主被动复合驱动空间探测柔性伸杆机构的参数匹配 |
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引用本文: | 楚中毅,雷宜安.主被动复合驱动空间探测柔性伸杆机构的参数匹配[J].航空学报,2014(1). |
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作者姓名: | 楚中毅 雷宜安 |
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作者单位: | 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院;北京航空航天大学惯性技术重点实验室; |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51375034,50905006)~~ |
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摘 要: | 基于主被动复合驱动的思想提出一种大伸展/收拢比、高载荷/自重比的新型伸缩式伸杆机构,以满足微纳探测器的实际应用需求,用于支撑各类探测载荷远离航天器本体,避免本体剩磁对空间待测信号的干扰,保证探测数据的准确性。首先,探索描述被动驱动源(弹簧铰链)的力矩驱动特性;然后,分析柔性伸杆的弯曲、扭转、压平和卷曲等力学性能。在此基础上,结合建立的柔性伸杆伸展速度、负载动能、弹簧铰链势能及主动驱动(电动机)力矩等参数的能量流约束方程,进行主、被动驱动和柔性伸杆的参数匹配研究;最后,利用有限元软件仿真和样机平台实验验证了参数匹配的合理性。仿真与实验结果表明,针对主被动复合驱动的空间探测柔性伸杆机构,通过合理的参数匹配,可实现柔性伸杆无褶皱地平稳伸展和收拢,为后续的机构设计和控制方案奠定了基础。
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关 键 词: | 伸杆机构 主被动复合驱动 参数匹配 能量约束 空间探测 |
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