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(biāo)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(fù)雜環(huán)境,模擬不同的著陸位姿,得到鉆采、表采試驗數(shù)據(jù)。本文根據(jù)月壤采樣試驗對月面平臺著陸位姿模擬的要求指標(biāo),綜合國內(nèi)外月面著陸位姿模擬機(jī)構(gòu)的研究,通過多方案設(shè)計對比分析,創(chuàng)新性地設(shè)計并制造了一種基于剛度可調(diào)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(jī)構(gòu)。其主要特點是由三個伺服電機(jī)驅(qū)動相應(yīng)驅(qū)動桿伸縮,串聯(lián)恰約束支鏈布置在機(jī)構(gòu)的中間,嚴(yán)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(qū)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(jī)構(gòu)的剛度可調(diào)。主要研究內(nèi)容如下。月面著陸位姿模擬結(jié)構(gòu)采用具有串聯(lián)恰約束支鏈的三自由度并聯(lián)結(jié)構(gòu)。通過安裝在動平臺上的鉆取、表取采樣裝置采集數(shù)據(jù),完成采樣封裝試驗。文中根據(jù)月面著陸位姿模擬機(jī)構(gòu)模型方案,構(gòu)建出運(yùn)動學(xué)的正解、逆解方程,其純并聯(lián)機(jī)構(gòu)的雅可比矩陣可采用基于符號運(yùn)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(jìn)而得到機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)的奇異性。采用搜索法求... 

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

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1月面巡視探測器

重慶大學(xué)博士學(xué)位論文測衛(wèi)星首次繞月飛行的技術(shù)，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(jìn)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(jī)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(xué)和物理參數(shù)，圖 1.1 、圖 1.2 為中國空間技術(shù)研究院研制的月面巡視探測器。

重慶大學(xué)博士學(xué)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(shè)備，1967 年該設(shè)備獲得專利授權(quán)（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(jī)飛行模擬器，如圖 1.6。Stewart[18]于 196年提出，運(yùn)動模擬器應(yīng)采用如圖 1.7 所示的構(gòu)型，即動部件為一個三角形平臺，頂點與下層機(jī)構(gòu)全部通過球關(guān)節(jié)連接。與 Gough 提出六軸的并聯(lián)機(jī)構(gòu)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(yīng)用前景。這在當(dāng)時引起了眾多學(xué)者的廣泛研究。


本文編號：2895068