航空驱动机构轻量化设计与仿真分析

合理、轻量化的航空驱动机构设计可以在很大程度上提高航空驱动机构行程角度控制的准确性、耐久性、扭矩/质量比及电磁兼容性,降低输出轴晃动间隙。针对目前国内现有飞机着陆灯用航空驱动机构,提出一种轻量化航空驱动机构的设计方案,该方案采用无刷直流电动机驱动,通过行星齿轮、平行轴直齿轮、蜗杆副等组合形式减速,利用高精度非接触角位移传感器反馈位置信号;建立三维数学模型对行星齿轮等传动件进行动力学仿真分析,对壳体、齿轮盖等结构件进行有限元仿真计算。结果表明：轻量化航空驱动机构设计方案可满足轻量化、大扭矩/质量比等相关技术指标要求;驱动机构关键传动件与结构件的设计参数及强度也满足要求,设计方案合理可行。     

MATLAB优化工具箱在蜗杆传动优化设计中的应用

在研究蜗轮蜗杆传动优化数学模型的基础上,以蜗轮的体积最小为优化目标函数,提出了利用MATLAB的优化工具箱对蜗杆传动进行优化设计的方法。与传统设计方法比较,该方法既满足了强度要求,又大大减小了蜗轮蜗杆机构的体积,提高了设计效率和质量。     

MF型音圈电机驱动的微进给机构伺服方法研究

采用高频响、长行程MF(质量-阻尼)型音圈电机驱动的微进给机构,建立了非圆数控车削系统,分析了MF型音圈电机的数学模型,研究了该类电机的伺服控制方法。提出基于P-D控制的双闭环控制器,增强了系统的抗干扰能力,并采用幅相调整前馈控制及前馈误差补偿技术达到了高精度跟踪的要求。实验结果表明:该方法能够满足非圆数控车削系统高频响、高精度和强鲁棒性的要求。     

非圆齿轮-槽轮机构的运动学分析

基于槽轮机构工作时具有柔性冲击,输出转速平稳性差,通过建模仿真分析可得出增加径向槽数可降低槽轮机构柔性冲击,提高其输出转速的平稳性。在槽轮安装中心距及径向槽数一定的条件下,通过电机输出单向变速运动来驱动槽轮机构,可以优化槽轮机构的输出特性,改善其工作性能;根据非圆齿轮传动特性,通过matlab软件设计非圆齿轮副与槽轮机构串联组合系统,由电机匀速驱动非圆齿轮来再现单向变速函数,也能实现工程中对槽轮机构输出运动的要求,从而为串联机构中非圆齿轮的反求设计和优化设计提供了较好的研究方法。     

大型射电望远镜天线副反射面调整系统设计与实验研究

为满足大型射电望远镜天线运动过程中由于重力变形而引起的天线性能和指向的变化以及L频段馈源工作任务,根据多自由度调整以及工作空间范围等设计要求确定了"上海65米射电望远镜系统"天线副反射面调整机构的构型;在满足天线工作任务要求的基础上,对机构进行了构型尺寸参数优化,并在各个尺寸参数优化确定后对天线副面调整机构进行了结构设计;对天线副面调整机构进行了标定实验,并开展了副面调整机构动态跟踪精度测量实验研究,实验结果均达到了设计要求。面向工程实际任务进行设计与实验研究,研究成果对并联机构真正应用于工程实践具有重要的指导意义。     

26 m射电望远镜副面调整机构误差分析

新疆乌鲁木齐南山26 m射电望远镜（NSRT）采用 Stewart 并联机构实现副反射面（简称副面）五自由度运动调整。为确保并联机构的运动精度能满足射电望远镜高精度的指向要求,对影响副面调整机构运动精度的各项误差进行了分析。几何误差模拟结果显示,为使并联机构达到要求的精度,应保证杆长误差小于0.08 mm,铰链误差小于0.04 mm。通过对实测结果与仿真结果分析比较,得出回零误差是造成并联机构误差的主要原因。由于并联机构的回零检测装置主要由增量式编码器与限位开关组成,其中限位开关反馈信号的异常,会引起并联机构的回零误差,分析得到该因素是造成NSRT副面并联机构工作偏差的主要原因,这对并联机构的误差补偿具有指导意义。     

