對接問題,出現(xiàn)空間電磁對接技術(shù)。其利用在航天器上安裝產(chǎn)生電磁力的電磁裝置來對對接過程慣性力進(jìn)行實(shí)時減弱完成對接,不僅可有效避免依靠慣性進(jìn)行剛性對接問題,而且具有連續(xù)、可逆及非接觸控制能力的空間對接關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,本論文設(shè)計了一種質(zhì)量小,體積小,功能簡單的空間電磁對接鎖緊釋放機(jī)構(gòu),并通過相關(guān)動力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)對機(jī)構(gòu)的仿真分析以及電磁裝置選型進(jìn)行研究分析。本文電磁對接機(jī)構(gòu)中具有創(chuàng)新性是按壓式旋轉(zhuǎn)鎖緊機(jī)構(gòu),并對旋轉(zhuǎn)鎖緊轉(zhuǎn)釋放技術(shù)的工作原理和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了闡述和計算,并通過仿真分析說明該技術(shù)的可行性�？臻g電磁對接機(jī)構(gòu)對接的成功與否取決于對接機(jī)構(gòu)的容差性能(位置、姿態(tài)容差),所以容差決定對接過程的成功和失敗。因此本文對電磁對接機(jī)構(gòu)的在一定位置容差和姿態(tài)容差的是否能夠成功對接進(jìn)行了分析。主要通過ADAMS動力學(xué)仿真軟件對對接機(jī)構(gòu)在不同位置容差位置容差下對接可行性進(jìn)行仿真分析,進(jìn)而確定最大位置容差和姿態(tài)容差;同時,還分析了影響對接過程的相關(guān)動力學(xué)參數(shù),通過仿真很好分析該對接機(jī)構(gòu)的可行性。然后,本文分析了加速度過載和振動沖擊對電磁對接機(jī)構(gòu)在發(fā)射過程和空間運(yùn)動過程中受到的影響,運(yùn)用ANSYS Workbench仿真軟件,分別對空間電磁對接機(jī)構(gòu)受到加速度、振動沖擊和對接機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵件的強(qiáng)度進(jìn)行了分析,確定了對接機(jī)構(gòu)在升空,空間運(yùn)動過程中是否滿足強(qiáng)度要求。最后,在電磁對接機(jī)構(gòu)中電磁裝置尺寸、質(zhì)量、功率限制條件下確定了電磁裝置形狀、尺寸、線圈匝數(shù)。并通過Ansoft Maxwell電磁仿真軟件對其進(jìn)行電磁力仿真計算,并通過該軟件對電磁對接裝置模型布置方式進(jìn)行了研究。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V423
【圖文】：

在地面上能夠看到航天器以外領(lǐng)域，NASA 進(jìn)行了 MiniAERC 年在 STS-87 航天器[8]上進(jìn)行攝像實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)包括自動分離、 1.4 所示。該項(xiàng)目中為艙外攝像頭裝置安裝了依靠電磁鐵之間吸放與收回對接裝置。2005 年 6 月，項(xiàng)目完成了 MiniAERCam 電實(shí)驗(yàn)如圖 1.5 所示。對接的主被動連接與釋放機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖

為解決在地面上能夠看到航天器以外領(lǐng)域，NASA 進(jìn)行了 MiniAERCam 項(xiàng)目。目于 1997 年在 STS-87 航天器[8]上進(jìn)行攝像實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)包括自動分離、自動收回務(wù)，如圖 1.4 所示。該項(xiàng)目中為艙外攝像頭裝置安裝了依靠電磁鐵之間吸力和斥力現(xiàn)多次釋放與收回對接裝置。2005 年 6 月，項(xiàng)目完成了 MiniAERCam 電磁對接的原理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)如圖 1.5 所示。對接的主被動連接與釋放機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖 1.6 所示[7]。

為解決在地面上能夠看到航天器以外領(lǐng)域，NASA 進(jìn)行了 MiniAERCam 項(xiàng)目。目于 1997 年在 STS-87 航天器[8]上進(jìn)行攝像實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)包括自動分離、自動收回務(wù)，如圖 1.4 所示。該項(xiàng)目中為艙外攝像頭裝置安裝了依靠電磁鐵之間吸力和斥力現(xiàn)多次釋放與收回對接裝置。2005 年 6 月，項(xiàng)目完成了 MiniAERCam 電磁對接的原理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)如圖 1.5 所示。對接的主被動連接與釋放機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖 1.6 所示[7]。

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