月球车含隙铰可展帆板原理样机研制

作     者：乔国勇 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邱雪松;叶天军

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：月球车可重复折展太阳帆板 低重力模拟试验平台 末端位姿误差 地面展开性能试验 

摘      要：随着我国“嫦娥工程计划的不断深入以及对月球环境的不断探测,对月球探测器的可展机构的可靠性、稳定性、精准性的要求不断提高。可展机构的研究,对实现航天器调姿和变轨,保证航天器姿态的指向精度和控制稳定性有着重要的意义。本文以月球车可重复折展太阳帆板为研究对象,针对可重复折展太阳帆板功能需求研制了原理样机,基于原理样机设计了低重力模拟试验平台,并进行了地面展开性能测试试验,分析了太阳帆板展开过程中的末端位姿精度。首先,研制了月球车含间隙铰两级可重复折展太阳帆板原理样机。从太阳帆板可重复折展的功能需求出发,进行可重复折展太阳帆板原理样机总体方案设计。创新设计了传动系统的同步折展原理方案,最终完成了样机的设计制造。基于该原理样机,设计了低重力模拟试验平台,同时通过控制系统电路设计和硬件接口连接,完成了控制系统的开发设计及调试。其次,分析了可重复折展太阳帆板原理样机末端位姿,利用数值分析方法分析了铰链关节间隙的随机性对太阳帆板末端位姿误差随机性的影响,进而探求了不同关节间隙对刚性帆板和柔性帆板末端位姿的变化规律,并通过ADAMS进行了仿真验证。最后,进行了可重复折展太阳帆板原理样机的地面展开性能试验,试验内容主要包括太阳帆板重复展开的可靠性及稳定性,帆板重复展开定位精度试验及展开过程动力学特性试验,分析并验证样机结构设计及数值仿真的合理性,找出设计的不足之处,为隙铰可展帆板改进设计提供依据。