慣性傳感器測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析
發(fā)布時(shí)間:2021-02-24 23:08
近年來(lái),空間引力波探測(cè)成為研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。空間引力波探測(cè)的基本原理是利用激光干涉測(cè)量?jī)勺杂蓱腋y(cè)試質(zhì)量之間的距離變化。測(cè)試質(zhì)量不僅在干涉測(cè)量中要保持自由懸浮狀態(tài),同時(shí)作為慣性傳感器的感應(yīng)部件,受到電容式傳感器的驅(qū)動(dòng)與檢測(cè),需與電極籠保持適當(dāng)間隙。為保證在太空中測(cè)試質(zhì)量的無(wú)初速度的自由懸浮,測(cè)試質(zhì)量在發(fā)射過(guò)程中的鎖緊以及在太空中的定位釋放顯得尤為重要。本文針對(duì)測(cè)試質(zhì)量的鎖緊以及在太空中的定位釋放開(kāi)展研究,設(shè)計(jì)了測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)由兩部分組成,鎖緊機(jī)構(gòu)以及捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)。鎖緊機(jī)構(gòu)采用壓電電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋副的設(shè)計(jì)方案。通過(guò)螺旋副以及連桿機(jī)構(gòu)將壓電電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本運(yùn)動(dòng),并在發(fā)射過(guò)程中充分利用螺旋副的自鎖性能對(duì)測(cè)試質(zhì)量進(jìn)行鎖緊?蓪(shí)現(xiàn)上下1200N的鎖緊力。并采用碟簧預(yù)緊的頂桿保證測(cè)試質(zhì)量的受力均勻以及較高剛度。在完成鎖緊機(jī)構(gòu)初步原理方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,對(duì)鎖緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析,分析結(jié)果顯示該鎖緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程平緩,不會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較大的振動(dòng)沖擊。同時(shí)研制了鎖緊機(jī)構(gòu)的第一代原理樣機(jī),對(duì)輸出力進(jìn)行分析測(cè)量,并以此為依據(jù)對(duì)鎖緊頂桿進(jìn)行修調(diào),保證了鎖緊頂桿輸出力的均勻性。捕獲定位釋放...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 空間引力波探測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放機(jī)構(gòu)研究進(jìn)展
1.3 本課題研究?jī)?nèi)容
第二章 測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放機(jī)構(gòu)整體方案設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放需求分析
2.3 鎖緊機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.3.1 夾持位置選擇
2.3.2 鎖緊機(jī)構(gòu)原理
2.3.3 連桿初步設(shè)計(jì)
2.3.4 螺紋傳動(dòng)分析與電機(jī)選擇計(jì)算
2.4 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.4.1 捕獲定位機(jī)構(gòu)位置及尺寸要求
2.4.2 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案原理
2.5 本章小結(jié)
第三章 測(cè)試質(zhì)量鎖緊機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)與分析
3.1 引言
3.2 鎖緊機(jī)構(gòu)分析
3.2.1 鎖緊機(jī)構(gòu)特性分析
3.2.2 鎖緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.2.3 連桿機(jī)構(gòu)輸出力分析
3.2.4 連桿機(jī)構(gòu)ADAMS仿真分析
3.3 鎖緊機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
3.3.1 頂部支架設(shè)計(jì)與分析
3.3.2 鎖緊頂桿設(shè)計(jì)及其裝配方案
3.4 鎖緊機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析
3.5 鎖緊機(jī)構(gòu)樣機(jī)試制與功能性實(shí)驗(yàn)測(cè)試
3.5.1 鎖緊機(jī)構(gòu)樣機(jī)試制
3.5.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
3.5.3 鎖緊機(jī)構(gòu)輸出力測(cè)量與頂桿裝配修調(diào)
3.6 本章小結(jié)
第四章 測(cè)試質(zhì)量捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)與分析
4.1 引言
4.2 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)器選擇
4.2.1 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)
4.2.2 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件具體結(jié)構(gòu)
4.2.3 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)測(cè)量傳感器設(shè)計(jì)
4.2.4 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.3 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試與分析
4.3.1 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器原理
4.3.2 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試系統(tǒng)
4.3.3 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介與攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]應(yīng)用于空間精密測(cè)量的全玻璃光纖耦合器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 趙亞,姚東,王智,方超,李鈺鵬. 中國(guó)光學(xué). 2019(03)
[2]電極不對(duì)稱(chēng)性對(duì)慣性傳感器性能損失的研究[J]. 王少鑫,齊克奇,王玉坤,王智,陳立恒. 中國(guó)光學(xué). 2019(03)
[3]空間引力波探測(cè)方案的探討[J]. 胡文瑞. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(12)
[4]壓電尺蠖直線電機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 趙余杰,孫慶龍,張志豪,應(yīng)志奇,周鵬飛,黃金磊,崔玉國(guó). 壓電與聲光. 2018(02)
[5]“天琴計(jì)劃”太空中捕捉宇宙漣漪[J]. 劉志遠(yuǎn). 科技導(dǎo)報(bào). 2016(03)
[6]空間引力波探測(cè)計(jì)劃-LISA系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]. 王智,馬軍,李靜秋. 中國(guó)光學(xué). 2015(06)
[7]箝位體剛度平衡對(duì)被動(dòng)箝位壓電驅(qū)動(dòng)器性能的影響[J]. 郭文峰,曲建俊,曲華杰,汪駿雄. 光學(xué)精密工程. 2015(03)
[8]激光干涉儀引力波探測(cè)器[J]. 王運(yùn)永,朱興江,劉見(jiàn),馬宇波,朱宗宏,曹軍威,都志輝,王小鴿,錢(qián)進(jìn),殷聰,劉忠有,BLAIR D,JU Li,ZHAO Chun-nong. 天文學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[9]尺蠖型壓電直線電動(dòng)機(jī)制作及性能測(cè)試[J]. 李全松. 微特電機(jī). 2014(06)
[10]光刻物鏡波像差檢測(cè)球面波發(fā)生裝置的研制[J]. 齊克奇,向陽(yáng). 儀器儀表學(xué)報(bào). 2014(07)
