近幾年,隨著在軌服務技術的快速發(fā)展,空間非合作目標的在軌抓捕技術吸引了世界各國的注意。通過一系列針對空間非合作目標抓捕技術的調(diào)研和對比,當前傳統(tǒng)的空間抓捕機構有一些缺點,如體積重量較大,能耗高且成本高等。為了克服這些問題,本文提出了一種新型的由大行程形狀記憶合金(Shape Memory Alloy,SMA)驅(qū)動的空間非合作目標平行抓捕機構。根據(jù)對抓捕機構的技術指標和設計要求,對方案設計思路進行了總結歸納,介紹了SMA抓捕機構結構組成和工作原理,并分別對SMA驅(qū)動器,耦合傳動機構和抓捕手爪進行了詳細設計;為了評估所提出的SMA抓捕機構的性能,建立了偏置元件選擇模型、夾緊力計算模型和抓捕范圍分析模型三個理論模型;設計了配套的感知反饋系統(tǒng)用以獲得SMA抓捕機構在抓捕過程中的關鍵信息并判斷抓捕任務是否成功。SMA材料具有兩種特殊性質(zhì),形狀記憶效應和超彈性效應。在Brinson提出的宏觀唯象一維本構模型的基礎上,建立了SMA絲的應力應變關系,并提出了SMA驅(qū)動器的設計理論和設計方法;分別研究了三種典型驅(qū)動器:單向SMA驅(qū)動器、偏置力SMA驅(qū)動器和差分SMA驅(qū)動器的驅(qū)動路徑;為了利用SMA絲作為...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 空間碎片抓捕機構研究現(xiàn)狀
        1.2.2 空間抓捕末端執(zhí)行器研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
第2章 形狀記憶合金抓捕機構方案及結構設計
    2.1 引言
    2.2 設計指標及要求
        2.2.1 技術指標
        2.2.2 設計要求
    2.3 形狀記憶合金抓捕機構總體方案
    2.4 形狀記憶合金抓捕機構的結構設計
        2.4.1 形狀記憶合金驅(qū)動器設計
        2.4.2 耦合傳動系統(tǒng)設計
        2.4.3 抓捕手爪設計
    2.5 形狀記憶合金抓捕機構感知反饋系統(tǒng)設計
        2.5.1 感知反饋系統(tǒng)原理及組成
        2.5.2 形狀記憶合金抓捕機構的抓捕策略分析
        2.5.3 形狀記憶合金抓捕機構抓捕判定方法研究
    2.6 本章小結
第3章 形狀記憶合金驅(qū)動器性能研究
    3.1 引言
    3.2 形狀記憶合金特性
        3.2.1 形狀記憶效應
        3.2.2 超彈性特性
    3.3 形狀記憶合金絲直線驅(qū)動器驅(qū)動特性分析
        3.3.1 形狀記憶合金宏觀唯象一維本構模型
        3.3.2 形狀記憶合金高低溫應力應變特性
        3.3.3 基于Brinson模型的形狀記憶合金驅(qū)動器特性分析
    3.4 形狀記憶合金絲通電驅(qū)動熱力學行為分析
    3.5 形狀記憶合金驅(qū)動器驅(qū)動潛能和機械效率分析
    3.6 本章小結
第4章 形狀記憶合金抓捕機構力學仿真與性能實驗
    4.1 引言
    4.2 形狀記憶合金抓捕機構的關鍵特性仿真分析
        4.2.1 形狀記憶合金驅(qū)動器滑桿靜強度仿真分析
        4.2.2 十字剪切鉸耦合機構瞬態(tài)動力學分析及仿真
    4.3 形狀記憶合金絲性能測試實驗
        4.3.1 形狀記憶合金絲特性參數(shù)標定實驗
        4.3.2 形狀記憶合金絲驅(qū)動性能測試系統(tǒng)設計及實驗
    4.4 形狀記憶合金抓捕機構樣機地面實驗
        4.4.1 模擬抓捕功能實驗
        4.4.2 夾緊力和抓捕范圍實驗
        4.4.3 SMA抓捕機構的抓捕精度實驗
        4.4.4 形狀記憶合金抓捕機構技術指標符合性分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及其它成果
致謝



本文編號：3793442