空間機(jī)械臂地面零重力模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)及分析.pdf

1、針對(duì)空間機(jī)械臂地面物理仿真系統(tǒng)中零重力模擬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題,本文主要從三個(gè)方向展開(kāi)了設(shè)計(jì)與分析:空間機(jī)械臂地面零重力模擬系統(tǒng)三維模型與力學(xué)模型的建立與研究、零重力模擬系統(tǒng)各個(gè)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、零重力模擬系統(tǒng)模擬程度探討與空間機(jī)械臂之間相互影響。
　　通過(guò)構(gòu)建空間機(jī)械臂零重力工裝的三維建模與力學(xué)模型確定了研究對(duì)象的基本幾何參數(shù)與力學(xué)參數(shù),對(duì)研究對(duì)象有了直觀與深入的印象,為后面的分析與設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。通過(guò)三維模型對(duì)空間機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)

2、進(jìn)行仿真,解決了仿真過(guò)程中暴露出的一些機(jī)械結(jié)構(gòu)問(wèn)題;通過(guò)分析空間機(jī)械臂零重力模擬系統(tǒng)的力學(xué)模型,推導(dǎo)了零重力工裝對(duì)模擬精度的影響。
　　先從系統(tǒng)整體的角度對(duì)空間機(jī)械臂地面零重力模擬系統(tǒng)按照功能的需求進(jìn)行了總體的規(guī)劃,然后在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)而周全的設(shè)計(jì)與分析:確定了機(jī)械支撐系統(tǒng)各個(gè)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)與具體功能分析;完成了對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組成、功能分析及相應(yīng)軟件的編寫(xiě);通過(guò)計(jì)算和選擇合適的氣足來(lái)設(shè)計(jì)最優(yōu)的氣懸浮系統(tǒng)。

3、r>　　通過(guò)對(duì)空間機(jī)械臂地面零重力模擬試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得出幾組比對(duì)數(shù)據(jù),然后在結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推導(dǎo)與計(jì)算:在對(duì)空間機(jī)械臂地面模擬仿真過(guò)程所得的數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)及處理得基礎(chǔ)上,對(duì)空間機(jī)械臂零重力模擬的關(guān)鍵指標(biāo)減載效率進(jìn)行了分析與計(jì)算;通過(guò)分析試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象并結(jié)合當(dāng)時(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)零重力模擬系統(tǒng)與空間機(jī)械臂本體之間的共振耦合作用進(jìn)行了推導(dǎo)與分析,在所得結(jié)論的基礎(chǔ)上提出了理論上的解決方案。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn)主要有:以往氣懸浮式零重力

4、模擬直接采用剛性支撐,忽略了空間機(jī)械臂是柔性體與氣浮臺(tái)面不平等影響因素,使零重力模擬精度降低。本文引入了柔性機(jī)構(gòu)來(lái)降低上述原因造成的影響,并在基于多自由度系統(tǒng)振動(dòng)的理論對(duì)系統(tǒng)之間的共振耦合作用進(jìn)行了分析與推導(dǎo)。以往空間機(jī)械臂零重力模擬試驗(yàn)沒(méi)有考慮零重力工裝對(duì)試驗(yàn)的精度的影響及支撐點(diǎn)(吊點(diǎn))的優(yōu)化問(wèn)題,本文基于最小方差理論對(duì)支撐點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)與。以往零重力試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是達(dá)到功能,本文在長(zhǎng)期試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出了影響零