基于圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的模塊化航天器接口研究.pdf

1、隨著航天事業(yè)的快速發(fā)展，各種航天任務(wù)對(duì)航天器性能要求越來(lái)越高，航天器結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，航天器性能、使用壽命、研制和維護(hù)成本成為航天器設(shè)計(jì)的主要考慮因素。因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)在軌組裝技術(shù)和航天器模塊化設(shè)計(jì)具有迫切需求，而接口是模塊組合在一起的紐帶，是模塊間進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息傳輸?shù)耐ǖ?。?guó)內(nèi)外已紛紛對(duì)航天器模塊化接口形式展開大量研究。本文通過(guò)分析并總結(jié)國(guó)外模塊化航天器接口及其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，提出一種基于圓柱凸輪機(jī)構(gòu)的機(jī)械連接接口，通過(guò)原理構(gòu)建、結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)

2、計(jì)、圓柱凸輪曲線設(shè)計(jì)與優(yōu)化、靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析等，研制接口裝置樣機(jī)并進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試分析。
　　本研究通過(guò)對(duì)接口裝置鎖緊和解鎖過(guò)程的分析，提出了三種曲線槽設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)對(duì)比分析，選出最優(yōu)方案，并進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì);在保證裝置尺寸和功能的前提下，通過(guò)ANSYS Workbench軟件對(duì)主要承載部件進(jìn)行分析。以凸輪機(jī)構(gòu)的最大速度Vm、最大加速度Am和最大躍度Jm的值都比較合理為優(yōu)化目標(biāo)，分別對(duì)五次項(xiàng)修正等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律和擺線修正等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)

3、行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終選擇更適合的五次項(xiàng)修正等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律作為本文凸輪曲線形式。利用ADAMS軟件對(duì)接口裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真。仿真結(jié)果比較直觀的顯示了接口裝置鎖緊與解鎖過(guò)程，以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移、速度和加速度等參數(shù)的變化情況。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的接口裝置能夠快速鎖緊和解鎖;該接口裝置從動(dòng)件速度和加速度值均比較合理，在接口鎖緊時(shí)間為2s時(shí)，鎖緊鉤最大速度為0.016m/s，最大加速度為1.53m/s2。研制的接口裝置原理樣機(jī)可以很好的實(shí)現(xiàn)鎖緊與解鎖