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空间对接机构技术综述 被引量：27
1
作者 张崇峰 刘志 《上海航天》 2016年第5期1-11,共11页
对空间对接机构及其技术进行了综述。将空间对接机构分为载人大型对接机构和非密封小型对接机构两大类,阐述了空间对接机构的物资补给与人员轮换、大型航天器或平台在轨装配、航天器在轨服务,以及探测器飞行过程构型优化等主要用途。将... 对空间对接机构及其技术进行了综述。将空间对接机构分为载人大型对接机构和非密封小型对接机构两大类,阐述了空间对接机构的物资补给与人员轮换、大型航天器或平台在轨装配、航天器在轨服务,以及探测器飞行过程构型优化等主要用途。将空间对接技术划为早期探索、实用、发展成熟和深入发展4个阶段。归纳了主要空间对接机构的特点。分析了空间对接技术中的总体设计、关键部件研制、对接力学仿真、对接机构试验等难点。回顾了我国空间对接技术的发展历程,以及突破的总体技术方案、捕获与缓冲设计、连接设计,以及其它设计要素等关键技术。给出了我国空间对接机构应用取得的重大成就。介绍了国外载人弱撞击式对接机构、停靠性对接机构和卫星对接机构等新型空间对接机构的研究背景、进展和涉及的关键技术。提出了未来我国空间对接技术发展路线,建议开展弱撞击对接系统、卫星对接机构的研究,并将合作目标对接技术向非合作目标捕获方向拓展。 展开更多
关键词 空间对接 空间对接机构 捕获 缓冲 异体同构对接机构 周边式对接机构 弱撞式对接机构 通用停靠机构 卫星对接机构
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空间对接机构动力学仿真分析 被引量：14
2
作者 于伟 杨雷 曲广吉 《动力学与控制学报》 2004年第2期38-42,共5页
以俄罗斯“异体同构”周边内翻式对接机构(APAS89)为研究对象,利用ADAMS建立对接机构的差动式机电缓冲阻尼系统的动力学模型,对差动式机构的动态特性进行仿真,得到系统的等效刚度和阻尼特性,对差动式机电缓冲阻尼系统及其主要部件的动... 以俄罗斯“异体同构”周边内翻式对接机构(APAS89)为研究对象,利用ADAMS建立对接机构的差动式机电缓冲阻尼系统的动力学模型,对差动式机构的动态特性进行仿真,得到系统的等效刚度和阻尼特性,对差动式机电缓冲阻尼系统及其主要部件的动态特性进行仿真研究,可以为对接机构设计提供仿真工具和设计依据,其仿真结果对空间对接机构的设计研究以及空间对接过程动力学建模具有参考作用. 展开更多
关键词 航天器 空间对接机构 动力学 仿真分析
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飞船空间对接机构技术 被引量：15
3
作者 张崇峰 柏合民 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期20-26,共7页
空间对接是载人航天工程的关键技术,本文讨论了我国神舟对接机构的系统方案,分析了对接捕获和缓冲的动力学设计、机构学设计,以及对接机构连接刚度的保证等方面问题,讨论了对接机构地面试验系统和试验方案,介绍了我国首次空间对接的情况.
