检索结果-内蒙古大学图书馆

中国光学（中英文） 2023年第3期16卷 542-549页

作者：刘庆志易桦江海刘银年北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

星载长波红外相机工作时需要将整个光学系统的温度降低至-20℃以下,以减少背景红外辐射的影响。在弱导热连接结构设计的基础上,研制了Ω型柔性遮阳装置,通过直接辐冷方式实现了光学系统的低温设计;研制了鸟笼式三维导热带,实现了主镜筒... 详细信息

星载长波红外相机工作时需要将整个光学系统的温度降低至-20℃以下,以减少背景红外辐射的影响。在弱导热连接结构设计的基础上,研制了Ω型柔性遮阳装置,通过直接辐冷方式实现了光学系统的低温设计;研制了鸟笼式三维导热带,实现了主镜筒的均温设计。作为国内首个在空间领域应用的低温光学系统随实践九号B星进行了在轨飞行试验,结果表明,整个光学系统温度可长期保持在-35℃~-20℃,主镜筒圆周温度差小于4℃。该热控设计方法简单有效,可以为类似星载红外光学系统的热设计提供参考。

关键词：低温光学系统弱导热柔性遮阳装置鸟笼式导热带飞行验证

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石墨烯纳米流体研究进展

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材料工程 2020年第4期48卷 46-59页

作者：白明洁刘金龙齐志娜何江魏俊俊苗建印李成明北京科技大学新材料技术研究院北京100083 北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100094

润滑与冷却是当前工业领域两个重要的议题。前者与机械装置、零部件的使用可靠性和寿命直接相关,对减少摩擦产生的能耗具有重大意义,而后者对于高功率密度器件的热管理至关重要。二者的结合在航空航天、汽车机械等领域广泛存在,而纳米... 详细信息

润滑与冷却是当前工业领域两个重要的议题。前者与机械装置、零部件的使用可靠性和寿命直接相关,对减少摩擦产生的能耗具有重大意义,而后者对于高功率密度器件的热管理至关重要。二者的结合在航空航天、汽车机械等领域广泛存在,而纳米流体是一种很好的承载二者的工作介质。本文针对石墨烯纳米流体这一热点,综述了石墨烯纳米流体的分散理论基础与方法,对影响石墨烯纳米流体悬浮稳定性因素进行了调研,归纳总结了纳米流体的导热机理、影响因素以及石墨烯纳米流体进展,分析了纳米流体未实现大面积应用的主要原因,同时对石墨烯作为添加剂应用于润滑领域的进展进行了评述。最终提出石墨烯纳米流体协同增强换热与减磨润滑的应用设计。在航天器等应用领域中,由于对石墨烯纳米流体的力热耦合综合性能缺乏广泛研究,以及航天器稳定性和长期运行可靠性等问题,未来的研究应以航天传热工质为基础,进行纳米粒子针对性设计,通过系统开展基于空间环境动态流动换热性能与回路寿命的研究,为未来实现纳米流体的航天器应用奠定理论基础和提供技术支撑。

关键词：石墨烯纳米流体分散稳定性表面修饰热导率摩擦性能

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液体冷却并联通道热沉中的流量分配特性

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上海交通大学学报 2023年第10期57卷 1355-1366页

作者：辛鹏飞苗建印匡以武张红星王文上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 北京空间飞行器总体设计部空间热控技术北京市重点实验室北京100086

随着电子器件泵驱冷却要求的不断提高,针对多个分散单元的冷却需求不可避免,从而对作为热沉的并联微通道蒸发器散热均衡性有了更高的需求.但并联热沉由于流动特征曲线中负斜率区域的存在,会产生流量漂移的问题.对氨为工质的双并联热沉... 详细信息

