考慮重力效應(yīng)與間隙的空間機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、空間機(jī)械臂在航天工程中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著所執(zhí)行任務(wù)難度的增加，對空間機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)精度提出更高的要求。由于空間機(jī)械臂在地面研制和調(diào)試，在太空工作，重力環(huán)境的改變直接影響空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性，在地面上裝調(diào)好的機(jī)械臂能否在太空中正常運(yùn)行已經(jīng)成為研究人員關(guān)注的熱點(diǎn)。以往的研究中，學(xué)者們通過在地面建立微重力環(huán)境來模擬微重力下空間機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)并獲取空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，由于地面重力場的干擾，模擬微重力環(huán)境所獲取的空間機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性參數(shù)并不能

2、完全反映真實(shí)微重力情況下空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性。本文從重力角度對空間機(jī)械臂進(jìn)行研究，通過分析重力對空間機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性的影響，以求對模擬微重力空間機(jī)械臂試驗(yàn)給予指導(dǎo)意見，在重力影響空間機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)行為的物理機(jī)制以及空間機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模方面給予建議。
　　在研究重力對空間機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性影響方面，本文主要考慮了兩個(gè)因素，其一，在空間機(jī)械臂的地面調(diào)試階段，如果重力場方向與機(jī)械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度方向夾角改變，該關(guān)節(jié)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化；

3、其二，空間機(jī)械臂的關(guān)節(jié)存在間隙，在重力與間隙綜合作用下，空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性與微重力下含間隙的空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性也會(huì)不同。
　　基于以上兩點(diǎn)，本文以空間機(jī)械臂為研究對象，運(yùn)用現(xiàn)代仿真方法對空間機(jī)械臂進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析，主要包括以下主要內(nèi)容：
　　首先，基于Pro/e建立了6自由度空間機(jī)械臂三維實(shí)體模型，并將虛擬樣機(jī)導(dǎo)入ADAMS平臺，通過ADAMS平臺的動(dòng)力學(xué)建模理論并且依據(jù)空間機(jī)械臂實(shí)際質(zhì)量參數(shù)、物理特性以及相對運(yùn)動(dòng)情

4、況建立了該空間機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)仿真模型。
　　其次，分析了不同重力場取向下無鉸間隙空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性。對比了在重力方向與機(jī)械臂關(guān)節(jié)角速度方向夾角變化的情況下空間機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，總結(jié)了重力對空間機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律。
　　最后，分析了不同重力場取向下含鉸間隙的空間機(jī)械臂的動(dòng)態(tài)特性。通過對比不同重力取向下與不同間隙值的情況下空間機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，總結(jié)了重力與運(yùn)動(dòng)副間隙綜合作用對空間機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律。為空間機(jī)械臂