关键词 空间对接 对接机构 捕获
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石墨与MoS_2配比对空间对接用摩擦材料性能的影响 被引量：15
4
作者 肖叶龙 姚萍屏 +3 位作者 贡太敏 赵林 谭慧强 靳宗向 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2539-2545,共7页
采用粉末冶金技术制备含石墨与MoS2的空间对接机构用铜基摩擦材料,研究石墨与MoS2的配比(石墨与MoS2的质量比)对材料的显微组织、物理性能和摩擦学性能的影响。结果表明:随着MoS2含量的增加(石墨含量相应地减少),材料的显微组织逐渐趋... 采用粉末冶金技术制备含石墨与MoS2的空间对接机构用铜基摩擦材料,研究石墨与MoS2的配比(石墨与MoS2的质量比)对材料的显微组织、物理性能和摩擦学性能的影响。结果表明:随着MoS2含量的增加(石墨含量相应地减少),材料的显微组织逐渐趋向均匀,其密度与表观硬度逐渐增加;当石墨与MoS2的质量比为4:8时,摩擦材料具有较高的摩擦因数、较高的摩擦因数稳定度和较小的磨损量,且大气与低真空中的摩擦因数相差较小;大气与低真空下的对比实验验证了材料具有良好的真空摩擦学性能。 展开更多
关键词 石墨 MOS2 粉末冶金 空间对接 摩擦材料
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航天器对接接触过程撞击动力学分析 被引量：12
5
作者 于登云 曲广吉 +1 位作者 曾辛 王宁 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期62-68,共7页
空间对接接触撞击过程动力学特性是载人航天空间对接机构研究设计的基础．本文针对先进而复杂的异体同构周边式对接机构，运用矢量力学方法和粘弹性理论，建立了航天器空间对接接触撞击过程动力学模型，给出了接触撞击载荷显示表达式，... 空间对接接触撞击过程动力学特性是载人航天空间对接机构研究设计的基础．本文针对先进而复杂的异体同构周边式对接机构，运用矢量力学方法和粘弹性理论，建立了航天器空间对接接触撞击过程动力学模型，给出了接触撞击载荷显示表达式，并结合工程问题算例进行了初步打靶计算和统计分析，取得了较为满意的统计结果． 展开更多
关键词 空间对接 航天器 对接机构 接触撞击动力学
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MoS_2在空间对接摩擦材料烧结过程中的行为变化 被引量：7
6
作者 姚萍屏 邓军旺 +3 位作者 熊翔 袁国洲 张兆森 靳宗向 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期612-616,共5页
采用粉末冶金技术制备了空间对接用铜基摩擦材料,利用X射线衍射及定量化学分析技术对MoS2在材料烧结过程中的变化行为及与其他组元之间的作用进行研究。结果表明,MoS2在加压烧结过程中存在三个方面的反应:在高温下分解成Mo和S,并造成了... 采用粉末冶金技术制备了空间对接用铜基摩擦材料,利用X射线衍射及定量化学分析技术对MoS2在材料烧结过程中的变化行为及与其他组元之间的作用进行研究。结果表明,MoS2在加压烧结过程中存在三个方面的反应:在高温下分解成Mo和S,并造成了S元素的损失;与Cu作用形成了复杂的铜钼硫化合物;与Cu反应生成了Cu的硫化物,该类化合物具有与MoS2相类似的层状结构,有一定的润滑作用。MoS2高温分解后或MoS2与Cu反应产生的Mo元素与石墨反应形成了Mo的碳化物。另外,双飞粉的加入不仅与材料中的Mo元素作用形成CaMoO4,并且改变了铜钼硫化合物、Cu的硫化物以及Mo的碳化物中各元素的摩尔比。 展开更多
关键词 MOS2 加压烧结 摩擦材料 铜基 空间对接
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周边式对接机构航天器的对接动力学仿真(第1部分)──运动学约束方程 被引量：3
7
作者 王兴贵 赵阳 +1 位作者 曹喜滨 陈永才 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 2001年第3期284-287,共4页
研究了两个带有周边式对接机构的航天器，在对接捕获的过程中，对接机构之间相互接触后，产生接触滑移时对接系统的运动学特性。根据对接机构的空间特点，引入矢量代数的概念，建立了对接机构之间接触滑移的运动约束方程，及其接触点在... 研究了两个带有周边式对接机构的航天器，在对接捕获的过程中，对接机构之间相互接触后，产生接触滑移时对接系统的运动学特性。根据对接机构的空间特点，引入矢量代数的概念，建立了对接机构之间接触滑移的运动约束方程，及其接触点在对接机构上的相对滑移速度方程。 展开更多
关键词 空间对接 周边式对接机构 运动学 时变约束方程 仿真 航天器
