航天器结构发展趋势及其对材料的需求

航天器结构是航天器的重要组成部分和基础,是在各种力学环境和空间环境下,为航天器及其各分系统提供支撑、承受和传递载荷,并保持一定刚度和尺寸稳定性的部件和附件的总称。其中,附件是指在空间伸展在卫星本体之外的大型结构件,或星体内大型设备的主承力部分,如太阳翼、天线、相机支架和镜筒等。航天器结构在     

新型恒力末端执行机构力学特性研究

单根纵向受载变形梁与线性螺旋弹簧并联使用,提出一种可实现恒力输出的新型末端执行机构。分别建立了单根受载变形梁和恒力末端执行机构的力学模型。利用解析方法参数化分析了单根受载变形梁设计参数和线性螺旋弹簧预载荷对恒力末端执行机构输出力学特性的影响。考虑恒力末端执行机构在未知环境精细操作过程中冲击载荷的影响,假设受到典型半正弦冲击载荷作用,利用四阶龙格-库塔法对恒力末端执行机构动力学方程进行求解。计算结果表明:单根受载变形梁的纵向预压缩量、自由长度和线性螺旋弹簧预载荷可调整恒力机构的输出力幅值和有效恒力范围;冲击脉冲持续时间长度和系统阻尼可影响恒力末端执行机构输出动态力的幅值和衰减时间。     

在轨可更换模块对接接口技术综述

针对航天工程上对航天器进行模块更换的在轨服务与维护技术需求，梳理了国内外在轨可更换模块对接接口技术的研究进展和成果。从对接接口与机械臂动作特点出发，重点对其技术需求、功能原理、性能指标等进行了综述，对国内外在轨可更换模块对接接口技术的差距进行了对比分析，并提出了我国在轨可更换模块对接接口关键技术的发展方向。     

微小卫星整星模块化结构的模态分析

应用有限元软件ANSYS的板单元和梁单元，建立不同的微小卫星整星结构的有限元模型。通过模态仿真分析计算结果讨论，得出微小卫星结构的质量分布对系统的固有频率及振动的影响程度。为后续整星结构有效载荷合理分布提供可靠的依据。     

一种神经康复机器人的研制

介绍了一种神经康复机器人,阐述了机器人的详细结构、工作原理、使用方法以及在结构上和控制模式上为 了保证患者瘫肢的安全所采取的策略。通过健康人实验证实了该机器人能够满足神经损伤患者康复训练的一般要 求,有望用于患者的临床康复训练。     

具有悬挂系统的轮腿式机器人设计与分析

设计了一种具有独立悬挂系统和足端缓冲机构的六足轮腿式机器人.该机器人结合了轮式机器人和腿式机器人的优点,同时将汽车的独立悬挂系统的设计思想应用在机器人上,降低了不平整地面对机器人的冲击,并减轻了由此引起的振动,保证了机器人在不同的复杂环境下机身内部环境的稳定.本文对该机器人的机构与结构进行阐述,建立了其运动学模型以及其悬挂系统机构和足端缓冲机构的单自由度振动模型,并对其缓冲机理进行分析对比.通过ADAMS仿真软件在不同地形环境下对其进行动力学仿真分析,验证了在机器人的运动过程中,与足端缓冲机构相比,悬挂系统的缓冲减震效果受地形影响较小,且悬挂系统和足端缓冲机构相结合会比单一缓冲机构具有更好的缓冲减震作用.     

基于柔顺控制的机器人装配技术

针对复杂接触环境下机器人柔顺装配困难的问题,提出了一种基于受力信息精准获取与改进力/位混合控制算法的柔顺装配方法.在对机器人末端力传感器进行零点补偿及负载重力补偿后,通过矩阵变换实时计算出装配接触点处机器人末端执行器的真实受力,并在力控制过程中让机器人的运动遵循双曲正切速度-力关系.实验结果表明,机器人在装配过程中并未发生明显的抖动,所提算法具有良好的柔顺装配效果.     

一种非线性能量阱的构建及瞬态特征分析

使用单根欧拉梁作为非线性刚度元件,建立其边界固支条件下的理论模型。考虑线性刚度对单根欧拉梁输出刚度影响几乎可忽略,可有效构建一种近似纯立方刚度的非线性能量阱;以抑制星载设备在主动发射段来自运载火箭瞬态载荷的影响,建立结构板-星载设备-非线性能量阱系统动力学模型;利用所建模型进行仿真计算,并根据振动吸收和系统中各部分能量传递特征研究非线性能量阱的工作性能。研究结果表明,采用单根欧拉梁成功构建可在工程中应用的非线性能量阱,且给出了发生靶能量传递的初始条件。     

空间机器人系统研制能力体系构建与应用

空间机器人是近年来为满足我国航天应用与发展需求而建立的新型专业和新领域。空间机器人系统涉及机械、电子、控制、热控、光学、传感等多种学科,各学科交叉融合,难以开展全物理验证。结合空间站机械臂、月面采样机械臂等型号研制背景,阐述空间机器人系统基础研制能力体系建设和应用,可为类似复杂系统研制提供参考。     

基于管理熵理论的航天复杂新研产品研制风险控制管理

基于管理熵理论,结合航天复杂新研产品研制特点和难点,构建航天复杂新研产品研制风险评价指标体系,从内部环境和外部环境两个方面对航天复杂新研产品研制风险的各个影响要素进行分析,并提出管理控制措施。该方法在空间站核心舱机械臂产品研制项目中进行了探索实践,并在我国深空探测领域中的火星车与表取采样机械臂等产品研制和预研项目中进行了应用拓展,可为今后类似航天复杂新研产品的研制与风险管控提供参考。