隨著空間站和深空探測技術的發(fā)展,折展式太陽翼運用增多,對其品質也提出了更高要求,太陽翼地面零重力展開試驗的需求也隨之增加。為便于試驗裝置綜合利用以及節(jié)省空間,提高試驗設備的靈活性和響應速度,本課題提出了一種可移動、伸縮式自動調平的太陽翼地面零重力展開試驗裝置。該裝置具有高精度、低摩擦、大跨度和大剛度的特點。根據(jù)技術指標要求,進行了系統(tǒng)的總體方案設計,設計出一種粗調就位和精調定位的二級混聯(lián)伸縮的吊梁系統(tǒng);采用彈簧和滑輪系統(tǒng)相結合的方式解決了調平和鎖定工況消除間隙的問題,為系統(tǒng)穩(wěn)定的工作提供了保障;采用剛鉸結合的方式解決了大跨度安裝難題;利用Solid Works和Auto CAD分別建立了試驗裝置機械系統(tǒng)的三維模型和二維工程圖紙。針對該系統(tǒng)的結構,建立了高效、高精度計算系統(tǒng)等效剛度的數(shù)學模型,并導出了剛度計算公式,利用SAP84驗證了公式的正確性;利用ANSYS建立了平臺、搖臂架和整機的有限元模型,對它們在自重單獨作用、載荷單獨作用等工況進行了結構有限元靜力分析,驗證了剛度和強度均滿足指標要求。分別進行了模態(tài)分析和瞬態(tài)動力學分析。模態(tài)分析得到了系統(tǒng)前10階振型和固有頻率值,為系統(tǒng)避免共振... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

國際空間站太陽翼示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文天器是否能滿負載工作以及正常運行影響巨大。此，在太陽翼進入太空之前進行地面試驗來驗證其展開的可靠性而且，太陽翼在太空中處于零重力狀態(tài)，進行地面試驗的時候，需補償。在這種背景下，研究零重力模擬試驗裝置來消除重力影響，零重力環(huán)境，使太陽翼在地面完成零重力展開試驗，驗證展開的穩(wěn)重要。如圖 1-2 所示為某宇航局進行地面零重力試驗現(xiàn)場[8]。

圖 1-3 大型天線懸吊零重力試驗 圖 1-4 機器人伸縮臂零重力試驗利用自由落體原理的設備主要有落管、落塔[24]，以及做拋物線飛行的航天器。其中，國外比較著名的有如圖 1-5 所示的德國不萊梅落塔和如圖 1-6 所示的日本的 JAMIC 微重力塔。不萊梅落塔是在 1990 年竣工，目前它在空間研究領域發(fā)揮著重要作用，因為它可以模擬零重力環(huán)境達到 4.74 秒[25]。日本的 JAMIC微重力塔可以保持系統(tǒng) 10s 零重力環(huán)境，是世界上第一個具備這種能力的落塔[16]。在國內，2003 年我國國家微重力試驗室建立了具有國際先進水平的百米落塔設備，可以獲得優(yōu)于 10-5g 的微重力水平，試驗持續(xù)時間可達 3.6s。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]三維重力補償方法與空間浮游目標模擬實驗裝置研究[D]. 姚燕生.中國科學技術大學 2006
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碩士論文
[1]重復折展鎖解式太陽翼機構設計及其性能測試[D]. 孔菲.浙江理工大學 2014
[2]大型太陽翼盤繞式展開機構多體動力學研究[D]. 楊俊.清華大學 2013
[3]剪式可展桁架展開過程動力學分析[D]. 紀斌.南京航空航天大學 2012
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[5]氣浮實驗平臺設計及控制方法研究[D]. 徐峰.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[6]空間大型機械手地面重力補償裝置的研究[D]. 高凱.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[7]空間機械臂回轉臂式微重力模擬裝置研究[D]. 郝峰.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[8]半主動微重力地面模擬平臺高精度控制系統(tǒng)的研究[D]. 岳翠萍.中國科學技術大學 2010
[9]高精度大跨度天車的橫梁結構設計及自動調平系統(tǒng)的研究[D]. 張偉.哈爾濱工業(yè)大學 2009



本文編號：2928498