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空间对接整体动力学仿真系统稳定性分析 被引量：5
8
作者 赵慧 张尚盈 《武汉科技大学学报》 CAS 2008年第1期87-90,共4页
为了在地面模拟空间对接的动力学过程,对其动力学仿真系统进行了研究。描述了动力学综合实验台的工作原理,提出能模拟空间对接过程的动力学仿真问题。对空间对接整体动力学仿真系统的物理参数进行了合理配置,并对其稳定性进行了分析。... 为了在地面模拟空间对接的动力学过程,对其动力学仿真系统进行了研究。描述了动力学综合实验台的工作原理,提出能模拟空间对接过程的动力学仿真问题。对空间对接整体动力学仿真系统的物理参数进行了合理配置,并对其稳定性进行了分析。试验结果验证了相应结论的有效性。 展开更多
关键词 动力学仿真 空间对接 稳定性分析
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基于二维位置敏感探测器的空间对接过程研究 被引量：5
9
作者 张力平 张政 +2 位作者 曹秉刚 马书根 李斌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1110-1114,共5页
为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器(PSD)配合红外发光器阵... 为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器(PSD)配合红外发光器阵列的方法完成机器人的空间对接.通过对位置敏感探测器工作原理的分析和对传感器特性的试验,提出了在PSD光敏面上增加光学装置的方法以扩大它的探测范围和精度,同时大大减小了它对光信号的依赖程度.把该方法应用于可重构模块化探测机器人系统中,提出了基于传感器信息的轨迹规划方法,对子机器人空间对接过程的仿真试验验证了轨迹规划和空间对接的可行性. 展开更多
关键词 可重构 模块化 位置敏感探测器 空间对接
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空间对接预捕获阶段的建模与仿真 被引量：4
10
作者 关英姿 康为民 崔乃刚 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期664-667,共4页
介绍了数控式对接机构对接的基本操作过程，建立了对接预捕获阶段仿真的数学模型，并给出了仿真实例。仿真结果表明，设计的控制系统控制效果良好。
关键词 空间对接 软件对接系统 数值仿真 建模 航天器
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一种新型空间对接抓捕机构的设计与分析 被引量：4
11
作者 原永亮 杨臻 邱枫 《航天器环境工程》 2015年第6期626-629,共4页
文章设计一种新型抓捕机构,不仅具有结构简单、末端速度可控等优点,而且可减小两卫星抓捕过程中产生的碰撞力。基于抓捕机构的工作原理,使用CATIA软件建立了三维模型,并运用ADAMS仿真软件进行仿真分析,得到其运动规律和动力学曲线;使用A... 文章设计一种新型抓捕机构,不仅具有结构简单、末端速度可控等优点,而且可减小两卫星抓捕过程中产生的碰撞力。基于抓捕机构的工作原理,使用CATIA软件建立了三维模型,并运用ADAMS仿真软件进行仿真分析,得到其运动规律和动力学曲线;使用ABAQUS有限元软件对抓捕机构中的软轴进行受力分析。仿真与有限元分析结果表明:与美国ASDS-Ⅱ相比,该机构的角度容差更大,更容易实现对卫星的捕获。 展开更多
关键词 空间对接 抓捕机构 ADAMS软件 ABAQUS软件
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弱撞击对接机构捕获过程的传力性能分析 被引量：3
12
作者 陈传志 聂宏 +1 位作者 陈金宝 王小涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期451-456,共6页
弱撞击对接机构(Low impact docking mechanism,LIDM)的力雅可比矩阵包含了驱动臂与负载传感环力和力矩的传递关系信息。然而,力和力矩具有不同的量纲,将雅可比矩阵分解为两个分别与力和力矩传递相关的子矩阵,在两个子矩阵的基础上,分... 弱撞击对接机构(Low impact docking mechanism,LIDM)的力雅可比矩阵包含了驱动臂与负载传感环力和力矩的传递关系信息。然而,力和力矩具有不同的量纲,将雅可比矩阵分解为两个分别与力和力矩传递相关的子矩阵,在两个子矩阵的基础上,分别推导出力和力矩传递关系的数学模型,并通过计算工作空间内力和力矩传递能力的分布规律,研究LIDM力和力矩的传递性能。分析结果表明,对接机构的结构构型确定后,力和力矩传递性能呈椭球体分布,并随负载传感环沿不同路径移动,呈现不同的规律。研究结果对以LIDM为代表的空间对接机构的结构性能评价及优化具有重要的工程意义。 展开更多
