● 摘要
外舱板翻转机构是能将航天器可拆卸外舱板以一定的方式打开,并且可靠停放的一种运动工装。在现今的外舱板装配环节,往往存在着装配位置不完全对应、对装配人员的经验依赖性强、装配效率较低、操作人员劳动强度较大等问题。为此,本文在深入了解航天器外舱板装配流程的基础上,设计并分析了一种外舱板翻转机构,并完成了实物机械的制造加工,用于完成实际的装配任务。
首先对各种工业环境下翻转机构的使用情况进行了调查研究,提出了多种设计方案,并进行方案对比,找出各自的优缺点,完成了本设计的方案选型。
然后应用运动学理论对两大主要运动机构进行了运动学特性分析,保证机构的姿态调整能力在技术要求规定的范围之内;对机械结构进行了详细设计,包括加工件的设计说明和外购件的选型计算;利用虚拟样机仿真软件(Adams)求出各受力部件在整个运动过程中的最大受力状态,借助有限元分析软件(Ansys)对受力零部件进行静力学分析,并对整机进行模态分析,保证了翻转机构的可靠性、稳定性和安全性。
然后,根据翻转机构的设计要求,对系统的控制部分进行了设计,实现外舱板翻转的手动-电动操作模式,提高了装配效率。
最后,对实物机械进行运动性能测试,保证其六自由度调整能力满足设计要中的相关规定。
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