我國月球探測第三期工程計劃在2017年左右發(fā)射探測器,其主要目標為實現(xiàn)月球樣品（月壤）的采樣返回。月壤采樣試驗是指在地面真實模擬月面復雜環(huán)境,模擬不同的著陸位姿,得到鉆采、表采試驗數據。本文根據月壤采樣試驗對月面平臺著陸位姿模擬的要求指標,綜合國內外月面著陸位姿模擬機構的研究,通過多方案設計對比分析,創(chuàng)新性地設計并制造了一種基于剛度可調的月壤采樣試驗月面著陸位姿的三自由度大工作空間并聯(lián)機構。其主要特點是由三個伺服電機驅動相應驅動桿伸縮,串聯(lián)恰約束支鏈布置在機構的中間,嚴格約束動平臺的三個位姿方向的位姿模擬;最終通過三個驅動桿與中間恰約束支鏈之間鎖緊與松開的共同配合實現(xiàn)機構的剛度可調。主要研究內容如下。月面著陸位姿模擬結構采用具有串聯(lián)恰約束支鏈的三自由度并聯(lián)結構。通過安裝在動平臺上的鉆取、表取采樣裝置采集數據,完成采樣封裝試驗。文中根據月面著陸位姿模擬機構模型方案,構建出運動學的正解、逆解方程,其純并聯(lián)機構的雅可比矩陣可采用基于符號運算微分變化式求解,而串聯(lián)恰約束支鏈雅可比矩陣則利用D-H法求解,進而得到機構的完整雅可比矩陣。利用雅可比矩陣,研究月面著陸位姿模擬機構的奇異性。采用搜索法求... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：141 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1月面巡視探測器

重慶大學博士學位論文測衛(wèi)星首次繞月飛行的技術，這一階段建立了中國月球探測航天工程的初步系統(tǒng)[4]。第二階段為“落”，主要是 2007 年至 2012 年間，發(fā)射出月球軟著陸器，并裝載著月球巡視探測器（月球車），在著陸器著陸地方進行指定點區(qū)域探測工作[4]。其中主要為探測著陸區(qū)周圍環(huán)境，包括月面的巖石和礦物成分的測定，并采用高分辨率相機拍照和月面月壤勘測或采樣測試，這為日后在月面建立月球基地提供月壤化學和物理參數，圖 1.1 、圖 1.2 為中國空間技術研究院研制的月面巡視探測器。

重慶大學博士學位論文平臺可以隨意定向和定位，滿足測試輪胎的磨損的要求[16]，用于輪胎檢測和飛行器承載檢測，如圖 1.5 所示；美國工程師 Klaus Cappel 采用了 Gough 的八面體配置改造了 MAST 設備，1967 年該設備獲得專利授權（專利注冊日期為 1964 年 12 月7 日）[17]，并成功制造出第一臺直升機飛行模擬器，如圖 1.6。Stewart[18]于 196年提出，運動模擬器應采用如圖 1.7 所示的構型，即動部件為一個三角形平臺，頂點與下層機構全部通過球關節(jié)連接。與 Gough 提出六軸的并聯(lián)機構不同的是，Stewart 并聯(lián)平臺可以用于近海鉆井平臺或者銑床，充分表明其具有更廣闊的應用前景。這在當時引起了眾多學者的廣泛研究。


本文編號：2895068