在轨模块更换技术综述

在轨模块更换是在轨服务的重要组成部分,描述了在轨模块更换的概念分类,对在轨模块更换进行需求分析,介绍了在轨模块更换的关键技术,并分析了在轨模块更换技术的发展趋势。     

面向在轨服务的舱段间机电连接接口研究

针对在轨服务任务中的在轨舱段对接与更换任务,介绍了采用模块化设计理念的一种合作卫星舱段间新型机电连接接口方案设计,用Adams软件对接口容差进行动力学仿真分析.结果表明:该新型机电连接接口具有一定捕获及容差能力,能够达到位置容差±50 mm、角度容差±7°的容差范围,满足了容差指标要求.     

航天器对接与捕获技术综述

航天器对接与捕获技术（Docking&capture technology,DCT）是实现航天器之间在轨连接、控制与分离,建立组合体间人员或资源交互的技术。对航天器对接与捕获技术的研究背景、发展历程、发展趋势、应用前景、技术内涵等内容进行了综述,首先从运载局限性催生对接技术发展、在轨服务需求爆发促进对接技术发展、空间碎片清理任务推动捕获技术发展等角度阐述了航天器对接与捕获技术的研究背景。从时间维度总结了该技术发展的三个历程,从技术途径角度概括了该技术的五个发展趋势。从在轨延寿、在轨手术、地外基建、轨道修正四个方面梳理了该技术的应用前景,提炼了该研究领域的八项关键技术。最后,给出了我国在该领域开展研究的方向和建议,为航天器在轨对接与捕获技术的未来研究提供参考。     

空间大型结构体在轨组装单元及对接接口研究

近年来,在轨服务技术日趋成熟,因此在空间技术研究领域在轨组装受到了较高的关注度.研究了一种大折展比高刚度索杆张拉式六棱柱组装单元及三爪式对接接口机构,并对其运动学及动力学特性进行了研究.首先,提出并设计了一种新型的空间结构组装单元和一种结构为三爪式的对接接口,进行在轨组装时可应用该接口.接着,分析了空间结构组装单元的运...     

在轨维修后端模块接口机构的研究

在轨维修可以大大的延长空间科学仪器的使用寿命,节省大量的经济成本。为了实现空间望远镜后端模块的在轨操作和更换,设计了一套与之对应的接口机构,能够解决在轨快速定位与安装。根据321运动学定位准则,详细介绍了该接口机构的内部组成和工作原理;然后把该接口机构与后端模块进行组件级有限元仿真,仿真结果表明一阶模态远高于整机基频可以有效地避免发射时候的共振;设计了一套平面内的工装来模拟后端模块,利用等效质量法对整个机构进行重力卸载;搭建实验平台,利用激光跟踪仪来测量整个后端模块的重复定位安装精度,实验数据表明,X,Y,Z 3个方向的重复平移定位误差分别为±5.58μm,±3.24μm及±3.63μm,优于总体指标±10μm;热实验结果表明整个机构可以完全释放由于温度变化产生的形变,具有很高的热稳定性;使入射光线和靶面的相对位置持续稳定,保证了较高的成像质量。为其他空间在轨维护装置提供强有力的参考价值。     

在轨维护模块更换适配器的研制

随着空间飞行器的组成和功能日趋复杂,通过在轨维护模块更换技术保证其在复杂空间环境下的持久、可靠运行,具有重大经济和战略价值。通过对国外在轨维护模块更换技术进行梳理,并着重对适用于微小、中型模块的可更换模块适配器,立足于现代成熟制造加工技术,应用功能分析法进行自主创新设计。经检测所研发的模块更换适配器符合设计预期,推动了我国在轨维护模块更换技术多样化的发展。     

基于在轨更换的光学载荷定位机构研究

为了实现空间望远镜大型光学载荷的在轨更换,设计了一种能够实现在轨快速拆装的定位机构,并针对其核心问题即在轨重复定位精度进行了研究。首先,选定了一种能够避免热应力的运动学定位方式。在此基础上设计了定位机构,并根据刚体的微小角位移是矢量并符合矢量合成法则的原则,利用角位移矢量合成的方法推导出了光学载荷的转角数学模型;然后,设计杆系结构模拟了光学载荷及其框架,同时为了模拟光学载荷在轨拆装的微重力环境,利用微重力模拟的常用方法悬吊法设计了悬吊装置,以实现光学载荷模块的重力卸载;最后,搭建了试验检测环境,对光学载荷模块进行重复拆装试验,利用经纬仪及数显千分表进行检测,并处理试验结果得到了重复定位误差值。结果表明,光学载荷模块的重复安装转角误差最大为±28.8″,平移误差最大为±0.057mm。本文研究能够为在轨可更换载荷定位机构的设计提供参考,具有理论意义和应用价值。     

航天502所掌握卫星在轨加注关键技术

正中国航天科技集团公司五院502所于近日完成了在轨加注地面演示系统试验平台的搭建,成功进行了在轨加注接口对接、循环泵式流体传输、残液吹除、在轨加注接口分离等全过程地面演示试验。该演示试验是国内首个基于循环泵式的卫星在轨加注全过程演示验证试验,标志着该所已初步掌握了卫星在轨加注关键技术。卫星推进剂在轨加注技术是满足未来航天任务多样     

基于OpenGL与MFC的三维图形接口技术

基于OpenGL与MFC提出了一种三维图形接口技术,该技术采用UG Open C API编写功能模块,采用OpenGL与MFC开发三维图形接口模块,并利用回调函数机制实现功能模块与三维图形接口模块间的通信.实例证明该技术可扩充UG OPEN C API在界面制作和三维图形渲染等方面的功能.     

