模塊化關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其位置控制的研究.pdf

1、隨著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，衛(wèi)星上的可展開附件的展開故障率越來越高。本文在國防科工委民用航天預(yù)研項目“衛(wèi)星在軌自維護(hù)及遙操作關(guān)鍵技術(shù)的研究”的資助下，研制了用于衛(wèi)星在軌自維護(hù)系統(tǒng)的機(jī)械臂上的一個模塊化關(guān)節(jié)。
　　本文根據(jù)機(jī)械臂的技術(shù)要求，結(jié)合空間環(huán)境對模塊化關(guān)節(jié)的要求，采用機(jī)電一體化的設(shè)計思想設(shè)計了高集成度和高可靠性的模塊化關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)具有力矩感知、電機(jī)位置感知、關(guān)節(jié)位置感知和溫度感知等功能。本文利用有限元分

2、析軟件Patran和Nastran對關(guān)節(jié)中的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了強(qiáng)度分析，結(jié)果表明關(guān)節(jié)中的關(guān)鍵零部件滿足強(qiáng)度要求。
　　關(guān)節(jié)力矩傳感器是機(jī)械臂柔性關(guān)節(jié)的重要傳感元件。關(guān)節(jié)力矩傳感器不僅為機(jī)械臂的柔順控制提供力感信息，而且可以用于關(guān)節(jié)的位置控制。本文提出了三種力矩傳感器的彈性體結(jié)構(gòu)形式，并利用Patran和Nastran對其進(jìn)行了分析，結(jié)合分析結(jié)果和模塊化關(guān)節(jié)中零件間的連接關(guān)系對力矩傳感器結(jié)構(gòu)的要求，從中選擇了一種形式的力矩傳感器。最后