基于網(wǎng)版印刷法的空間太陽電池陣自動裝配機器人.pdf

1、隨著中國航天事業(yè)的發(fā)展,越來越多的飛行器進入太空,空間太陽陣電源系統(tǒng)作為最主要的空間電源系統(tǒng)也越來越多的出現(xiàn)在浩瀚的太空中。日益增加的需求、更多的應用范圍對太陽電池陣電源系統(tǒng)的要求也越來越高。目前國內(nèi)空間太陽電池陣絕大部分采用手工貼裝的操作方法,操作工藝落后,太陽電池碎片率較高,制造成本居高不下。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。
　　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

2、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(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:
　　首先,在深入研究空間太陽電池片組件抓取過程、涂膠過程和布貼加壓過程后,成功研制出了基于網(wǎng)版印刷法的空間太陽陣自動裝配機器人,該機器人采用了絲網(wǎng)印刷法的涂膠方法、剛性體接觸加壓的布貼加壓方式以及獨特的抓取太陽電池片組件的機構(gòu),然后詳細介紹機器人的主要組成部分,包括四自由度機器人、涂膠機構(gòu)、布貼機構(gòu)、氣動系統(tǒng)、控

3、制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等。
　　其次,針對太陽電池陣裝配過程中對裝配精度和穩(wěn)定性要求比較嚴格的特點,首先對關(guān)鍵的工藝過程進行了運動學和動力學分析,并將機構(gòu)導入到多體動力學軟件Adams中對其進行運動學和動力學仿真;然后對兩個關(guān)鍵的接觸過程,布貼過程中太陽電池片和太陽帆板的接觸過程和涂膠過程中涂膠刮板、太陽電池片、絲網(wǎng)的接觸過程進行了仿真,這兩個過程直接影響到太陽電池陣裝配的兩個重要衡量因素:電池片的碎片率和涂膠質(zhì)量的好壞,由于過程中存在

4、柔性體,我們選擇在Ansys軟件中建立柔性體,生成有限元模型,然后將得到的結(jié)果導入到 Adams軟件中,進行接觸過程仿真,并利用分析的結(jié)果進一步優(yōu)化機器人系統(tǒng)涂膠和布貼工藝過程。
　　然后,提出了自適應數(shù)字 PID算法和專家模型預測算法,詳細介紹這兩種算法的原理和實現(xiàn),并將這兩種算法運用到實際的生產(chǎn)過程,取得了較好的結(jié)果。
　　最后,為了提高基于網(wǎng)版印刷法的空間太陽陣自動裝配機器人運行的穩(wěn)定性,開發(fā)了兩個軟件模塊,包括實時監(jiān)