系留氣球收放系統(tǒng)建模與仿真的研究.pdf

1、超長的空中駐留時間，使得系留氣球能夠不間斷地監(jiān)視近地目標。以系留氣球為主體的系留平臺正在國土防御、環(huán)境監(jiān)測等領域發(fā)揮著重要作用。另一方面，超長的空中駐留時間以及多變地載荷也給地面收放裝置帶來了挑戰(zhàn)。本文針對某系留氣球收放系統(tǒng)展開研究，分析了亂繩現(xiàn)象產(chǎn)生原因及其影響，提出了系留氣球收放系統(tǒng)排纜機構(gòu)和張力釋放機構(gòu)的設計方案。結(jié)合具體工況，為系留氣球收放系統(tǒng)設計了一種合理的驅(qū)動策略。在完成系留氣球收放系統(tǒng)的參數(shù)設計之后，建立了系留氣球收放系統(tǒng)

2、的虛擬樣機并進行了運動學和動力學仿真。最后，針對系留氣球收放系統(tǒng)樣機展開試驗，試驗表明所設計樣機滿足技術要求，同時試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，驗證了虛擬樣機技術的可行性。
　　本文主要結(jié)構(gòu)和研究內(nèi)容如下：
　　第一章首先介紹了系留氣球收放系統(tǒng)的研究背景和發(fā)展趨勢，仔細分析了國內(nèi)外系留氣球收放系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。簡要說明了本課題研究的意義和必要性，繼而簡單介紹了本文的主要研究工作和內(nèi)容。
　　第二章細致分析了亂繩現(xiàn)象的表現(xiàn)形

3、式及其所產(chǎn)生的影響。張力過大會加劇亂繩對纜繩的破壞，為此，提出了一種高效的排纜和張力釋放方案。同時，考慮到系留氣球的負負載等工況，為其選擇了設計了較為合理液壓驅(qū)動方案。負負載平衡回路、馬達備份回路以及負載敏感技術等均在該回路中有所體現(xiàn)。
　　第三章結(jié)合系留氣球收放系統(tǒng)具體技術要求，對排纜機構(gòu)和張力釋放機構(gòu)主要幾何參數(shù)展開設計，確定了各驅(qū)動部件的載荷條件以及傳動比，并為后面三維模型建立、運動學分析以及動力學分析做了鋪墊。
　　

4、第四章根據(jù)設計所得幾何參數(shù)，在SolidWorks中創(chuàng)建了系留氣球收放系統(tǒng)三維模型，并將創(chuàng)建所得三維模型導入Adams中，創(chuàng)建了該系統(tǒng)的虛擬樣機。通過對虛擬樣機的仿真分析，得出儲纜絞車以及張力釋放機構(gòu)運動規(guī)律。
　　第五章著重分析了行星齒輪減速器，計算了各齒輪組嚙合時的剛度系數(shù)?；谂鲎怖碚摚匦陆⒘讼盗魵馇蚴辗畔到y(tǒng)的虛擬樣機。分別分析了在穩(wěn)定載荷以及沖擊載荷下條件下，行星減速器各齒輪的受力以及運動情況。
　　第六章對系留

5、氣球收放系統(tǒng)進行了負載特性測試和速度特性測試，測試結(jié)果表明所設計方案滿足設計要求。另一方面試驗數(shù)據(jù)與運動學和動力學仿真結(jié)果基本一致，從而說明虛擬樣機技術，在產(chǎn)品開發(fā)過程中具有廣闊的應用前景。最后對全文進行了總結(jié)，并簡單構(gòu)思了未來可能需要研究的方向。
　　縱觀全文，針對系留氣球收放系統(tǒng)進行了方案與參數(shù)設計，基于Adams創(chuàng)建了系留氣球收放系統(tǒng)的虛擬樣機，得到了關鍵傳動部件的運動學和動力學仿真數(shù)據(jù)；最后對樣機進行了負載特性以及速度特性