基于網(wǎng)版印刷法的空間太陽(yáng)電池陣自動(dòng)裝配機(jī)器人.pdf

1、隨著中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展,越來(lái)越多的飛行器進(jìn)入太空,空間太陽(yáng)陣電源系統(tǒng)作為最主要的空間電源系統(tǒng)也越來(lái)越多的出現(xiàn)在浩瀚的太空中。日益增加的需求、更多的應(yīng)用范圍對(duì)太陽(yáng)電池陣電源系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。目前國(guó)內(nèi)空間太陽(yáng)電池陣絕大部分采用手工貼裝的操作方法,操作工藝落后,太陽(yáng)電池碎片率較高,制造成本居高不下。這種手工貼裝的操作方法已無(wú)法適應(yīng)新一代太陽(yáng)電池輕型化和薄型化的發(fā)展趨勢(shì)。
　　作者在參與研制國(guó)內(nèi)第一臺(tái)空間太陽(yáng)電池帆板自動(dòng)貼裝機(jī)器人的基

2、礎(chǔ)上,深入研究了太陽(yáng)電池組件的抓取穩(wěn)定性、涂膠過(guò)程的質(zhì)量控制以及布貼加壓過(guò)程的質(zhì)量控制等關(guān)鍵問(wèn)題,主要完成了以下工作:
　　首先,在深入研究空間太陽(yáng)電池片組件抓取過(guò)程、涂膠過(guò)程和布貼加壓過(guò)程后,成功研制出了基于網(wǎng)版印刷法的空間太陽(yáng)陣自動(dòng)裝配機(jī)器人,該機(jī)器人采用了絲網(wǎng)印刷法的涂膠方法、剛性體接觸加壓的布貼加壓方式以及獨(dú)特的抓取太陽(yáng)電池片組件的機(jī)構(gòu),然后詳細(xì)介紹機(jī)器人的主要組成部分,包括四自由度機(jī)器人、涂膠機(jī)構(gòu)、布貼機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)系統(tǒng)、控

3、制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等。
　　其次,針對(duì)太陽(yáng)電池陣裝配過(guò)程中對(duì)裝配精度和穩(wěn)定性要求比較嚴(yán)格的特點(diǎn),首先對(duì)關(guān)鍵的工藝過(guò)程進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,并將機(jī)構(gòu)導(dǎo)入到多體動(dòng)力學(xué)軟件Adams中對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真;然后對(duì)兩個(gè)關(guān)鍵的接觸過(guò)程,布貼過(guò)程中太陽(yáng)電池片和太陽(yáng)帆板的接觸過(guò)程和涂膠過(guò)程中涂膠刮板、太陽(yáng)電池片、絲網(wǎng)的接觸過(guò)程進(jìn)行了仿真,這兩個(gè)過(guò)程直接影響到太陽(yáng)電池陣裝配的兩個(gè)重要衡量因素:電池片的碎片率和涂膠質(zhì)量的好壞,由于過(guò)程中存在

4、柔性體,我們選擇在Ansys軟件中建立柔性體,生成有限元模型,然后將得到的結(jié)果導(dǎo)入到 Adams軟件中,進(jìn)行接觸過(guò)程仿真,并利用分析的結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)器人系統(tǒng)涂膠和布貼工藝過(guò)程。
　　然后,提出了自適應(yīng)數(shù)字 PID算法和專家模型預(yù)測(cè)算法,詳細(xì)介紹這兩種算法的原理和實(shí)現(xiàn),并將這兩種算法運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程,取得了較好的結(jié)果。
　　最后,為了提高基于網(wǎng)版印刷法的空間太陽(yáng)陣自動(dòng)裝配機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性,開(kāi)發(fā)了兩個(gè)軟件模塊,包括實(shí)時(shí)監(jiān)