关键词 空间对接 弱撞击对接机构 雅可比矩阵 力传递性能
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弱撞击对接机构捕获系统运动空间研究 被引量：1
13
作者 陈传志 聂宏 +1 位作者 陈金宝 王小涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1000-1006,共7页
以弱撞击对接机构(LIDM)捕获系统的运动空间为研究对象,提出了影响运动空间的主要因素如驱动臂长度、转动副转角、结构框内径等对运动空间的限制。在此基础上,对捕获系统运动空间及其各截面进行了分析,并详细讨论了结构框内径对运动空... 以弱撞击对接机构(LIDM)捕获系统的运动空间为研究对象,提出了影响运动空间的主要因素如驱动臂长度、转动副转角、结构框内径等对运动空间的限制。在此基础上,对捕获系统运动空间及其各截面进行了分析,并详细讨论了结构框内径对运动空间的影响,对LIDM的设计和优化具有重要意义。 展开更多
关键词 空间对接 弱撞击对接机构 运动空间 对接初始条件
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空间对接机构的自适应控制和控制参数优化 被引量：3
14
作者 吴强 王占林 王志峰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期457-460,492,共5页
空间对接广泛采用Stewart并联机构。用液压Stewart平台模拟对接机构,以研究对接过程的控制。为了获得更好的性能,要求各个液压缸的动态特性以及它们本身的正反向特性相同,对可变负载有鲁棒性,系统过阻尼,调节时间要尽量短。选用模型参... 空间对接广泛采用Stewart并联机构。用液压Stewart平台模拟对接机构,以研究对接过程的控制。为了获得更好的性能,要求各个液压缸的动态特性以及它们本身的正反向特性相同,对可变负载有鲁棒性,系统过阻尼,调节时间要尽量短。选用模型参考自适应控制(MRAC)很好的解决了这些问题。采用Narendra方案,利用非对称液压缸正反向模型仿真,初步确定控制参数。采用遗传算法对自适应控制器参数进行优化。实验结果表明,控制效果满足要求。 展开更多
关键词 空间对接 STEWART 模型参考自适应 遗传算法
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弱撞击对接机构动力学特性建模 被引量：2
15
作者 陈传志 汪捷 +2 位作者 陈金宝 邓卫华 崔继云 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期35-43,共9页
针对空间飞行器捕获对接过程中复杂的多体动力学问题,鉴于弱撞击对接机构(Low impact docking mechanism,LIDM)不同于以往常见的刚性对接机构,其在对接过程中产生碰撞力远小于空间飞行器自身的重量,且自身对接环处安装有六维力传感器,... 针对空间飞行器捕获对接过程中复杂的多体动力学问题,鉴于弱撞击对接机构(Low impact docking mechanism,LIDM)不同于以往常见的刚性对接机构,其在对接过程中产生碰撞力远小于空间飞行器自身的重量,且自身对接环处安装有六维力传感器,因此可以将捕获过程中LIDM处产生的碰撞力等效为作用于对接环质心处的时变载荷。依据第二类拉格朗日方程的动力学建模方法,推导了各组件动力学参数的具体表达式,建立了全刚体目标系统下的多体动力学模型,并基于MATLAB实现了动力学参数的输出。用ADAMS的多体动力学模型进行仿真验证,结果表明:两者的计算验证结果证明了以拉格朗日方程建立的LIDM捕获动力学模型的正确性。为研究空间对接机构的结构优化与工程应用打下了基础。 展开更多
关键词 弱撞击对接机构 空间对接 拉格朗日方程 动力学建模 力学特性 仿真验证
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空间对接机构捕获锁优化设计 被引量：2
16
作者 汤树人 陈宝东 +2 位作者 刘仲 康志宇 唐平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期615-621,共7页
空间对接机构是实现航天器空间交会对接的关键系统。捕获锁作为对接机构的关键组成部件,具有实现两航天器间捕捉和释放的功能。其中的锁舌弹簧机构是典型的多体系统动力学机构,具有一定的设计难度。针对该问题,分析了锁舌运动规律,简化... 空间对接机构是实现航天器空间交会对接的关键系统。捕获锁作为对接机构的关键组成部件,具有实现两航天器间捕捉和释放的功能。其中的锁舌弹簧机构是典型的多体系统动力学机构,具有一定的设计难度。针对该问题,分析了锁舌运动规律,简化由分析力学建立的非线性微分方程组,建立了满足工程精度需求的数学模型;接着采用惩罚函数法和随机顺序配对机制改进标准遗传算法,并编制程序完成参数求解;随后应用ADAMS软件进行动力学仿真。捕获锁试验结果表明,捕获力显著减小,性能获得提高。所研制的捕获锁圆满通过了国内载人航天交会对接飞行试验,证明该产品优化设计工作获得了成功。 展开更多
