性能优异的异体同构周边式对接机构

异体同构是指追踪飞行器和目标飞行器上对接机构的构造是一致的（＂杆-锥＂式对接机构是不一致的）,没有主动与被动之分。周边式是指机构不设置在中间,而是设置在周边（＂杆-锥＂式是设置在中间）。异体同构周边式对接机构的优点在于对接后通道畅通,因对接连接环直径较大,承载能力大,适宜大质量航天器间对接;其缺点是结构比较复杂,质量较大。     

面向小型自主航天器的锥-杆式对接机构锥面构型设计

对接锥是对接机构的重要组成部分,在碰撞过程中首先与主动对接机构相接触.比较小的锥角会造成系统在碰撞过程中发生剧烈振动,而比较大的锥角又会使系统的接触碰撞力增大,甚至造成对接失败.本文针对面向在轨服务的小型航天器上使用的锥——杆式对接机构,提出了新的对接锥型面设计目标;利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,仿真分析了对接机构碰撞后的运动学特性;通过研究对接锥的型面设计方法,得到了新型对接锥型面.研究结果表明,新型对接机构的整体性能满足设计目标要求.      

航天器对接六维试验台内装式重力平衡技术

为试验台主动对接环的重力平衡,研究了一种响应速度快、平衡力精度高,装在对接机构内部,适应高、低温环境的内装式重力平衡装置.介绍了有关技术:主动环实现三轴转动的球铰吊装机构;能够高速度、高精度地提供重力平衡力,并能实现自动随主动环上、下运动的智能型重力平衡技术;保证平衡器随主动环随动的轮轨式二维平动技术,经轻量化设计,其摩擦阻力和惯性阻力很小,并对轮/轨式方案进行了试验,当量摩擦系数仅为0.004 17.预计所研究装置的响应时间小于10 ms,各向失重模拟误差一般为1%~2%.      

对卫星柔性对接补加一体化机构建模与设计

阐述了一种弱撞击交会条件的对接补加一体化机构.在机构设计上采用柔性杆实现软连接,刚性周边杆实现纠偏和刚性锁紧,阻尼装置吸收对接碰撞能量,并采用可浮动的气/液耦合和电气接口进一步实现高精度的气/液/电路连接.采用拉格朗日分析力学建立飞行器多体动力学模型,利用模态叠加法对碰撞过程柔性部件的变形进行描述,从而建立飞行器柔性对接动力学模型.多工况动力学仿真试验表面所设计的对接补加一体化机构可在0.25 m/s弱撞击速度范围,20 mm横向对接容差以及±5°角度容差范围内实现可靠对接.对接补加一体化装置完成样机研制,并在直线运动平台上完成对接性能和电路连接的多次试验,在专用补加系统上完成接口密封性和模拟推进剂传输试验.     

带有偏心轮的锁钩式结构锁运动性能和力分析

锁钩式结构锁因动作速度快和误差补偿能力好而广泛应用于空间对接装置中。文章对两航天器空间对接正常拉紧过程中带有偏心轮的锁钩式结构锁进行了受力分析 :分析了对接框下端面粗糙度对结构锁拉紧力的影响 ;针对“仅一组钢索传动”的故障情况 ,进行了结构锁的力学计算 ;提出了改善结构锁啮合性能的方法———增大主动钩特征点的 y坐标值 ,尽可能减小偏心轮偏心距。导出了主动钩啮合面法线与对接框平面法线的夹角计算公式以及结构锁法向载荷在啮合间隙误差影响下的计算公式 ,为设计提供依据     

航天飞机与“国际空间站”交会对接一瞥

“国际空间站”增压适配器-2上用于与航天飞机对接的异体同构周边式（内翻）对接机构。对接面有2×12共24把锁,4个气路、液路连接接头,1组密封圈     

平面多杆复杂机构分析中转化双杆组机构的自动生成

本文提出对任何平面多杆复杂机构,利用描述结构拓朴信息的三个关联矩阵和机构参数的已知及待求信息,计算机能够自动选择虚主动杆和拆杆拆副方案,并识别所含各类构件和双杆组,从而实现多自由度转化双杆组机构的自动生成。由此可编制一套自动进行机构分析的计算机程序。文中引有两个机构实例计算。     

