小行星探測具有獲取太陽系演化信息,獲得稀有礦產(chǎn)資源,促進未來深空探測等重要意義。由于這些重要的意義,美國、日本、歐空局等國家和組織已經(jīng)多次開展了小行星探測活動。小行星具有弱引力、高真空、地形不確切等特點,導致目前小行星探測器還主要采用飛掠、繞飛、“一觸即走”等探測方式,只能獲得少量的信息,無法開展深入的科學研究。因此需要開展軟著陸及附著探測,保證探測器可以多次、長時間的穩(wěn)固于小行星星表開展采樣工作,以獲取更詳實的小行星信息。本文以探測器附著采樣為目標,參考國內(nèi)外應用于月球、火星和小天體的著陸緩沖裝置,進行小行星探測器著陸緩沖裝置的詳細設計,通過動力學聯(lián)合仿真,驗證緩沖裝置方案設計的可行性,設計并搭建試驗臺,開展著陸緩沖裝置試驗研究。通過對已有的小行星探測研究的分析,得出小行星表面的重力加速度、地形結構、溫度環(huán)境等主要物理特征,確定了著陸緩沖裝置設計的總體目標,形成了著陸緩沖裝置方案。根據(jù)著陸緩沖裝置設計方案,詳細設計了小行星探測器著陸緩沖裝置的著陸腿桿、足墊傳感器裝置和電磁阻尼單元,并完成控制系統(tǒng)設計。利用Simulink和Adams對著陸緩沖裝置開展動力學聯(lián)合仿真,驗證了探測器著陸緩... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 著陸緩沖裝置研究現(xiàn)狀
        1.2.2 著陸緩沖特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 探測器著陸緩沖裝置方案設計
    2.1 小行星表面環(huán)境
    2.2 緩沖方案構型對比分析
        2.2.1 緩沖裝置的支撐結構
        2.2.2 著陸腿緩沖形式
    2.3 著陸腿裝置方案分析
        2.3.1 滑桿腿式著陸腿方案
        2.3.2 四連桿腿式著陸腿方案
        2.3.3 擺桿腿式著陸腿方案
        2.3.4 著陸腿方案優(yōu)選
    2.4 本章小結
第3章 探測器著陸緩沖裝置詳細設計
    3.1 著陸腿整體設計
        3.1.1 著陸腿桿設計
        3.1.2 足墊與傳感器部件
    3.2 電磁阻尼單元設計
        3.2.1 傳動部件設計
        3.2.2 電機選型設計
    3.3 控制系統(tǒng)設計
    3.4 本章小結
第4章 探測器著陸過程動力學仿真分析
    4.1 聯(lián)合仿真模型建立
        4.1.1 仿真模型建立
        4.1.2 仿真參數(shù)設置
    4.2 單著陸腿動力學聯(lián)合仿真
        4.2.1 單腿仿真系統(tǒng)設置
        4.2.2 單腿仿真結果分析
    4.3 三著陸腿動力學聯(lián)合仿真
        4.3.1 三腿仿真系統(tǒng)設置
        4.3.2 三腿仿真結果分析
    4.4 本章小結
第5章 探測器著陸緩沖裝置試驗研究
    5.1 著陸緩沖裝置試驗臺設計
        5.1.1 試驗臺方案設計
        5.1.2 試驗臺機械系統(tǒng)設計
        5.1.3 試驗臺控制系統(tǒng)設計
    5.2 單腿著陸緩沖試驗
        5.2.1 直立式單腿著陸緩沖試驗
        5.2.2 側置式單腿著陸緩沖試驗
    5.3 雙腿著陸緩沖試驗
        5.3.1 雙腿垂直著陸緩沖試驗
        5.3.2 雙腿左傾著陸緩沖試驗
        5.3.3 雙腿右傾著陸緩沖試驗
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]漫談小行星及其探測與開發(fā)[J]. 東方星.  國際太空. 2017(07)
[2]小行星探測進展及技術特點分析[J]. 廖慧兮,王彤,賈曉宇.  國際太空. 2017(07)
[3]小天體探測任務統(tǒng)計與分析[J]. 王冠,武小琴.  國際太空. 2017(07)
[4]“嫦娥三號”任務及其初步科學成果[J]. 張巧玲.  中國科學院院刊. 2017(01)
[5]一種用于垂直降落重復使用運載器的緩沖器性能分析[J]. 岳帥,聶宏,張明,羅超,徐大富.  宇航學報. 2016(06)
[6]鋁蜂窩材料溫度環(huán)境適應性試驗研究[J]. 黃江平,滿劍鋒,楊建中,葉耀坤,劉榮強,鄧宗全.  載人航天. 2016(03)
[7]小行星形貌特征的分析與描述[J]. 王棟,徐青,邢帥,劉衷瑞.  深空探測學報. 2015(04)
[8]歐洲“羅塞塔”釋放“菲萊”成功著陸[J]. 劉嘉寧.  國際太空. 2015(02)
[9]嫦娥三號著陸器著陸緩沖系統(tǒng)設計與驗證[J]. 楊建中,曾福明,滿劍鋒,朱汪.  中國科學:技術科學. 2014(05)
[10]嫦娥三號探測器的技術設計與成就[J]. 孫澤洲,張廷新,張熇,賈陽,張洪華,陳建新,吳學英,申振榮.  中國科學:技術科學. 2014(04)

博士論文
[1]小行星著陸裝置及其侵徹錨固的研究[D]. 趙志軍.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]腿式著陸緩沖裝置吸能特性及軟著陸過程動力學仿真研究[D]. 李萌.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]腿式星球著陸器動力學與穩(wěn)定性研究[D]. 胡亞冰.哈爾濱工業(yè)大學 2011

碩士論文
[1]垂直起降重復使用運載器軟著陸系統(tǒng)研究[D]. 陶海峰.南京航空航天大學 2017
[2]載人登月飛行器用多級蜂窩緩沖器及全機軟著陸沖擊研究[D]. 盧志強.哈爾濱工業(yè)大學 2015



本文編號：3649751