基于非线性特性的空间站转位机构拓扑优化

针对含非线性特性的空间站转位机构轻量化设计问题,建立了考虑非线性特性的结构/机构拓扑优化分析方法,通过模拟静力试验过程方法得到其力–位移曲线,按照特定的原则提取出非线性结构的等效刚度,得出转位机构捕获连接机构考虑非线性特性的分析结果与静刚度试验结果误差在10%以内,满足工程实际应用需要,说明了捕获连接机构非线性刚度分析方法的可行性.采用变密度法(SIMP),建立了含非线性特性的转位机构拓扑优化模型,开展了空间站转位机构中间支架拓扑优化分析和减重设计,结构减重24%.分析结果表明,转位机构满足刚度和强度要求,实现了空间站转位机构轻量化设计的目标,说明了该分析方法的有效性.本研究建立的含局部非线性特性的拓扑优化分析方法为空间站转位机构轻量化设计提供了解决途径,也为其他非线性结构机构拓扑优化提供了参考,同时为中国空间站重点工程项目的建设提供了技术支撑.

光纤陀螺寻北仪四位置转位机构设计及其控制

光纤陀螺(FOG)寻北仪利用光纤陀螺敏感地球自转角速率的水平分量,经解算获得载体参考轴与北向的夹角。转位控制方案设计是寻北仪系统设计中一个极其重要的环节,转位机构的转位精度必须满足寻北的精度要求。该文详细介绍了光纤陀螺寻北仪转位机构设计、实现途径以及对寻北精度的影响。实验证实采用多位置转位机构达到了系统寻北的精度要求。

行星齿轮-槽轮间歇转位机构的设计研究

经过对行星齿轮－槽轮间歇转位组合机构的分析研究，得出了可靠的设计原理和 参数，为同类产品设计制造提供了有价值的参考依据．

空间站转位机构末端效应器位姿设定试验方法研究

针对空间站转位机构末端效应器地面试验要求,提出采用并联机构实现执行器与适配器之间的六维空间位姿设定。首先,设计了6自由度并联机构,并对其机构构成和工作原理进行了阐述;其次对所设计并联机构的工作空间运动学及作动器与适配器的运动干涉特性进行了数学建模,最后,编制了基于柱坐标的机构工作空间搜索算法和基于空间几何的干涉检测算法,并运用MATLAB进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的并联机构其工作空间满足末端效应器位姿设定的范围要求,并联机构各分支作动器与末端效应器之间不会发生运动干涉,验证了该方法的有效性。

籽瓜挖瓤机中插瓜架的转位机构设计

根据籽瓜挖瓤机总体设计方案,利用矩形循环图法对挖瓤机进行运动协调设计,并对机构进行了详细的设计计算,最后对该槽轮机构进行了动力学分析,结果表明所设计的转位机构转位准确、工作可靠、运动平稳性较好,停歇时间完全能满足籽瓜挖瓤的要求。

基于MATLAB与COSMOSMotion的平面转位机构优化设计

对一种转位机构的结构和工作原理进行分析,建立了以评价该转位机构旋转过程扫掠面积最小为目标的数学模型,通过MATLAB软件对其进行优化求解,并依据优化结果在SolidWorks中建立其装配体模型,应用COSMOSMotion软件进行了机构仿真,验证了优化结果的合理性,对实际设计、生产具有一定的指导意义。

复合行星齿轮连续自动转位机构的设计

提出了一种实现连续转位机构的结构形式 ,介绍了此机构的自动转位特性。通过对转位机构的运动分析 ,得出了机构的几何参数与转位角度大小之间的关系。并将这种机构成功应用于生产线上。

一种新型间歇转位机构的研究

间歇转位机构是大多数食品机械、包装机械、自动机械等上所采用的基本机构，文中笔者给出一种转动导杆式槽轮机构，并对其进行尺寸综合，它与相同尺寸的普通单销槽轮机构相比，柔性冲击获得得改善．

一种新型的间歇转位机构的研制

利用双摇杆机构的运动原理构造出一种新型的间歇转位机构,即销盘式间歇转位机构,对该机构进行运动分析和设计,最后通过设计示例验证了该机构的可行性。

高精度多位置转位机构设计

介绍了一种应用槽轮机构与圆盘定位V形槽相结合的新型转位与精密定位机构。详细介绍了槽轮机构的工作原理、设计和计算方法。这种新型的分度转位和精密定位机构,具有结构简单、使用可靠、成本低廉、重复定位精度高、使用寿命长等优点,并经过实验和产品验证。

盘形凸轮间歇转位机构的综合

本文所要揭示的是一种新型的间歇转位机构的尺寸综合方法。研究内容主要包括盘形凸轮间歇转位机构的模型建立,机构的运动原理,机构的正确运动条件和各构件的运动规律,以及该机构的尺寸综合方法。最后,通过设计示例叙述此类机构的尺寸综合步骤。