在轨组装机器人抓取机构设计与控制系统研究

根据在轨组装空间望远镜关键技术的研究需求,为有效实施在轨组装服务,设计了在轨组装机器人及子镜组装分系统的地面验证方案,并对组装机器人的末端抓取机构进行设计分析。该抓取机构采用插入式抓取、胀紧式锁紧方案。同时,对组装机器人的控制系统方案进行详细阐述;经过分析计算,该设计能够满足在轨组装空间望远镜地面验证阶段的应用需求。     

复杂产品设计中基于业务构件的集成方法研究

为了实现对设计过程和数据的统一管理,以及应对不断变化的需求,采用业务构件技术,实现设计数据、可变业务流程、设计资源及用户界面的集成管理.通过业务构件技术,实现系统模块的重构;设计了专用数字化设计构件,实现设计资源的无缝集成;针对软件资源的不同版本,封装不同的图形用户接口;采用智能Agent技术.通过消息逻辑实现对象调用.以构件为元素,采用设计流程模板技术支持业务流程的重组.最后,以飞机飞行载荷计算为例,对提出方法的有效性进行了验证.     

ZChSnSb11-6/20钢复合材料不同结合界面结合强度仿真与试验

针对巴氏合金与钢体组成的复合材料,建立了不同结合界面(不同的生产工艺条件)下工件结合强度理论计算模型。以微小单元作为模型构建的基础,利用COMSOL Multiphysics软件对其结合界面进行了有限元应力场仿真模拟,得到了不同生产工艺条件下界面应力分布情况。仿真结果表明：三种结合界面下提出的理论计算公式与模拟计算值之间的相对误差值在15%内。采用电弧喷涂技术制备了不同结合界面和不同表面粗糙度的ZChSnSb11-6/20钢复合材料,得到了不同结合界面许用结合强度。试验结果表明：对于同一表面粗糙度,其结合强度随结合界面接触面积的增大而增大,圆弧面（B型）和截球面（C型）两种结合界面的结合强度值较接近,差值在2MPa之内;光面（A型）结合界面的结合强度最小,约为B型、C型两种结合界面结合强度的60%。通过对比分析,对所构建模型进行了模型评价,得到了模型评价对照表。     

计算机不同通信接口下的数据采集技术问题研究

分析GPIB并行接口与RS－232C串行接口两种重要的计算机通信接口技术，对在这两种不同通信接口下有关的数据采集技术进行了详细讨论。     

基于CH372-USB总线芯片的FPGA控制器

USB逐渐成为现场调试和实时监测设备的标准接口,在比较了几种实现USB接口的方式后,采用FPGA与带USB底层协议的总线芯片来实现USB接口通信。采用FPGA作为主控芯片,设计了基于CH372-USB总线芯片的控制器,论述了控制器工作的原理和核心状态机的设计过程,解决了FPGA控制CH372时,CH372对时序和命令输入的要求。最后,搭建实验硬件平台,验证了该方案的可行性和有效性。     

基于USB的数据采集系统通讯接口设计

针对采用DSP的数据采集系统设计了一种基于USB的数据通讯接口。该接口使用Cypress公司的EZ—USB技术，采用FPGA控制芯片作为辅助，在USB1．1协议框架下，实现了数据采集系统与PC机之间的高速数据通讯，可以满足数据采集系统的快速性和实时性要求。     

面向异构电力设备状态监测的低功耗OPC UA协议转换最小系统

电力系统中不同厂家的现场设备接口各异,使得实际使用中现场设备很难被集成,形成一个信息孤岛。面向电力设备运行状态监测需求,结合当前电力装备普遍采用的Modbus RTU协议和各类PLC协议等为主要现场数据采集接口的现状,进行现有接口协议的OPC UA转换单元设计,研制异构电力设备OPC UA协议转换的嵌入式最小系统硬件平台,建立基于OPC UA协议标准化的统一输出接口。该硬件平台利用软件配置的方式实现现场数据采集智能设备统一接入,可高效支撑以OPC UA协议为输出的异构标准化跨平台运行,有利于同时支持更多不同种类采集终端云边协同参数采集的实现。     

空间对接机构捕获锁优化设计

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。     

钢铁企业基于组件的柔性制造执行系统设计

针对钢铁企业存在的复杂多变的业务需求和大量异构的系统环境,提出了柔性制造执行系统概念,并介绍了几种常见的组件定义以及设计出柔性制造执行系统组件模型.基于此,结合钢铁企业实际业务,详细阐述了各个组件的接口定义,以及组件之间如何通过接口获取服务.通过实例,给出了典型业务的组件重构方案.最后,根据不同的车间适用场合,分别介绍了两种制造执行系统和车间过程控制系统的接口方式.     

进出风接口对电动汽车用电池包散热性能的影响

针对节能与新能源汽车用电池包的安装和散热接口要求,设计了3种不同形式的进出风接口,用对比试验的方法进行了模拟公交运营工况试验。结果显示,格栅进风接口和直管进风接口2种接口形式的电池包在试验后半期均已处于热平衡状态,最大温差值≤3℃;弯管进风接口电池包的最高温度和最大温差值均比前2种接口形式的电池包大,最大温差值扩大近1倍,表明接口形式会影响电池包的散热效果以及内部通风风向的分布趋势,如设计不当会造成电池内部温差过大。     

PLC与触摸屏在开齿机数控系统中的应用

以开齿机的工作原理和控制工艺为研究对象,三菱可编程控制器为核心,连接定位模块和模拟量输出模块组成了具有定位和调速功能的数控系统,并以eView MT508T触摸屏为人机界面,设计出精美的多窗口操作界面.使用的结果表明:系统的电气线路简单,功能完善,运行稳定可靠,通过对界面的操作可运行设备的各项功能,以较低的成本实现了复杂的控制要求.