基于圓柱凸輪機構(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)對航天器性能要求越來越高，航天器結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，航天器性能、使用壽命、研制和維護成本成為航天器設(shè)計的主要考慮因素。因此，國內(nèi)外對在軌組裝技術(shù)和航天器模塊化設(shè)計具有迫切需求，而接口是模塊組合在一起的紐帶，是模塊間進行物質(zhì)、能量和信息傳輸?shù)耐ǖ馈鴥?nèi)外已紛紛對航天器模塊化接口形式展開大量研究。本文通過分析并總結(jié)國外模塊化航天器接口及其設(shè)計特點，提出一種基于圓柱凸輪機構(gòu)的機械連接接口，通過原理構(gòu)建、結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)

2、計、圓柱凸輪曲線設(shè)計與優(yōu)化、靜力學(xué)和動力學(xué)仿真分析等，研制接口裝置樣機并進行試驗測試分析。
　　本研究通過對接口裝置鎖緊和解鎖過程的分析，提出了三種曲線槽設(shè)計方案，并通過對比分析，選出最優(yōu)方案，并進行細化設(shè)計;在保證裝置尺寸和功能的前提下，通過ANSYS Workbench軟件對主要承載部件進行分析。以凸輪機構(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，分別對五次項修正等速運動規(guī)律和擺線修正等速運動規(guī)律進

3、行優(yōu)化設(shè)計，最終選擇更適合的五次項修正等速運動規(guī)律作為本文凸輪曲線形式。利用ADAMS軟件對接口裝置進行動力學(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程，以及運動過程中位移、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)計的接口裝置能夠快速鎖緊和解鎖;該接口裝置從動件速度和加速度值均比較合理，在接口鎖緊時間為2s時，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可以很好的實現(xiàn)鎖緊與解鎖