運用螺旋理論對于一種空間弱撞擊對接機構(gòu)進行傳遞功率分析,通過求解運動螺旋與力螺旋的互易積,來獲知系統(tǒng)的傳遞功率,得出傳遞功率與空間弱撞擊對接機構(gòu)本身構(gòu)型參數(shù)、對接環(huán)當前位姿信息及速度信息直接相關(guān)的結(jié)論�？紤]到在不同尺寸構(gòu)型、速度信息下的空間弱撞擊對接機構(gòu)的傳遞功率是不一樣的,不能單純通過傳遞功率來評價系統(tǒng)的優(yōu)劣,因此提出瞬時能效功率比的概念,用以評價某一構(gòu)型下空間弱撞擊對接機構(gòu)的傳遞效能,結(jié)合具體的算例對瞬時能效功率比進行求解,研究內(nèi)容與結(jié)果為新一代的空間對接機構(gòu)的性能指標參數(shù)優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。

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【部分圖文】：

圖1 弱撞擊對接機構(gòu)

空間弱撞擊式對接機構(gòu)機械結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要分為LSR負載對接環(huán)系統(tǒng)、驅(qū)動臂系統(tǒng)、支撐定位系統(tǒng)和鎖合系統(tǒng)。LSR負載對接環(huán)系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)與被動端保持一致,采用同樣的中心對稱下的導(dǎo)向瓣、定位銷孔與電磁捕獲裝置分布,但是增設(shè)了內(nèi)環(huán)與六維力傳感器,二者與外環(huán)組成了一個六維的力/力矩....

圖2 運動螺旋示意

ω為該運動旋量的軸線矢量,這對應(yīng)剛體正是角速度的表達意義;r1為基座原點到該運動旋量軸線上任一點的矢量;v為該點在基坐標系下的速度;h1為該螺旋的節(jié)距,且h1=(ω?v)/(ω?ω)。特別地,當h1=0時,該剛體瞬態(tài)運動表述為純轉(zhuǎn)動;當h1→∞時,該剛體瞬態(tài)運動表....

圖3 力螺旋示意

f為沿著該軸線方向的力矢量;r2為基座原點到該運動旋量軸線上任一點的矢量;M為該點的轉(zhuǎn)動力矩;h2為該螺旋的節(jié)距,且h2=(f?Μ)/(f?f)。特別地,當h2=0時,該力螺旋表述為純力;當h2→∞時,該力螺旋表述為純力矩。

圖4 最大傳遞功率求解示意

單純從數(shù)學角度來看,空間中相對位置關(guān)系未知的2個螺旋量,公垂線理論最大長度值顯然是無窮大,所以必須回歸弱撞擊對接機構(gòu)本身。如圖4所示,這里參考文獻[9]采用特征點法進行求解,即對于任一構(gòu)型參數(shù)下的LIDM,按照某一統(tǒng)一標準,尋找傳遞力旋量Si2軸線上的某一點Q,以Q向運動旋量Si....

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