摘要：连续纤维增强热塑性复合材料由于优异的力学和化学性能,具有广阔的应用前景。针对高性能复杂结构零件自动化制造需求,以自动铺放及连续纤维3D打印成型技术为代表的连续纤维增强热塑性复合材料的增材制造技术引起广泛关注。增材制造过程是一个包含多尺度、多物理场的复杂过程,工艺机制尚不明确,且热塑性聚合物具有熔点高、黏度大等特性,增大了加工难度,成型工艺控制极具挑战。由于成型过程包含一系列力学问题,采用多尺度工艺力学仿真,结合理论与实验研究可以构建成型工艺参数及成型工艺质量之间的关联,为优化工艺参数设计和装备模块设计提供理论支持。多尺度模拟工艺力学及机制研究涉及到对各类复杂物理现象的理解和捕捉,算法种类繁杂,模型构建难度大,使得多尺度工艺力学建模颇具挑战性。本文总结了近年来不同尺度模拟方法在自动铺放及连续纤维3D打印等连续纤维增强热塑性复合材料工艺机制研究方面的进展,并对未来的发展方向及应用前景进行了分析和展望。

摘要：可展机构既可展开至指定构型用于工作,也可收拢以便于运输,在航天和建筑等领域具有广阔的应用前景。本文提出并设计了一种以Bennett过约束机构为基本组成单元的可展机构,该机构的工作形面可拟合柱面,且具有全部杆件可紧凑折叠成一束的收拢构型。对Bennett机构进行了几何描述,并分析其运动学特性;利用剪式机构实现了单元机构的组合连接,保证了设计关键点准确位于目标参数曲面上,计算了所设计的可展机构的展收比;对机构的运动学及动力学性能进行了仿真分析,验证了所提出的设计,为后续的样机研制提供了理论依据。验证结果表明:本文提出的Bennett过约束机构单元组合简单、形面拟合精度高、刚度大,能够很好地应用于该圆柱面天线的设计。该研究对航天可展机构的设计分析具有参考价值。

摘要：月球探测机器人不仅要具备高适应性、高移动性的移动能力,还需要实现复杂的钻取土壤等作业任务。设计了一种轮腿臂复合的月球移动作业机器人,以中心对称六足机器人为基础,采用模块化思想设计了腿、轮腿和腿臂复合分支,不仅能实现高适应性、高机动性的轮腿复合运动,还能实现复杂的双臂协同作业。引入1个具有剪叉的被动轮,保证轮行模式下机器人的稳定性。建立了机器人3种模式:足行模式、腿臂模式、轮臂模式的运动学模型,并设计了模式之间的切换运动规划。基于ROS环境,仿真验证了所提出的运动学模型和运动规划的可行性,使机器人在切换模式与夹取物体中保持运动整体的连续性。

摘要：针对石油输油管道受蚀后,管壁变薄,容易产生裂缝,造成漏油的问题,设计了一种被动式石油管道检测机器人,分析了其总体机械结构和检测原理及方法。机器人通过轮伸缩机构来实现自适应管道直径的变化,万向节保证了机器人能够顺利通过一定曲率半径的弯道,提高了机器人的稳定性和灵活性。介绍了超声波检测的工作原理和具体方法。该机器人可用于输油管道的无损检测,在石油管道探测方面具有广阔的应用前景。

摘要：随着中国空间站的全面建成,使用机器人航天员辅助或替代人类航天员已成为备受关注的研究热点。综述了世界主要航天强国在过去二十多年中机器人航天员在空间站舱内服务领域的发展现状、趋势、关键技术与挑战,并展望了未来的研究方向。介绍了国内外在机器人航天员方向的研究进展;分析了该领域发展所面临的4个关键技术挑战:环境感知、自主决策、运动规划和灵巧操作;最后,展望了未来的研究方向,包括先进感知技术、自主决策技术、人机交互技术以及多传感器融合的操作技术。研究内容有望为机器人航天员在空间站舱内执行任务提供更智能、更高效的支持。

摘要：在月球探测设备设计初期阶段,建立较为精确的月壤有限元模型,对于仿真和分析探测工具与月壤的相互作用情况至关重要。阐述了用ABAQUS软件建立月壤有限元模型的优越性,介绍了建模方法,包括本构模型的选择、月壤参数的确定,以及具体的建模步骤,并通过算例证明了该模型的有效性。该模型亦可转化为动力学模型,与ADAMS进行联合仿真分析。

摘要：空间捕获装置是航天器在轨服务与维护任务的重要末端执行器,承担着捕获包括航天器、舱段、空间碎片及实验样品等多种目标的任务。根据被捕获目标的性质可以将捕获装置分为合作目标捕获装置和非合作目标捕获装置2大类。在捕获装置设计过程中,捕获目标是否具有特定的抓持结构则是捕获装置机构形式设计的先导因素,根据捕获目标是否具有特定的抓持结构,可以将捕获装置分为基于抓持结构的捕获装置以及非基于抓持结构的捕获装置。以捕获装置工作原理与捕获目标类型为分类依据,对捕获装置进行分类,分别阐述了其技术原理与关键技术,并对各类捕获装置进行了对比分析,根据分析结果指出了捕获装置未来的发展方向。