飞机制造数控柔性工装伺服驱动组件和控制系统

研究了基于标准伺服驱动组件的飞机制造数控柔性工装结构和控制系统,分析了典型柔性工装的结构布局及用途,提出采用标准化的伺服驱动组件和模块化设计技术,能够简化柔性工装结构,缩短制造周期。开发出基于现场总线和一体化伺服驱动单元技术的柔性工装数控系统,使用工业控制编程语言IEC61131-3编写数控系统控制软件。该系统具有系统配置功能,能够满足多种结构柔性工装的控制要求。     

基于双X驱动机构的智能旋翼模型试验

直升机的减振降噪是直升机发展史中一直面临的一个重要课题。本文主要开展了基于推挽式双X型驱动机构的主动后缘小翼型智能旋翼模型的初步设计分析与试验研究。对智能桨叶及驱动机构进行了设计分析和加工,对驱动机构进行了优化,进行了不旋转状态下的试验,验证了该方案的可行性。     

空间对称型7R机构运动特性分析及组合应用

提出了一种空间对称型7R机构,可利用此机构组合构造空间可展开机构。通过旋量拓扑图分析了其整体自由度,得到了其运动副轴线方位变化时整体机构自由度数目的变化情况;基于反螺旋理论分析了运动副轴线方位不同的情况下运动输出构件的自由度数目和性质,并针对其瞬时性做了判别,发现其在不同运动副轴线方位布置情况下会出现局部自由度与瞬时自由度;分析了机构在不同驱动情况下的奇异特性,得到了机构在不同的驱动下处于奇异位形时的几何条件;最后选定自由度为1时的空间对称型7R机构组合构造了一类单自由度多棱锥型空间可展开机构,通过设置其运动副轴线方位,可以使其具有较大收拢率,同时当机构完全展开时,奇异特性使得其具有较好的力学性能。通过多个棱锥型空间可展开机构的组合,可以构造出新型大尺度空间可展开机构,在航空航天领域具有较好的应用前景。     

飞机襟翼作动器维修测试系统方案设计

为了解决飞机襟翼维修测试问题,提出了一种飞机襟翼作动器维修与性能测试系统的设计方案。该系统采用伺服电机作为驱动端,采用液压加载来模拟飞机襟翼作动器的负载,由PLC控制液压加载并伺服驱动机构,实现了襟翼作动器负载模拟和性能测试。基于Win CC组态软件,开发了测试系统上位监控软件。模拟测试结果显示,襟翼作动器维修测试系统方案设计合理,能够满足飞机襟翼维修测试要求。     

改进Delta并联机构运动可靠性分析

 运动精度是评价机构质量的重要考核指标。以往并联机构运动精度分析中,往往不考虑输入误差的随机性,造成评价结果不准确。首先应用齐次坐标变换,推导了改进Delta并联机构的位置反解公式。基于位置反解和一阶泰勒展开,建立了包含机构尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的机构位置误差计算模型。利用该误差模型,考虑各个原始输入误差的随机性,推导了机构运动可靠性数学模型,给出了评价机构运动可靠性高低的量度和计算方法。运动可靠性是机构运动精度高低的更本质的衡量指标。运动可靠性分析是机构优化设计和误差补偿的基础。     

扑翼飞行器驱动机构回顾与展望

扑翼飞行器的驱动机构是扑翼飞行器的动力装置,决定了扑翼飞行器的整机性能。随着人们对扑翼飞行器性能的要求越来越高,各国研究者们对其驱动机构工作原理的探索也越来越深入,从而使扑翼飞行器驱动机构设计理论与方法研究取得了显著进展。在最近几年里,更是涌现出了许多新型高效的驱动机构。本文对近些年出现的传统纯机械式的驱动机构和基于智能材料的驱动机构的应用现状做了详细的研究与总结,并分析了其特点与发展趋势。介绍了柔性结构在扑翼飞行器领域的应用情况,并分析了其在驱动机构中发挥的作用。     

基于SAA8103的CCD驱动系统

CCD驱动系统是数码相机的核心部分,它关系到整个相机的性能和技术指标。本文介绍了PHILIPS公司的脉冲产生芯片SAA8103的主要功能及性能特点,提出了一款航空数码相机采用的基于SAA8103的CCD驱动系统,并且对该系统的硬件框图和单片机P89LPC932的软件编程作了具体说明。实践证明,此CCD驱动系统采用大规模专用集成电路设计,性能好,功耗低,体积小,完全满足设计要求,并获得了应用。     

