系留氣球收放系統(tǒng)建模與仿真的研究.pdf

1、超長(zhǎng)的空中駐留時(shí)間，使得系留氣球能夠不間斷地監(jiān)視近地目標(biāo)。以系留氣球?yàn)橹黧w的系留平臺(tái)正在國(guó)土防御、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。另一方面，超長(zhǎng)的空中駐留時(shí)間以及多變地載荷也給地面收放裝置帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本文針對(duì)某系留氣球收放系統(tǒng)展開(kāi)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(jī)構(gòu)和張力釋放機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。結(jié)合具體工況，為系留氣球收放系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種合理的驅(qū)動(dòng)策略。在完成系留氣球收放系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)之后，建立了系留氣球收放系統(tǒng)

2、的虛擬樣機(jī)并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真。最后，針對(duì)系留氣球收放系統(tǒng)樣機(jī)展開(kāi)試驗(yàn)，試驗(yàn)表明所設(shè)計(jì)樣機(jī)滿足技術(shù)要求，同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了虛擬樣機(jī)技術(shù)的可行性。
　　本文主要結(jié)構(gòu)和研究?jī)?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(shì)，仔細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外系留氣球收放系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。簡(jiǎn)要說(shuō)明了本課題研究的意義和必要性，繼而簡(jiǎn)單介紹了本文的主要研究工作和內(nèi)容。
　　第二章細(xì)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(guò)大會(huì)加劇亂繩對(duì)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(shí)，考慮到系留氣球的負(fù)負(fù)載等工況，為其選擇了設(shè)計(jì)了較為合理液壓驅(qū)動(dòng)方案。負(fù)負(fù)載平衡回路、馬達(dá)備份回路以及負(fù)載敏感技術(shù)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(shù)要求，對(duì)排纜機(jī)構(gòu)和張力釋放機(jī)構(gòu)主要幾何參數(shù)展開(kāi)設(shè)計(jì)，確定了各驅(qū)動(dòng)部件的載荷條件以及傳動(dòng)比，并為后面三維模型建立、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及動(dòng)力學(xué)分析做了鋪墊。
　　

4、第四章根據(jù)設(shè)計(jì)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(dǎo)入Adams中，創(chuàng)建了該系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。通過(guò)對(duì)虛擬樣機(jī)的仿真分析，得出儲(chǔ)纜絞車以及張力釋放機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　第五章著重分析了行星齒輪減速器，計(jì)算了各齒輪組嚙合時(shí)的剛度系數(shù)。基于碰撞理論，重新建立了系留氣球收放系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。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(yùn)動(dòng)情況。
　　第六章對(duì)系留

5、氣球收放系統(tǒng)進(jìn)行了負(fù)載特性測(cè)試和速度特性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)方案滿足設(shè)計(jì)要求。另一方面試驗(yàn)數(shù)據(jù)與運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果基本一致，從而說(shuō)明虛擬樣機(jī)技術(shù)，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中具有廣闊的應(yīng)用前景。最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并簡(jiǎn)單構(gòu)思了未來(lái)可能需要研究的方向。
　　縱觀全文，針對(duì)系留氣球收放系統(tǒng)進(jìn)行了方案與參數(shù)設(shè)計(jì)，基于Adams創(chuàng)建了系留氣球收放系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，得到了關(guān)鍵傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真數(shù)據(jù)；最后對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了負(fù)載特性以及速度特性