空间机器人加注机构碰撞力建模与柔顺控制

为削弱在轨加注过程中主被动端碰撞冲击对空间机器人的影响,提出了基于力/位混合的柔顺控制律。首先通过第二类拉格朗日方程建立了漂浮基座空间机器人一般运动学模型和考虑环境接触的动力学模型。其次,设计了杆-锥式”加注主被动端装置,根据主被动端的接触特点,建立了点面接触的碰撞动力学模型,并给出相应的碰撞力计算方法。接着,将加注对接问题转化为以基座为参考系的末端运动控制问题,得到了机械臂关节期望运动规律,进而设计了位置环控制律;根据加注主被动端的位置关系计算得到碰撞力,进而设计了力/力矩环控制律,结合顺应选择矩阵最终得到力/位混合控制器,以减小杆锥对接时碰撞对空间机器人基座及末端的冲击影响。最后,仿真结果表明,对接方向的位置误差由初始值降至零,对接过程碰撞产生的力不超过10N,满足末端工具冲击承载。各关节角度变化平缓,关节力矩不超过13Nm,满足机械臂关节力矩最小承载,所设计的控制器使得加注主被动端完成柔顺对接。     

神舟-8飞船凯旋归来圆满完成我国首次空间交会对接任务

2011年11月3日01：36，神舟-8宇宙飞船和天宫-1目标飞行器依靠交会测量设备的引导，利用对接机构在距地面343km的轨道上首次对接获得成功，实现了2个飞行器的刚性连接，形成组合体。组合体飞行12天后于11月14日顺利进行了分离和第2次交会对接试验，进一步考核了对接机构的重复使用性能，     

日本将研制新的气象卫星

日本气象厅和宇宙开发事业团向空间活动委员会申请,继续研制下一代“向日葵”(即静止气象卫星)系列卫星。这两个机构拟从1987年开始研制,以期1992年发射。新一代气象卫星将有更多的日产组件,以提高卫星的可靠性,因为以前的“向日葵-2”和“向日葵-3”采用进口的观测系统故障频繁。新一代气象卫星将装有可见光和红外自     

苏美飞船 首次太空对接内幕

在1975年，苏联和美国的关系开始改善。苏联的“联盟”号飞船与美国的“阿波罗”号飞船在轨道上首次实现对接，成为轰动世界的新闻。下面是关于这次对接的鲜为人知的故事。1970年，美国的“阿波罗13”号飞船在飞行过程中出了事故。当时该飞船正在飞往月球，突然氧气罐爆炸了，三个燃料电池中有两个损坏了，舱内温度降到了11℃。     

非合作目标拖拉式对接机构设计与分析

针对非合作目标对接技术的要求和特点,提出了一种以卫星远地点喷管为对接接口的非合作目标拖拉式对接机构方案。设计了拖拉式对接机构的具体结构并建立其三维CAD模型,根据此模型,对机构进行了包络范围的求解;使用ADAMS软件对机构进行了动力学仿真,分析了对接过程中目标星与机械臂的动态特性,分析了对接过程中捕获力与关节受力情况。计算与仿真结果表明,提出的对接机构能够对目标进行有效、可靠的对接捕获,碰撞接触力小于280N,不会造成本体及目标的破坏。与以往对接机构相比,此拖拉式对接机构具有结构简单、可靠性高、捕获范围大、控制方法简单等优点,且机构受力合理,适合作为空间非合作目标对接的捕获装置。     

航天飞机是如何与“和平”号对接的

当“阿特兰蒂斯”航天飞机和“和平”号空间站间的距离不到1米时,两者开始对接,整个对接过程分为7个阶段,即伸展、捕获、衰减、伸长、缩回、结构锁定和分离。现将其具体过程叙述如下: 伸展:对接机构的接口从其隐藏位置启动到准备对接的位置,此时锁定装置处于解锁状态。 捕获:当各自的接口相互取得联系,航天飞机的机长手动操作机上的反推控制系统,让航天飞机机动飞行,一旦对接装置上的触碰敏感器探测到已与“和平”号接口触上时,停止手动,反推控制系统按事先编好的程序实行     

