微重力條件下多間隙機械臂動力學仿真與試驗研究.pdf

1、本文主要內(nèi)容為多間隙空間機械臂的地面微重力試驗研究，并搭建相應的試驗驗證系統(tǒng)。未來航天器的發(fā)展向著長壽命、高可靠性的方向發(fā)展，在長時間的服役過程中，關節(jié)處不可避免的會發(fā)生摩擦磨損，進而出現(xiàn)間隙。因此，研究微重力環(huán)境下間隙對機械臂系統(tǒng)動力學特性的影響，可以為延長空間機械臂的使用壽命提供理論指導。
　　文中首先對國內(nèi)外空間機械臂的發(fā)展情況、空間機械臂的動力學研究以及微重力模擬技術的研究現(xiàn)狀進行了調(diào)研，確定了試驗驗證機構為平面三關節(jié)多間

2、隙機械臂，并通過氣懸浮的方式實現(xiàn)微重力的模擬。
　　然后，根據(jù)關節(jié)可調(diào)間隙的要求，提出用改變一對漸開線支持圓柱齒輪中心距的方式，實現(xiàn)關節(jié)間隙的連續(xù)可調(diào)。詳細分析了標準漸開線直齒圓柱齒輪的齒廓參數(shù)，及其實際傳動狀態(tài)下的嚙合參數(shù)，推導了齒側間隙與齒輪實際中心距之間的關系。根據(jù)Hertz接觸理論及其相關的研究成果，推導了含間隙狀態(tài)下齒輪的接觸碰撞力模型。綜合上述需求，設計了試驗驗證機構原型的三維模型，并基于ADAMS搭建其動力學模型。<

3、br>　　基于以上理論研究的基礎，結合任務書的設計要求，確定了試驗驗證機構各個關鍵部位的功能，并制定了機構的詳細設計方案。根據(jù)方案中的詳細設計要求，對每個零件進行設計并形成零件的三維模型，將各個零件進行裝配得到機構的三維裝配模型。繪制每個零件的工程圖紙并對其進行加工，并對加工件進行裝配，初步測試其能否達到設計要求。詳細設計控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和供氣輔助系統(tǒng)等試驗驗證的輔助系統(tǒng)，為試驗測量提供保障。測試了整個試驗驗證系統(tǒng)，驗證其能夠達到預期