空間機器人六自由度浮游目標捕獲功能地面驗證系統(tǒng)研究.pdf

1、航天器在軌捕獲和對接技術已經成為航天技術中的一個重要研究和應用方向，它是載人航天的關鍵技術，同時也是今后擴展衛(wèi)星應用能力的一個重要手段。研制衛(wèi)星用捕獲機構，目的是使衛(wèi)星盡可能長時間地維持有效和穩(wěn)定的運動軌道，以延長在軌壽命，降低更替頻率。同時，衛(wèi)星需要具備變軌能力以使其不易受到攻擊，能夠為觀察新的敏感區(qū)域重新定位，或減少對全球覆蓋多衛(wèi)星群的需求。此外，由于發(fā)射成本及重量所限，要求衛(wèi)星具有在軌服務功能，完成在軌燃料加注，利用自動負載處理系

2、統(tǒng)更換衛(wèi)星受損元件或補充耗費品等任務。衛(wèi)星用捕獲機構將大大擴展衛(wèi)星的應用范圍和使用的靈活性。 本文的主要內容為： (1)介紹了空間機器人的國內外發(fā)展現(xiàn)狀和意義?？臻g機器人的主要分類、自由飛行空間機器人的主要用途、說明了地面模擬衛(wèi)星氣浮臺的關鍵技術，闡述了氣體軸承在衛(wèi)星氣浮臺中的應用。 (2)研究了氣體靜壓軸承靜特性的有限元分析方法，分析了各個坐標系下的數(shù)學模型和保角變換關系，并詳細推導了小孔變換公式，從而能夠更精

3、確的計算軸承的流量和承載能力。 (3)研究了氣體靜壓軸承的非參數(shù)優(yōu)化研究方法，介紹了支持向機的理論和回歸方法，并用于氣體靜壓軸承的非參數(shù)建模。在此基礎上，研究了基于遺傳算法的非參數(shù)研究工作。 (4)研究了半主動空間微重力方法。主要包括豎直方向的重力補償方法的研究，在此基礎上，結合氣體靜壓軸承的研究，設計了一種半主動六自由度模擬衛(wèi)星，并研究了衛(wèi)星姿態(tài)擺放系統(tǒng)。 (5)研究了一種空間機械手的自動換爪裝置，說明了它的工