摘要：基于Stewart并联机器人构型和偏置柔性虎克铰链,利用双螺旋副差动传动的方案设计了一款低成本高精度6-RR-RP-RR构型的6-DOF并联机器人。首先,基于双螺旋副差动传动原理,分别提出了串联和并联两种差动驱动方案,并对柔性虎克铰链进行了设计,确定了最终的整机结构设计方案;其次,对柔性铰链的柔度进行了理论建模,并仿真验证了其柔度和强度设计的合理性;此外,对该并联机器人开展了逆运动学分析,建立了其运动学模型,并采用牛顿-拉普拉森数值迭代方法进行了求解;最后,分别利用多体动力学和Ansys仿真软件验证了整机运动学模型和求解的准确性。

摘要：为实现真空100 K低温环境中的红外设备测试,设计了一种离轴三反式的准直系统。该系统采用无热化设计,整机结构选用SiC材料,在镜体与支撑结构连接处采用C形开口胀销作为柔性结构,补偿连接结构的低温变形。系统整体除反射镜外,其余部分全部包裹在低温辐射冷板内。低热导绝热支撑结构在热传导链中起热屏蔽作用,实现系统的绝热支撑和快速制冷。在100 K低温环境下对单镜进行仿真分析,主、次、三镜的面形误差均小于λ/50;整机分析得到主、次、三镜的面形误差均不大于λ/30。常温下系统各个视场波前差在λ/14~λ/8内,低温下系统视场波前差在λ/8~λ/7内,根据瑞利判据可认为波面无缺陷。当λ=632.8 nm时,常温下系统在50 lp/mm频率的调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)大于0.7;低温下的MTF大于0.6,满足系统在50 lp/mm MTF大于0.6的使用要求。仿真结果表明,准直系统可以在100 K真空环境中稳定输出平行光,满足低温红外设备的测试需求。在快速辐射制冷材料级实验中,历经18 h,温度稳定在130 K;历经30 h,SiC镜坯温度稳定在110 K。该实验验证了SiC反射镜快速辐射制冷的可行性。

摘要：柔性铰链由于具有无间隙、无摩擦和易于一体化设计等诸多优点,而被广泛应用于精密操作、机器人、微纳定位等需要超精密高速运动的领域。面向高速高加速度双侧驱动系统,针对运动系统的整体高刚度和局部相对低刚度特性,设计了一种具有平动高刚度和扭转低刚度的半轮型柔性铰链。基于旋量变换理论,以半轮型柔性铰链中柔性单元的尺寸和位置角度作为设计几何参数,推导了铰链的六自由度刚度矩阵模型,并综合分析了各项设计几何参数对铰链的各向刚度、相对刚度以及转动误差的影响,并以整体平动高刚度和扭转低刚度为设计约束条件,讨论铰链结构参数的选取。结果表明:该设计方法更为简洁、快捷,从而为柔性铰链的设计和应用提供一定的依据。

摘要：设计一种基于Stewart构型的具有高精度和高刚度的六自由度精密调整机构。首先,对调整机构进行构型设计并作了运动学分析;接着,建立了误差模型并对构型进行了精度分析,包括精度分配及模特卡洛模拟法验证;之后,根据理论分析结果,对调整机构进行结构设计,主要包括单足位移促动器的设计和偏置铰链的设计;最后,对调整机构进行了刚度分析。本文的分析结果为此六自由度调整机构的重复定位精度为X、Y向±2μm,Z向±0.54μm,R_x,R_y,R_z方向±6.13μrad,横向振动基频为104.3 Hz,轴向刚度为61.3 N/μm。分析结果显示此六自由度精密调整机构满足设计要求,验证了调整机构结构设计的合理性。

摘要：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。

摘要：研究一种基于Gough-Stewart构型的望远镜次镜调整机构的工作空间。首先,对次镜调整机构的支腿及新型铰链进行了结构设计,然后再将支腿和铰链按照Gough-Stewart构型进行摆放并进行了运动学分析;接着,对设计所采用的新型偏置铰链进行了工作空间的分析,通过新型偏置铰链与传统虎克铰链的工作空间对比可知,当给予两铰链轴一定的偏置量时,可以达到更大的工作空间;最后,利用数值搜索法结合运动学反解法对整机的位置工作空间以及姿态工作空间进行了分析。

摘要：为满足某型航天产品振动试验要求,设计了一个航天产品的振动工装。利用Unigraphics NX (UG)软件对设计的振动工装进行建模,利用Hypermesh软件进行有限元分析前处理,利用***/Nastran软件进行有限元分析。分析振动工装的基频、正弦振动时的加速度、应力与应变响应以及随机振动时的应力响应,分析结果表明所设计的振动工装能满足试验要求。