本文關(guān)鍵詞：地面模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)姿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 調(diào)姿機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 拓?fù)鋬?yōu)化 精度分析

【摘要】：隨著航天攝影技術(shù)的不斷發(fā)展,對于地貌的測繪質(zhì)量要求也越來越高,使得天文攝像機(jī)的尺寸和質(zhì)量不斷增大。大型天文攝像機(jī)在軌運(yùn)行工作時,為了能夠保證全方位采集圖像信息和提高成像質(zhì)量,需要在地面建立一個模擬攝像機(jī)在軌運(yùn)行的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境來對其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。攝像機(jī)尺寸和質(zhì)量的增大對地面模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)備提出了更高的要求。而作為模擬實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的攝像機(jī)調(diào)姿機(jī)構(gòu)將直接影響大型天文攝像機(jī)各項(xiàng)性能的檢測。因此,對該環(huán)境使用下的調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行研制是非常重要的。本課題主要是研制出一臺運(yùn)用于該模擬實(shí)驗(yàn)的四自由度調(diào)姿機(jī)構(gòu)。模擬實(shí)驗(yàn)對調(diào)姿機(jī)構(gòu)提出高負(fù)載、高精度、高剛度、低質(zhì)量的要求。由于低溫環(huán)境下對調(diào)姿機(jī)構(gòu)調(diào)試的成本較高,所以在調(diào)姿機(jī)構(gòu)研制期間,先使其滿足常溫下的設(shè)計(jì)指標(biāo),然后再對調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行低溫環(huán)境適應(yīng)性分析,使其能夠在真空低溫環(huán)境下正常工作�；谏鲜鲈O(shè)計(jì)思路,本課題展開了以下所述的研究工作。首先,根據(jù)項(xiàng)目的技術(shù)要求對調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì),確定調(diào)姿機(jī)構(gòu)關(guān)鍵的尺寸參數(shù)和各自由度精度控制方式。分配調(diào)姿機(jī)構(gòu)的技術(shù)指標(biāo),對各組成部件提出相應(yīng)的技術(shù)要求。建立調(diào)姿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型和力學(xué)模型,為后續(xù)調(diào)姿機(jī)構(gòu)各組成部件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供理論力學(xué)基礎(chǔ);其次,根據(jù)調(diào)姿機(jī)構(gòu)總體的設(shè)計(jì)方案對其組成部件承載臺面、舉升機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、支撐臺面和X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并建立詳細(xì)的三維模型;再次,選擇合適的拓?fù)鋬?yōu)化方式分別對重量影響較大的承載臺面和支撐臺面進(jìn)行減重優(yōu)化。獲得滿足質(zhì)量和中心下沉量兩個技術(shù)指標(biāo)要求的承載臺面和支撐臺面結(jié)構(gòu);最后,分析常溫下影響調(diào)姿機(jī)構(gòu)定位精度的誤差因素。建立調(diào)姿機(jī)構(gòu)各軸的理論誤差模型,為調(diào)姿機(jī)構(gòu)常溫標(biāo)定和誤差補(bǔ)償提供理論基礎(chǔ)。對調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行低溫環(huán)境適應(yīng)性分析,并給出X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)和舉升機(jī)構(gòu)的變形—溫度模型。
【關(guān)鍵詞】：調(diào)姿機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 拓?fù)鋬?yōu)化 精度分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V416.8
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外轉(zhuǎn)臺的研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 國外轉(zhuǎn)臺的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內(nèi)轉(zhuǎn)臺的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化在調(diào)姿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用14-15
• 1.3.1 基于均勻化法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化14-15
• 1.3.2 基于變密度法的連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化15
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 調(diào)姿機(jī)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì)與運(yùn)動學(xué)模型建立16-28
• 2.1 引言16
• 2.2 調(diào)姿機(jī)構(gòu)的技術(shù)要求16-17
• 2.3 調(diào)姿機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)17-22
• 2.3.1 調(diào)姿機(jī)構(gòu)方案對比與選擇17-19
• 2.3.2 結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸參數(shù)的確定19-21
• 2.3.3 精度保證的方式21-22
• 2.4 調(diào)姿機(jī)構(gòu)整體方案設(shè)計(jì)22-24
• 2.4.1 調(diào)姿機(jī)構(gòu)三維模型的建立22-23
• 2.4.2 調(diào)姿機(jī)構(gòu)技術(shù)指標(biāo)分配23-24
• 2.5 調(diào)姿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型和力學(xué)模型的建立24-27
• 2.5.1 調(diào)姿機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)模型的建立24-26
• 2.5.2 調(diào)姿機(jī)構(gòu)承載臺面力學(xué)模型的建立26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 調(diào)姿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-34
• 3.1 引言28
• 3.2 X向運(yùn)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)28-29
• 3.3 舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)29-30
• 3.4 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)30-31
• 3.5 承載臺面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-32
• 3.6 支撐臺面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-33
• 3.7 本章小結(jié)33-34
• 第4章 調(diào)姿機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)34-44
• 4.1 引言34
• 4.2 基于Workbench支撐臺面的優(yōu)化設(shè)計(jì)34-37
• 4.3 基于Optistruct承載臺面的優(yōu)化設(shè)計(jì)37-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 調(diào)姿機(jī)構(gòu)的精度分析44-55
• 5.1 引言44
• 5.2 調(diào)姿機(jī)構(gòu)的理論誤差建模44-48
• 5.2.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)撓度變形影響的理論誤差模型44-47
• 5.2.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上端轉(zhuǎn)軸偏心影響的理論誤差模型47-48
• 5.2.3 舉升機(jī)構(gòu)定位誤差影響的理論誤差模型48
• 5.3 常溫下調(diào)姿機(jī)構(gòu)的精度綜合分析48-50
• 5.3.1 X向精度分析48-49
• 5.3.2 Z向精度分析49
• 5.3.3 俯仰角度精度分析49-50
• 5.4 調(diào)姿機(jī)構(gòu)低溫環(huán)境適應(yīng)性分析50-54
• 5.4.1 低溫工況下調(diào)姿機(jī)構(gòu)X向精度分析52-53
• 5.4.2 低溫工況下調(diào)姿機(jī)構(gòu)Z向精度分析53-54
• 5.4.3 低溫工況下調(diào)姿機(jī)構(gòu)俯仰角度精度分析54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-61
• 致謝61

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本文編號：619239