月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)研制及試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2019-12-01 07:36
【摘要】:月球探測(cè)是我國(guó)的重大航天戰(zhàn)略工程,具有巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和科學(xué)意義,是邁向深空探測(cè)的重要一步。我國(guó)目前已經(jīng)完成了探月工程(一期)、探月工程(二期)兩個(gè)階段的任務(wù)。探月工程(三期)預(yù)計(jì)將于2017年前后完成月面無(wú)人采樣返回階段。迄今為止,成功進(jìn)行月面無(wú)人采樣返回的的只有前蘇聯(lián),他們采取鉆進(jìn)式深層取樣策略,月面鉆取采樣結(jié)束后,需要避讓機(jī)構(gòu)可靠解鎖、展開為上升器起飛提供避讓空間。本課題針對(duì)我國(guó)探月工程(三期)任務(wù)要求,研制具有輕量化、高可靠性的新型避讓機(jī)構(gòu);同時(shí),研制月面低重力模擬測(cè)試設(shè)備對(duì)避讓機(jī)構(gòu)進(jìn)行綜合性能測(cè)試,以期獲取月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)的真實(shí)月面綜合特性,為后續(xù)的工程實(shí)踐提供技術(shù)支持。 通過查閱相關(guān)資料,開展月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)的多方案設(shè)計(jì)。開展了直驅(qū)式、傾斜擺轉(zhuǎn)式、繩驅(qū)式避讓機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)與比較分析,,確定了繩驅(qū)式避讓機(jī)構(gòu)的優(yōu)選方案。繩驅(qū)式避讓機(jī)構(gòu)分為驅(qū)動(dòng)組件、回轉(zhuǎn)鉸鏈組件、展開臂桿組件三個(gè)部分,實(shí)現(xiàn)避讓機(jī)構(gòu)的解鎖、展開及鎖定功能。 根據(jù)月面環(huán)境參數(shù),對(duì)因著陸器著陸姿態(tài)變化引起的避讓機(jī)構(gòu)工作環(huán)境變化進(jìn)行分析,確定避讓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)約束條件,進(jìn)行關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算;詳細(xì)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)組件、回轉(zhuǎn)鉸鏈組件、展開臂桿組件;贏DAMS進(jìn)行避讓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,獲取避讓機(jī)構(gòu)的全程展開時(shí)間、角速度等;基于LS-DYNA進(jìn)行鎖定沖擊分析,獲取因末速度帶來(lái)的沖擊對(duì)相關(guān)結(jié)構(gòu)件的影響情況。 月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)必須具有高可靠性,現(xiàn)有的仿真手段并不能全面的評(píng)估避讓機(jī)構(gòu)在月面環(huán)境下的真實(shí)綜合特性。基于斜面力等效的方法,研制月面低重力模擬測(cè)試設(shè)備,在地面模擬月面的1/6g環(huán)境,通過調(diào)節(jié)測(cè)試設(shè)備參數(shù)模擬著陸器在月面的著陸姿態(tài),營(yíng)造避讓機(jī)構(gòu)的月面工作環(huán)境。進(jìn)行測(cè)試設(shè)備詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成機(jī)械系統(tǒng)集成。設(shè)計(jì)并搭建避讓機(jī)構(gòu)綜合性能測(cè)試系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)避讓解鎖的運(yùn)動(dòng)控制和相關(guān)傳感器的數(shù)據(jù)采集和分析處理。 借助低重力模擬測(cè)試設(shè)備,開展月面鉆取采樣器避讓機(jī)構(gòu)的綜合性能測(cè)試分析。進(jìn)行避讓機(jī)構(gòu)全過程展開運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試分析、功能組件力學(xué)特性測(cè)試分析、鎖定沖擊特性分析,完成了避讓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,為探月工程的實(shí)施提供參考。
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:P184.5;P634
本文編號(hào):2568302
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:P184.5;P634
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):2568302
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