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。     

集成多功能RGV设备的技术研究与应用

为满足某筒段工件在防爆环境下的自动对接和质心测量要求,设计了多功能有轨制导车（Rail Guided Vehicle, RGV）设备。该设备采用视觉测量数据引导设备的调姿对接。文中对设备的质心测量功能、机械机构和测量原理进行了描述。设备具有的防爆功能满足其在特殊环境下的使用要求,可保证人身安全,便于实现自动化。经实践应用,该设备性能稳定、自动化程度高、功能多,满足使用要求。     

导弹自驾仪自动测试系统的开发研究

基于虚拟仪器技术研制了导弹自动驾驶仪自动测试与故障诊断系统.系统以嵌入式工控机为核心,采用模块化仪器总线标准,集PXI卡、程控仪器和各种先进的测试诊断技术于一体,利用自动化测试设备的硬件设施,并开发了自动驾驶仪故障分析软件,实现了对故障的快速准确定位.系统可用于飞航导弹电子设备的参数测量、专向性能指标测试、功能测试及主要故障的诊断.     

基于立体视觉的空间非合作航天器相对位姿自主测量

本文提出一种基于立体视觉的空间非合作航天器相对位姿自主测量方法,用以解决在轨捕获中非合作航天器的相对位姿测量问题。该方法以航天器本体和星箭对接环作为识别特征,识别过程无需人员参与;同时,提出一种基于空间几何约束的特征匹配方法,运用空间几何约束引导匹配,在完成匹配的同时可直接获取特征的三维信息,实现特征匹配与重构的一体化;最后,利用空间向量对非合作航天器的相对位姿参数进行解算,充分利用冗余信息,以提高解算精度。实验结果表明,在航天器本体尺寸为280mm、相对距离为2m的条件下,本文方法的姿态测量误差小于1.5°,位置测量误差小于4mm,能够满足空间非合作航天器在轨捕获的相对位姿测量要求。     

基于PLC控制的管路接头自动对接夹持器设计

为了提高现代空调制造企业中管路快速接头对接的自动化程度,实现机器换人的过程,分析管路快速接头的机械结构和工作原理,采用仿人手操作的对接方法,设计出一种基于PLC控制的五自由度气动夹持器。在分析气动夹持器的工作原理和控制要求的基础上,设计了对应夹持器的气压传动系统。介绍了三菱FX3U-40MT PLC与外部各元器件的连接,以及对PLC电气控制系统程序进行设计。在FluidSIM虚拟仿真实验平台上进行了电气控制下的气压回路仿真实验,验证了夹持器可以按照预定的动作实现管路快速接头的对接。     

锥杆式对接机构捕获锁的创新设计

锥杆式对接机构是目前国际空间站上的标准配置之一.为满足我国将来空间站建设的需要,应用功能分析法对锥杆式对接机构捕获锁进行了自主创新设计,并在基于空间凸轮的捕获锁概念设计基础上进行了工程化设计研发.最终生产的捕获锁产品经测试符合设计预期,并装配整机进行后续试验,推进了我国空间对接机构类型多样化的发展.     

虚拟装配技术在自动引导车转向系统中的应用

阐述了虚拟装配技术基本原理、过程和方法,提出了基于SolidWorks三维建模软件,以自动引导车转向系统为设计对象,进行三维建模和虚拟装配设计.先通过虚拟装配关系识别捕捉设计者的意图,然后利用装配约束条件确定零件的装配路径,并完成其装配,最后对自动引导车转向系统进行相应的干涉检验,并进行动画制作,进一步检测虚拟装配的可靠性.实践表明,利用虚拟装配技术可有效地缩短产品研发周期,节约成本和提高产品装配质量.     

基于虚拟仪器技术的捷联惯性/ GNSS组合导航系统自动测试系统设计

捷联惯性/GNSS组合导航系统是飞机定位和导航的重要机载电子设备;但是开发具有模块化、柔性、通用性和远程控制和测试功能的通用自动测试平台,却是一个难题.文中在简要介绍虚拟仪器技术的基础上,提出用虚拟仪器技术开发通用自动测试系统的设计方法;详细介绍了捷联惯性/GNSS组合导航系统测试系统的软硬件设计,重点分析了设计中难点问题及其解决方法.通过实际测试和评估,该综合测试系统性能稳定、可靠,操作方便,界面友好.     

一种圆柱类部件调姿的分布式并联机构误差分析

为提高分布式并联调姿机构的对接精度,减少系统误差的影响,从机构布放误差、参数测量误差和机构控制误差３个方面分析了误差原因,并定量分析了各误差的影响程度.以船舶大型推进轴系为例,搭建了船舶轴系对接试验台架,验证了误差分析的正确性,为复杂环境下的圆柱类大型零部件的高效、高精度对接装配提供了参考.     