博士論文
[1]壓電促動(dòng)器的納米級(jí)精度控制及其在光刻物鏡中的應(yīng)用研究[D]. 李朋志.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2019
[2]復(fù)雜約束下的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)仿真分析[D]. 馬鑫.中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2015
碩士論文
[1]步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D]. 劉宇陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]貨運(yùn)飛船貨盤(pán)重復(fù)鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 王宇兵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3050071
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 課題研究背景及意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 空間引力波探測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放機(jī)構(gòu)研究進(jìn)展
1.3 本課題研究?jī)?nèi)容
第二章 測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放機(jī)構(gòu)整體方案設(shè)計(jì)
2.1 引言
2.2 測(cè)試質(zhì)量鎖緊釋放需求分析
2.3 鎖緊機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.3.1 夾持位置選擇
2.3.2 鎖緊機(jī)構(gòu)原理
2.3.3 連桿初步設(shè)計(jì)
2.3.4 螺紋傳動(dòng)分析與電機(jī)選擇計(jì)算
2.4 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
2.4.1 捕獲定位機(jī)構(gòu)位置及尺寸要求
2.4.2 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案原理
2.5 本章小結(jié)
第三章 測(cè)試質(zhì)量鎖緊機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)與分析
3.1 引言
3.2 鎖緊機(jī)構(gòu)分析
3.2.1 鎖緊機(jī)構(gòu)特性分析
3.2.2 鎖緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
3.2.3 連桿機(jī)構(gòu)輸出力分析
3.2.4 連桿機(jī)構(gòu)ADAMS仿真分析
3.3 鎖緊機(jī)構(gòu)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
3.3.1 頂部支架設(shè)計(jì)與分析
3.3.2 鎖緊頂桿設(shè)計(jì)及其裝配方案
3.4 鎖緊機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性分析
3.5 鎖緊機(jī)構(gòu)樣機(jī)試制與功能性實(shí)驗(yàn)測(cè)試
3.5.1 鎖緊機(jī)構(gòu)樣機(jī)試制
3.5.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
3.5.3 鎖緊機(jī)構(gòu)輸出力測(cè)量與頂桿裝配修調(diào)
3.6 本章小結(jié)
第四章 測(cè)試質(zhì)量捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)與分析
4.1 引言
4.2 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)器選擇
4.2.1 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)
4.2.2 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)部件具體結(jié)構(gòu)
4.2.3 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)測(cè)量傳感器設(shè)計(jì)
4.2.4 捕獲定位釋放機(jī)構(gòu)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.3 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試與分析
4.3.1 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器原理
4.3.2 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試系統(tǒng)
4.3.3 尺蠖型壓電驅(qū)動(dòng)器性能測(cè)試分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介與攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]應(yīng)用于空間精密測(cè)量的全玻璃光纖耦合器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 趙亞,姚東,王智,方超,李鈺鵬. 中國(guó)光學(xué). 2019(03)
[2]電極不對(duì)稱(chēng)性對(duì)慣性傳感器性能損失的研究[J]. 王少鑫,齊克奇,王玉坤,王智,陳立恒. 中國(guó)光學(xué). 2019(03)
[3]空間引力波探測(cè)方案的探討[J]. 胡文瑞. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(12)
[4]壓電尺蠖直線電機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 趙余杰,孫慶龍,張志豪,應(yīng)志奇,周鵬飛,黃金磊,崔玉國(guó). 壓電與聲光. 2018(02)
[5]“天琴計(jì)劃”太空中捕捉宇宙漣漪[J]. 劉志遠(yuǎn). 科技導(dǎo)報(bào). 2016(03)
[6]空間引力波探測(cè)計(jì)劃-LISA系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J]. 王智,馬軍,李靜秋. 中國(guó)光學(xué). 2015(06)
[7]箝位體剛度平衡對(duì)被動(dòng)箝位壓電驅(qū)動(dòng)器性能的影響[J]. 郭文峰,曲建俊,曲華杰,汪駿雄. 光學(xué)精密工程. 2015(03)
[8]激光干涉儀引力波探測(cè)器[J]. 王運(yùn)永,朱興江,劉見(jiàn),馬宇波,朱宗宏,曹軍威,都志輝,王小鴿,錢(qián)進(jìn),殷聰,劉忠有,BLAIR D,JU Li,ZHAO Chun-nong. 天文學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[9]尺蠖型壓電直線電動(dòng)機(jī)制作及性能測(cè)試[J]. 李全松. 微特電機(jī). 2014(06)
[10]光刻物鏡波像差檢測(cè)球面波發(fā)生裝置的研制[J]. 齊克奇,向陽(yáng). 儀器儀表學(xué)報(bào). 2014(07)
博士論文
[1]壓電促動(dòng)器的納米級(jí)精度控制及其在光刻物鏡中的應(yīng)用研究[D]. 李朋志.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2019
[2]復(fù)雜約束下的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)仿真分析[D]. 馬鑫.中國(guó)科學(xué)院研究生院(空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心) 2015
碩士論文
[1]步進(jìn)式壓電驅(qū)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的研究[D]. 劉宇陽(yáng).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]貨運(yùn)飛船貨盤(pán)重復(fù)鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析[D]. 王宇兵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號(hào):3050071
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3050071.html
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