微重力條件下多間隙機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)仿真與試驗(yàn)研究.pdf

1、本文主要內(nèi)容為多間隙空間機(jī)械臂的地面微重力試驗(yàn)研究，并搭建相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)。未來航天器的發(fā)展向著長壽命、高可靠性的方向發(fā)展，在長時(shí)間的服役過程中，關(guān)節(jié)處不可避免的會(huì)發(fā)生摩擦磨損，進(jìn)而出現(xiàn)間隙。因此，研究微重力環(huán)境下間隙對機(jī)械臂系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響，可以為延長空間機(jī)械臂的使用壽命提供理論指導(dǎo)。
　　文中首先對國內(nèi)外空間機(jī)械臂的發(fā)展情況、空間機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)研究以及微重力模擬技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研，確定了試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)構(gòu)為平面三關(guān)節(jié)多間

2、隙機(jī)械臂，并通過氣懸浮的方式實(shí)現(xiàn)微重力的模擬。
　　然后，根據(jù)關(guān)節(jié)可調(diào)間隙的要求，提出用改變一對漸開線支持圓柱齒輪中心距的方式，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)間隙的連續(xù)可調(diào)。詳細(xì)分析了標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪的齒廓參數(shù)，及其實(shí)際傳動(dòng)狀態(tài)下的嚙合參數(shù)，推導(dǎo)了齒側(cè)間隙與齒輪實(shí)際中心距之間的關(guān)系。根據(jù)Hertz接觸理論及其相關(guān)的研究成果，推導(dǎo)了含間隙狀態(tài)下齒輪的接觸碰撞力模型。綜合上述需求，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)構(gòu)原型的三維模型，并基于ADAMS搭建其動(dòng)力學(xué)模型。<

3、br>　　基于以上理論研究的基礎(chǔ)，結(jié)合任務(wù)書的設(shè)計(jì)要求，確定了試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)構(gòu)各個(gè)關(guān)鍵部位的功能，并制定了機(jī)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。根據(jù)方案中的詳細(xì)設(shè)計(jì)要求，對每個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)并形成零件的三維模型，將各個(gè)零件進(jìn)行裝配得到機(jī)構(gòu)的三維裝配模型。繪制每個(gè)零件的工程圖紙并對其進(jìn)行加工，并對加工件進(jìn)行裝配，初步測試其能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。詳細(xì)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和供氣輔助系統(tǒng)等試驗(yàn)驗(yàn)證的輔助系統(tǒng)，為試驗(yàn)測量提供保障。測試了整個(gè)試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)，驗(yàn)證其能夠達(dá)到預(yù)期