空間機(jī)器人六自由度浮游目標(biāo)捕獲功能地面驗(yàn)證系統(tǒng)研究.pdf

1、航天器在軌捕獲和對(duì)接技術(shù)已經(jīng)成為航天技術(shù)中的一個(gè)重要研究和應(yīng)用方向，它是載人航天的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也是今后擴(kuò)展衛(wèi)星應(yīng)用能力的一個(gè)重要手段。研制衛(wèi)星用捕獲機(jī)構(gòu)，目的是使衛(wèi)星盡可能長時(shí)間地維持有效和穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)軌道，以延長在軌壽命，降低更替頻率。同時(shí)，衛(wèi)星需要具備變軌能力以使其不易受到攻擊，能夠?yàn)橛^察新的敏感區(qū)域重新定位，或減少對(duì)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(wù)功能，完成在軌燃料加注，利用自動(dòng)負(fù)載處理系

2、統(tǒng)更換衛(wèi)星受損元件或補(bǔ)充耗費(fèi)品等任務(wù)。衛(wèi)星用捕獲機(jī)構(gòu)將大大擴(kuò)展衛(wèi)星的應(yīng)用范圍和使用的靈活性。 本文的主要內(nèi)容為： (1)介紹了空間機(jī)器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和意義?？臻g機(jī)器人的主要分類、自由飛行空間機(jī)器人的主要用途、說明了地面模擬衛(wèi)星氣浮臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)，闡述了氣體軸承在衛(wèi)星氣浮臺(tái)中的應(yīng)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(gè)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型和保角變換關(guān)系，并詳細(xì)推導(dǎo)了小孔變換公式，從而能夠更精

3、確的計(jì)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(jī)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(chǔ)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(dòng)空間微重力方法。主要包括豎直方向的重力補(bǔ)償方法的研究，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合氣體靜壓軸承的研究，設(shè)計(jì)了一種半主動(dòng)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(jī)械手的自動(dòng)換爪裝置，說明了它的工