基于PLC的中样高温染色机控制系统改造

采用西门子公司S7—200PLC构成了中样高温染色机控制系统,并阐述了系统的设计方案、PLC的软硬件设计。实现了对染色过程的全面自动控制,大大提高了染色质量与染色设备的自动化、连续化、智能化水平,降低了生产成本,增强了企业的竞争力。     

基于iSIGHT平台的轴流泵叶片水力性能优化研究

将数值优化技术与CFD流场计算相结合,由数学过程代替设计人员的经验,控制叶片设计修改方向,构建轴流泵叶片自动优化设计平台。以多学科优化软件iSIGHT为基础,以现有优秀的轴流泵叶片模型为研究对象,建立了参数化建模、网格划分、流场计算和数值优化相结合的轴流泵叶片自动优化设计平台。以叶轮效率最高为目标函数,以扬程和汽蚀余量为约束条件,用该平台对设计工况下的初始叶片进行自动优化设计。对比分析优化前后叶片的水力性能,优化后叶片的水力性能有所提高,表明本文采用的自动优化设计方法是有效和可行的。     

大型雷达天线六自由度自动对接平台设计

米波雷达具有天线口径大、质量重、需分离运输的特点,目前天线的拼装大多采用人工或吊车辅助的方式,耗时长且存在不安全因素。为解决米波雷达天线的快速拼装难题,本文介绍了一种用于大型机动型雷达天线的六自由度自动对接平台,对其工作原理、组合机构、液压系统、控制系统等的设计进行了详细的论述。该平台已用于某型雷达天线,实现了天线的自动对接拼装,提高了雷达的机动性。该平台技术可为其他大型机动雷达提供设计参考。     

某型导弹惯性制导设备自动测试系统设计

文章讨论了某型导弹惯性制导设备自动测试系统的功能、硬件配置、软件模块化设计、数据库控制测试流程技术;设计开发了基于PCI总线和虚拟仪器技术的自动测试系统。该系统容错能力强,通用性好,操作简单,具有良好的可扩展性,实现了对导弹惯性制导设备的模块化、快速化和自动化测试,对提高武器系统的可靠性和可维修性有重要的意义。     

冲床自动送料机构设计

重点介绍了自动送料机构原理分析过程,零部件的设计与选择过程等.最后通过校核、修改等步骤后,表明本设计中的滚轴式齿轮送料机构设计适合设备的生产与需要,并能够实现机械化与自动化,从而大大地提高了生产效率.     

Robust adaptive backstepping neural networks control for spacecraft rendezvous and docking with input saturation

This paper presents a robust adaptive neural networks control strategy for spacecraft rendezvous and docking with the coupled position and attitude dynamics under input saturation. Backstepping technique is applied to design a relative attitude controller and a relative position controller, respectively. The dynamics uncertainties are approximated by radial basis function neural networks (RBFNNs). A novel switching controller consists of an adaptive neural networks controller dominating in its active region combined with an extra robust controller to avoid invalidation of the RBFNNs destroying stability of the system outside the neural active region. An auxiliary signal is introduced to compensate the input saturation with anti-windup technique, and a command filter is employed to approximate derivative of the virtual control in the backstepping procedure. Globally uniformly ultimately bounded of the relative states is proved via Lyapunov theory. Simulation example demonstrates effectiveness of the proposed control scheme.     

Two-dimensional PSD based automatic docking of self-reconfiguration modular exploration robot system

Based on the design of a docking mechanism, this paper thoroughly investigates the space automatic docking of self-reconfiguration modular exploration robot system （RMERS）. The method that leads robot to achieve space docking by using two-dimensional PSD is put forward innovatively for the median size robot system. At the same time, in order to enlarge the detecting extension and the precision of PSD and reduce its dependence on lighting signal, the PSD was remade by increasing the optical device over its light-sensitive surface. The emission board and LED light scheduling were designed according to docking arithmetic, and the operating principle of docking process was analyzed based on these. The simulation experiments were carried out and their results are presented.     

基于惯性导航与立体视觉的风管清扫机器人同时定位与地图创建方法

风管清扫机器人是用于完成中央空调通风管道系统清扫工作的一种自动化设备,为提高其在庞大且封闭的未知通风管道网络中的自主导航能力,提出一种低成本的机器人同时定位与地图创建解决方案。该方案结合惯性测量单元的高速动态性能及双目立体视觉传感器良好的环境感知能力,通过采用Rao-Blackwellized粒子滤波方法融合两种传感器的测量信息,可以有效地抑制惯性传感器的漂移,快速地估计机器人三维的位置、姿态和速度,并且获取稳定的环境视觉路标信息,能够满足风管清扫机器人同时定位和地图创建的要求。同时,为确保视觉路标关联的鲁棒性,提出一种双向的基于几何相容性及路标视觉特征相结合的数据关联方法。试验结果证明所提的同时定位与地图创建方案和数据关联法的有效性。     

基于ADAMS的夹紧机构优化设计

运用虚拟样机技术,可以大大简化机械产品的设计开发过程,大幅度缩短产品开发周期和降低开发费用,提高产品的性能,获得最优化和创新的设计产品。ADAMS是目前著名的虚拟样机分析软件,应用ADAMS建立了夹紧机构的参数化模型,并对模型各设计变量进行设计研究,找出对机构性能影响较大的变量,最后对模型进行优化设计,确定模型的最佳结构。     

螺旋推进管道机器人的驱动头与保持架调节机构设计

为了使基于螺旋推进的管道机器人能在微小的管径中获得较大的牵引力,介绍了不同的螺旋驱动头与保持架调节机构.分析了每种调节压紧机构的力学特性,并给出了计算结果,比较了各种调节机构的优缺点.应用机械系统动力学仿真软件ADAMs,建立了管道机器人的虚拟样机,通过计算机仿真得到机器人输出牵引力的仿真数据,为研制微小型螺旋式管道机器人提供,设计依据.     

瓷砖自动包装线上砖机构及虚拟样机研究

为满足陶瓷砖机械化包装需求,设计了瓷砖自动包装线防掉砖快速上砖机构,构建了该机构的虚拟样机模型,并用AD AMS对样机进行了优化设计和动力学仿真分析,分析测试表明,所设计的上砖机构满足上砖平稳性和高效率等工况要求,目前已经投入使用,效果良好。