双轴旋转惯导中转位机构模型解耦及自适应控制

双轴旋转惯导中转位机构在动态环境下存在的轴间非线性耦合是影响系统控制性能以及导航精度的重要因素。为了解决这一问题,首先建立了转位机构的一般化耦合数学模型,采用Singh算法求出了逆系统,运用非线性解耦的方法进行了解耦控制律设计。为了进一步解决解耦算法对模型的强依赖性问题,基于超稳定性和正性的方法进行了自适应模型跟随控制器设计。结果表明,自适应模型跟随控制器能够保证系统在系统参数变化甚至是阶次变化时仍具有较好的控制性能。

空间站转位机构转臂捕获基座误差分析

基于空间封闭矢量方法,针对齿轮支架相对实验舱以及基座相对核心舱的安装误差、对接环推出误差、主被动对接环环环间隙这4个环节的误差,建立了空间站转位机构转臂捕获基座之间的相对位置姿态误差模型。通过蒙特卡罗方法分析了误差,并给出误差范围及分布特性。分析结果可以给地面捕获连接试验和仿真验证工况的制定提供依据。

旋转调制惯导用转位机构及高精度控制技术

旋转调制式惯导系统对其转位机构的控制精度提出了较高需求,针对这一需求,提出了一种基于直流有刷力矩电机的旋转调制惯导用转位机构及其高精度控制技术。用旋转变压器作为角度测量器件,直流力矩电机作为执行元件,研发了位置-速度-电流三闭环复合控制器,提出了前馈与PID复合的控制策略以及饱和校正PID控制算法,实现对电机的位置、速度以及电枢电流的快速平稳控制,完成对转位机构的高精度驱动。通过Simulink数值仿真和实物校验表明,该技术是有效的且控制精度满足设计要求,具有一定的工程应用价值。

空间站转位机构转位路径规划

根据我国空间站组建所采用的转位机构转位方案,从转位时间约束和安全性方面确定了基本转位路径。在此路径基础上,按照腕关节的启停次数规划了3种转位路径。采用ADAMS软件建立了转位过程动力学模型,对3种转位路径进行了仿真计算。通过对比可知,2次启停路径下控制力矩较小且不存在舱体动能剧变,是一种较优的转位路径。研究成果为我国空间站的组建和转位机构的研制提供参考。

籽瓜挖瓤机真空吸盘式转位机构的设计

为了提高籽瓜挖瓤的效率,增加半瓜在挖瓤过程中的稳定性,提高籽瓜的利用率,本文改进设计了一种籽瓜挖瓤取籽机真空吸盘式转位机构,通过分析计算得到了真空吸盘相关结构和工作参数。本机构有效的减少了工作过程中籽瓜的破碎率和脱落率,实用性强,挖瓤效率高,这对于提高籽瓜的利用率,增加农民收入和提高籽瓜机械化程度具有重要意义。

空间站实验舱对接与转位机构分系统技术及研制

受运载工具运载能力的限制,大型空间站须在太空对接组装。对接与转位机构在空间站组建过程中具有关键作用,用于实验舱与核心舱的对接及转位,实现空间站实验舱的组装。空间站实验舱对接与转位机构分系统是实施对接与转位任务的主动端,为复杂的空间机电热一体化机构产品,在正常模式下,由主动端实施分系统所有动作。在研制过程中,分系统充分论证系统方案,集中攻克关键技术,充分试验产品样机,并先后在轨圆满完成了实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ的对接与转位任务。论述空间站实验舱对接与转位机构分系统的研制技术,对后续空间机构产品研制具有启示作用。

间歇转位机构的分析与设计

为了改善槽轮机构的运动状况和提高其动力性能,本文给出了一种间歇转位结构,即行星齿轮——槽轮机构,并对其进行了分析与研究,最后得出了该机构所必须的设计参数.本文可供有关技术人员设计时参考.

对接转位机构末端抓手装置的创新设计

对接转位机构可以应用于大型空间站的构建,具有体积小、质量轻、成本低等优点。为满足我国将来空间站建设需要,应用功能分析法对对接转位机构末端抓手装置进行了自主创新设计。并在概念设计基础上,进行了工程化设计研发,为我国将来空间站建设进行了技术准备。

一种空间站转位机构载荷估算方法

转位机构是组建中国空间站的重要机构,其捕获连接机构实现可靠连接的过程,会导致连接处产生较大载荷。针对连接状态下对接机构、肩关节和腕关节弹簧机构、捕获连接机构与基座连接而成的刚体闭链系统,进行静平衡受力分析。通过建立基座连接处的载荷与对接机构力和力矩、肩、腕关节机构力矩的关系,提出了一种载荷包络的估算方法,从机理上把握了所关注连接处的载荷特点和数量级。最后给出了典型工况的动力学仿真结果分析以及与估计值的比较,说明估算方法的可行性,为转位机构载荷设计提供了参考。