空間太陽電池自動貼裝機(jī)器人.pdf

1、我國空間太陽電池帆板一直采用手工貼裝的操作方法，操作工藝落后，太陽帆板貼裝質(zhì)量不可控，貼裝中，膠液經(jīng)常大量溢出太陽電池，污染太陽電池表面，且太陽電池碎片率較高，制造成本居高不下，太陽電池組件的貼裝位置精度、布貼壓力和膠層厚度均不可控。這種手工貼裝的操作方法已無法適應(yīng)新一代太陽電池輕型化和薄型化的發(fā)展趨勢?？臻g太陽電池帆板自動貼裝機(jī)器人的研制優(yōu)化了我國太陽帆板的加工工藝，提高了我國太陽帆板的加工品質(zhì)，解決了膠液大量溢出太陽電池的問題，電池

2、碎片率幾乎為零，有效地控制了太陽帆板的貼裝制造成本，且對太陽電池組件的貼裝位置精度、布貼壓力數(shù)值和膠層厚度大小均給出了有效的控制方法和控制模型。作者在參與研制國內(nèi)第一臺空間太陽電池帆板自動貼裝機(jī)器人的基礎(chǔ)上，深入研究了太陽電池組件的抓取穩(wěn)定性、涂膠過程的質(zhì)量控制以及布貼加壓過程的質(zhì)量控制等關(guān)鍵問題，主要完成了以下工作： 1.在深入研究太陽帆板自動貼裝方法的基礎(chǔ)上，成功研制出太陽帆板自動貼裝機(jī)器人，該機(jī)器人主要由涂膠機(jī)構(gòu)、布貼機(jī)構(gòu)

3、、控制系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)幾大部分組成。由于機(jī)器人的主要操作都是在氣動系統(tǒng)作用下完成的，因此文章分析了系統(tǒng)的主要運(yùn)動過程和主要?dú)鈩舆^程，建立了系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型和動力學(xué)模型。 2.由于太陽電池組件的貼裝過程完全是在機(jī)器人抓取作用下完成的，因此文章分析了機(jī)器人抓取太陽電池組件的穩(wěn)定性問題。首先分析了造成機(jī)器人抓取太陽電池組件失敗的主要原因，繼而分析了機(jī)器人在不同運(yùn)動狀態(tài)下抓持太陽電池組件的穩(wěn)定性問題，并分析了吸盤負(fù)壓系統(tǒng)的響應(yīng)問題，以及由

4、于太陽電池組件的制造精度誤差和吸盤空間姿態(tài)誤差所引起的吸盤負(fù)壓系統(tǒng)的泄漏問題，并給出了當(dāng)吸盤負(fù)壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏時(shí)，要保證機(jī)器人穩(wěn)定抓取太陽電池組件所必須具備的條件。并對太陽電池組件抓取過程的原理方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 3.文章提出了太陽帆板自動貼裝過程的有效涂膠方法和有效涂膠軌跡，研究了應(yīng)用太陽帆板自動貼裝機(jī)器人進(jìn)行涂膠操作的時(shí)序問題，并基于粘性流體力學(xué)理論，建立了涂膠過程管內(nèi)膠體流動的數(shù)學(xué)模型，確定了影響機(jī)器人涂膠質(zhì)量的因素及函數(shù)

5、關(guān)系，給出了機(jī)器人膠線軌跡參數(shù)和膠層厚度的確定方法及數(shù)學(xué)模型。根據(jù)論文的研究可以得到任意涂膠時(shí)序下機(jī)器人合適的涂膠參數(shù)。理論研究基礎(chǔ)上，作者還進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究，數(shù)據(jù)對比結(jié)果表明了涂膠過程質(zhì)量控制模型的有效性。 4.提出了機(jī)器人的自動布貼加壓方法，深入研究了機(jī)器人自動布貼加壓過程中布貼膠體在太陽電池與太陽基板間的流動問題。通過研究布貼膠體的流動過程，提出了沿太陽電池不同區(qū)域方向，涂膠區(qū)域邊界下的不同確定方法，給出了布貼加壓過程中