空间对接中差动式缓冲阻尼机构的建模研究

以美俄在ＡＳＴＰ计划中“联盟号”飞船的对接机构为背景,首先研究了差动式机电缓冲阻尼系统的结构组成和运动原理,并且建立了由捕获环,传动丝杠和固定机架组成的六自由度并联多环机构的运动简化模型。     

日本舱伸展实验机构已选定

拟与美永久性空间站对接的日本舱(JEM)伸展式实验机构(DTB),经日本航空宇宙技术研究所方案论证比较后,现确定采用日产汽车公司的“张力绞合方式”。过去,除日产汽车公司外,三菱电机公司也参加对“DTB”的研究,它采用“全刚性桁架方式”。航空宇宙技术研究所对这两种方案作了     

美航天飞机与俄空间站成功对接

格林尼治时间１９９５年６月２９日中午１时０５分（北京时间晚上９时０５分），美国亚特兰蒂斯号航天飞机与俄罗斯和平号空间站一次对接成功。这是自１９７５年７月美国“阿波罗”与前苏联联盟号两艘飞船在轨道上对接以来，差一个月整整２０年后，两个空间大国第二次在空间握手言欢。２０年前冷战时期，美苏两国的飞船在空间对接纯粹是为了争夺空间霸权，显示空间优势的政治需要，当时被人们讥讽为“天上握手，地下踢脚”。如今，冷战冰消，两个空间大国再度空间握手，标志着美俄两国新的合作已有良好开端，是两国联手牵头建造“阿尔法”国…     

苏发射运输飞船“进步-2”和礼炮-6对接

苏联在七月七日莫斯科时间14时26分发射了自动运输飞船“进步-2”,并于七月九日莫斯科时间15时59分与礼炮-6—联盟-29实现了对接。“进步-2”将把礼炮-6发动机所需的补充加注燃料、设备、仪器和保证宇航员生命活动与进行科学研究和实验所需的物资以及邮件,送上礼炮-6—联盟-29。两艘飞行器之间的相互搜索、接近、停靠和对接,是利用船上无线电技术设备和解算装置自动实现的。在对接过     

飞机主动侧杆的弹簧-阻尼系统力矩控制策略

主动侧杆(Active Side-Stick,ASS)成为了目前的研究热点,主动侧杆可提供力反馈功能以模拟弹簧的作用,反馈的杆力随侧杆位移变化,且可自动回弹到中立位。针对飞机主动侧杆模拟弹簧控制问题,将主动侧杆等效为一个无质量的弹簧-阻尼系统,采用永磁同步电机作为力矩电机,对其采用PI电流环控制,根据位移-杆力特性曲线及阻尼特性得到交轴电流参考值,根据侧杆位移输出对应的转矩。并采用一种回中定位策略,根据侧杆不同的偏转角改变控制参考值。仿真和实验结果表明,该控制策略能够实现主动侧杆模拟弹簧功能,且杆力反馈具有较高的精度和稳定性,并可保证主动侧杆的快速精确回中。     

7分钟的完美对接 16年的拼搏奋斗:中国空间交会对接机构的研制过程

浩瀚苍穹,璀璨群星,共同见证了神舟八号和天宫一号在太空的精彩对接。北京时间11月3日1时28分,神舟八号上的对接环触到天宫一号对接机构;1时36分,两个航天器成功对接。为了这7分多钟的完美一瞬,各研制单位参与奋斗了16年之久。精密复杂的对接机构     

力反馈式电液伺服阀衔铁组件力学模型

电液伺服阀衔铁组件是连接电-机械转换器和液压放大器的柔性构件,其刚度是影响伺服阀动静态特性的重要因素。针对衔铁组件精密零部件刚度的精确分析理论欠缺的问题,将衔铁组件等效为变截面弹性组合梁结构,考虑剪力对结构变形的影响,建立了基于能量守恒原理的衔铁组件柔度矩阵静力学解析模型。进一步,提出了弹簧管、反馈杆和挡板刚度以及组件综合刚度的高精度计算方法。并作了弹簧管刚度测量和反馈杆柔度测量,理论计算结果与测量结果吻合。所建立的衔铁组件柔度矩阵模型及刚度计算式可为衔铁组件柔性构件匹配设计和精密零件刚度标定提供依据。