空間機械臂地面零重力模擬系統(tǒng)設計及分析.pdf

1、針對空間機械臂地面物理仿真系統(tǒng)中零重力模擬系統(tǒng)的設計問題,本文主要從三個方向展開了設計與分析:空間機械臂地面零重力模擬系統(tǒng)三維模型與力學模型的建立與研究、零重力模擬系統(tǒng)各個分系統(tǒng)設計與分析、零重力模擬系統(tǒng)模擬程度探討與空間機械臂之間相互影響。
　　通過構建空間機械臂零重力工裝的三維建模與力學模型確定了研究對象的基本幾何參數(shù)與力學參數(shù),對研究對象有了直觀與深入的印象,為后面的分析與設計打下了良好的基礎。通過三維模型對空間機械臂的運動

2、進行仿真,解決了仿真過程中暴露出的一些機械結構問題;通過分析空間機械臂零重力模擬系統(tǒng)的力學模型,推導了零重力工裝對模擬精度的影響。
　　先從系統(tǒng)整體的角度對空間機械臂地面零重力模擬系統(tǒng)按照功能的需求進行了總體的規(guī)劃,然后在此基礎上對各個子系統(tǒng)進行了詳細而周全的設計與分析:確定了機械支撐系統(tǒng)各個部分的詳細設計與具體功能分析;完成了對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計、組成、功能分析及相應軟件的編寫;通過計算和選擇合適的氣足來設計最優(yōu)的氣懸浮系統(tǒng)。

3、r>　　通過對空間機械臂地面零重力模擬試驗結果進行分析得出幾組比對數(shù)據(jù),然后在結合試驗現(xiàn)象進行推導與計算:在對空間機械臂地面模擬仿真過程所得的數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計及處理得基礎上,對空間機械臂零重力模擬的關鍵指標減載效率進行了分析與計算;通過分析試驗過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象并結合當時的試驗數(shù)據(jù)對零重力模擬系統(tǒng)與空間機械臂本體之間的共振耦合作用進行了推導與分析,在所得結論的基礎上提出了理論上的解決方案。
　　本文創(chuàng)新點主要有:以往氣懸浮式零重力

4、模擬直接采用剛性支撐,忽略了空間機械臂是柔性體與氣浮臺面不平等影響因素,使零重力模擬精度降低。本文引入了柔性機構來降低上述原因造成的影響,并在基于多自由度系統(tǒng)振動的理論對系統(tǒng)之間的共振耦合作用進行了分析與推導。以往空間機械臂零重力模擬試驗沒有考慮零重力工裝對試驗的精度的影響及支撐點(吊點)的優(yōu)化問題,本文基于最小方差理論對支撐點進行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化的目標函數(shù)與。以往零重力試驗系統(tǒng)的設計目標就是達到功能,本文在長期試驗基礎上提出了影響零