空間太陽電池自動貼裝機器人.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，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器人的基礎上，深入研究了太陽電池組件的抓取穩(wěn)定性、涂膠過程的質量控制以及布貼加壓過程的質量控制等關鍵問題，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上，成功研制出太陽帆板自動貼裝機器人，該機器人主要由涂膠機構、布貼機構

3、、控制系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)幾大部分組成。由于機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)的主要運動過程和主要氣動過程，建立了系統(tǒng)的運動學模型和動力學模型。 2.由于太陽電池組件的貼裝過程完全是在機器人抓取作用下完成的，因此文章分析了機器人抓取太陽電池組件的穩(wěn)定性問題。首先分析了造成機器人抓取太陽電池組件失敗的主要原因，繼而分析了機器人在不同運動狀態(tài)下抓持太陽電池組件的穩(wěn)定性問題，并分析了吸盤負壓系統(tǒng)的響應問題，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壓系統(tǒng)的泄漏問題，并給出了當吸盤負壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏時，要保證機器人穩(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行了實驗驗證。 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，研究了應用太陽帆板自動貼裝機器人進行涂膠操作的時序問題，并基于粘性流體力學理論，建立了涂膠過程管內(nèi)膠體流動的數(shù)學模型，確定了影響機器人涂膠質量的因素及函數(shù)

5、關系，給出了機器人膠線軌跡參數(shù)和膠層厚度的確定方法及數(shù)學模型。根據(jù)論文的研究可以得到任意涂膠時序下機器人合適的涂膠參數(shù)。理論研究基礎上，作者還進行了大量實驗研究，數(shù)據(jù)對比結果表明了涂膠過程質量控制模型的有效性。 4.提出了機器人的自動布貼加壓方法，深入研究了機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