微细电火花加工微驱动机构设计

分析了柔性铰链及压电陶瓷的原理和特点,指出了压电陶瓷-柔性铰链机构在微进给中具有高响应频率、高精度和无间隙等优点,满足微细电火花加工的要求。并将压电陶瓷与整体式柔性铰链相结合,设计出一种压电驱动蠕动式微进给机构。     

3R-3URU可展单元机构及其在构架式可展天线中的应用

提出了一种空间单自由度(DOF)可展单元机构3R-3URU。首先,基于螺旋理论和修正的G-K公式分析了RURUR单闭环机构的自由度,建立了该机构中主动关节和被动关节速度之间的解析关系式,基于此关系式和3个RURUR机构共用首尾转动副的结构特点推导了3R-3URU单元机构的自由度,得到了3R-3URU机构具有1个自由度时各运动副的方向和位置满足的几何关系式。其次,将3R-3URU机构应用于3RR-3RRR四面体可展单元及其组成的球面构架式可展天线中,得到了具有收拢和调姿两种自由度的新型可展机构。最后,利用Adams软件对3R-3URU可展单元机构的自由度和其在四面体构架式可展天线中的应用进行了仿真验证。该3R-3URU可展单元机构具有单自由度、铰链种类少、结构简单等优点,可用于曲面构架式可展天线的支撑机构中,实现大折叠比。     

YBT-1型摇摆台的设计运动误差分析

我所研制的 YBT—1型摇摆台是一种“弹测专用设备”,是全弹综合测试技术的一种。该设备根据原理、功能的要求设置了许多行之有效的机构,获得了良好的测试效果,满足了技术指标精度的要求,达到了预期的目的。     

基于DSP 的压电马达驱动电路设计

在分析压电马达运行原理和等效电路的基础上,设计了一种基于LC谐振原理的压电马达驱动电路。采用TMS320F28035 DSP为电路的控制核心,利用全桥逆变和LC谐振产生驱动信号,并通过Multisim软件对驱动电路进行仿真分析。实验结果证明,该驱动电路能够满足驱动压电马达的要求,提高光纤对轴系统的定位精度,同时实现系统的小型化设计。     

基于虚拟仪器技术的某航电计算机测试平台构建

虚拟仪器是基于计算机和标准总线技术的一种全新仪器概念,结合某航电计算机的测试需求及PXI总线特点,构建了基于PXI技术的虚拟仪器作为设备综合测试平台,对该综合测试平台的建立原则进行了概括,对设备开发过程进行了描述,介绍了设备的总体结构、PXI总线测试资源的选用方法和信号调理电路的典型设计,同时,对测试设备的软件结构和测试流程进行了说明.该系统的开发结合PXI总线优势,在满足专用测试要求的基础上具有良好的开放性;该设备的研制对数据采集、测试和控制系统的设计具有一定的借鉴意义.     

一种飞船用并联式太阳电池阵指向机构设计与分析

为满足太阳电池阵在飞船上大范围指向要求,实现光照效率最大化,设计了一种用于飞船等航天器的新型并联式太阳电池阵指向机构,采用规则对称的模块化设计形式,具有工作空间大、可靠性高等特点。对新型并联式太阳电池阵指向机构进行了运动学正逆解计算,运用极限边界搜索法在MATLAB中计算了工作空间,建立了基于ADAMS的虚拟样机模型,并对其逆解进行了验证,以工程可实现性为原则,得出了多个逆解的筛选原则,为控制系统的参数筛选提供了依据。通过对并联机构的冗余特性进行分析,证明了在某一驱动组件卡死时,其仍具备较大的工作空间。该并联式指向机构还可用于航天器矢量推进器、天线指向等空间领域。     

差速电机驱动控制系统的研制

本文提出了一种适用于差速电机的驱动控制系统设计方案,该系统由直流转换电路、电机驱动电路和转速监测电路组成。通过样机生产及试验验证,结果表明该系统具有体积小、重量轻、效率高、调速范围宽等优点,满足设计指标和用户使用要求。