关键词 空间对接 捕获锁 多体系统 遗传算法 仿真
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神光-Ⅲ主机装置下装模块空间对接关键技术 被引量：2
17
作者 倪卫 熊迁 +3 位作者 谭宁 熊召 袁晓东 郑万国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3185-3188,共4页
初步分析了在建神光-Ⅲ主机装置下装模块空间对接过程,指出"对中"和"碰撞"问题是下装模块空间对接监测的关键技术。"对中"监测技术主要是将三维问题转换为二维问题,利用机器视觉扑捉特征点下装模块进行... 初步分析了在建神光-Ⅲ主机装置下装模块空间对接过程,指出"对中"和"碰撞"问题是下装模块空间对接监测的关键技术。"对中"监测技术主要是将三维问题转换为二维问题,利用机器视觉扑捉特征点下装模块进行位置和姿态的判断。"碰撞"监测技术主要是利用下装模块装校过程发生碰撞必然产生"力"的作用的原理,监测碰撞点上各个方向作用力,间接反映碰撞发生程度,并将测量数据分析后反馈至对接平台执行,及时修正下装模块空间对接运动轨迹,实现了下装模块全过程的"轻碰撞"对接。 展开更多
关键词 空间对接 下装模块 精密定位 碰撞监测
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基于电永磁技术的对接/分离机构设计 被引量：2
18
作者 许珍 林旻 +3 位作者 李金恩 张博 毛青筠 闫阿儒 《上海航天（中英文）》 CSCD 2021年第1期128-135,共8页
空间对接技术在航天器的补给、维修、维护以及在轨组装等领域发挥了重要作用。针对电磁对接方式存在对接力小、作用距离短、能耗高和锁紧/分离过程繁琐等缺点,设计了一种新型的综合电磁和永磁特性的电永磁对接/分离机构。采用有限元法... 空间对接技术在航天器的补给、维修、维护以及在轨组装等领域发挥了重要作用。针对电磁对接方式存在对接力小、作用距离短、能耗高和锁紧/分离过程繁琐等缺点,设计了一种新型的综合电磁和永磁特性的电永磁对接/分离机构。采用有限元法仿真软件,计算了对接状态不同距离下的磁力与磁感应强度,分离状态下的磁斥力,以及锁紧状态的磁吸力。在体积约束为18mm×18mm×3mm时,设计出锁紧力和分离力约为193 N和26N的比例模型,并据此制作出结构简单、作用距离远、能耗低的电永磁对接/分离样机及其控制器。 展开更多
关键词 空间对接 电永磁 分离 锁紧 磁力
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柔性锥-杆式对接机构碰撞过程仿真研究 被引量：2
19
作者 韩伟 黄奕勇 +1 位作者 张翔 陈小前 《上海航天》 2012年第3期49-53,共5页
以中小型航天器普遍采用的锥-杆式对接机构为研究对象,提出一种柔性对接锥作为缓冲系统的方案,用柔性锥变形吸收撞击能量作为缓冲。用有限元法对碰撞过程进行仿真,讨论了柔性对接锥作为缓冲系统的性能对对接过程的影响。仿真结果表明:... 以中小型航天器普遍采用的锥-杆式对接机构为研究对象,提出一种柔性对接锥作为缓冲系统的方案,用柔性锥变形吸收撞击能量作为缓冲。用有限元法对碰撞过程进行仿真,讨论了柔性对接锥作为缓冲系统的性能对对接过程的影响。仿真结果表明:与普通对接锥相比,柔性锥能减小碰撞力峰值50%多。 展开更多
关键词 空间对接 缓冲系统 柔性锥-杆 有限元法
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遗传算法在空间对接机构优化设计中的应用 被引量：2
20
作者 汤树人 陈宝东 +1 位作者 柏合民 赵金才 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期529-533,共5页
空间对接机构是实现载人航天器空间交会对接的关键系统。捕获锁作为对接机构的组成部件,具有实现两航天器间捕捉和释放的功能。为避免传统的优化方法容易陷入局部最优的缺陷,优化求解捕获锁锁舌弹簧机构设计过程中的多目标、多自变量、... 空间对接机构是实现载人航天器空间交会对接的关键系统。捕获锁作为对接机构的组成部件,具有实现两航天器间捕捉和释放的功能。为避免传统的优化方法容易陷入局部最优的缺陷,优化求解捕获锁锁舌弹簧机构设计过程中的多目标、多自变量、多约束的问题,文章采用惩罚函数法和随机顺序配对机制改进标准遗传算法,使得改进后的遗传算法能进行全局寻优,且收敛性好。应用改进后的遗传算法,最终解决了捕获锁锁舌弹簧机构的优化设计问题。 展开更多
关键词 空间对接 捕获锁 遗传算法 优化设计
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