随着电子器件泵驱冷却要求的不断提高,针对多个分散单元的冷却需求不可避免,从而对作为热沉的并联微通道蒸发器散热均衡性有了更高的需求.但并联热沉由于流动特征曲线中负斜率区域的存在,会产生流量漂移的问题.对氨为工质的双并联热沉系统中的流量分配进行模拟分析,研究了进口过冷度、加热功率、进出口连接管道长度对单个蒸发器流动特征曲线的影响.同时探究了流量漂移对蒸发器整体温度分布的影响,以及加热功率、进口过冷度和进出口连接管道长度对并联热沉流量分配的影响规律.结果表明,一定范围内的蒸发器间流量漂移对冷却系统的换热能力影响有限;加热功率、进口温度、进出口连接管道的布置对并联热沉系统稳定性有着比较大的影响.

关键词：微通道不稳定性流量漂移两相流数值模拟

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载人月面移动系统着陆行进一体化设计与验证

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宇航学报 2023年第9期44卷 1401-1410页

作者：王康辛鹏飞王储潘博北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

针对载人月面移动系统在月球表面直接着陆缓冲并完成大范围移动任务的需求,设计了一种由可调姿态双横臂式金属弹簧悬架系统组成的着陆行进一体化移动系统,核心部件悬架单元由双横臂悬架构型和变阻尼摩擦式减振器组成,并由调姿组件实现... 详细信息

针对载人月面移动系统在月球表面直接着陆缓冲并完成大范围移动任务的需求,设计了一种由可调姿态双横臂式金属弹簧悬架系统组成的着陆行进一体化移动系统,核心部件悬架单元由双横臂悬架构型和变阻尼摩擦式减振器组成,并由调姿组件实现悬架的构型变化和阻尼参数调整,在满足大范围平顺性移动要求的同时,能够适应大冲击着陆缓冲。根据双质量振动原理,构建了悬架参数分析模型和行驶平顺性动力学仿真模型,并开展了着陆行进仿真分析和样机着陆缓冲试验。分析和试验结果表明:载人月面移动系统设计可满足月面大冲击着陆缓冲和行驶平顺性的要求。

关键词：载人登月移动系统着陆缓冲行驶平顺性

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基于柔性补偿的行星表面采样机械臂控制策略研究

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机械工程学报 2017年第11期53卷 97-103页

作者：唐玲梁常春王耀兵姜水清袁宝峰北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

为了适应行星表面较大范围采样及系统减重需求,行星表面采样机械臂通常由细长的臂杆和多个旋转关节串联组成,柔性特征明显。针对4自由度行星采样机械臂,提出基于柔性补偿的控制策略,以提高机械臂的运动精度。基于混合坐标法建立考虑关... 详细信息

为了适应行星表面较大范围采样及系统减重需求,行星表面采样机械臂通常由细长的臂杆和多个旋转关节串联组成,柔性特征明显。针对4自由度行星采样机械臂,提出基于柔性补偿的控制策略,以提高机械臂的运动精度。基于混合坐标法建立考虑关节和臂杆弯曲变形的机械臂运动学模型,计算机械臂末端柔性偏差;设计机械臂末端笛卡尔空间加速度连续平滑的变加速-匀速-变减速的运动路径,并在期望路径中实时补偿柔性偏差项;基于simulation X软件,建立精细的动力学和关节控制器模型,对机械臂的典型任务进行仿真,验证控制算法的有效性。结果表明,采用柔性补偿的控制策略能够明显提高机械臂的动态跟踪精度及末端定位精度。

关键词：柔性行星表面机械臂控制

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空间站机械臂末端执行器用导轨设计与验证

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北京理工大学学报 2024年第2期44卷 182-188页

作者：张文明杨旭王储胡成威北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端... 详细信息

针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端执行器用滚珠直线导轨研制为例,开展了导轨设计,并进行了导轨试验验证,确定了导轨采用滚珠溅射沉积MoS_(2)复合薄膜的固体润滑方案,间隙为0.04~0.05 mm,满足末端执行器在轨工作2000次以上的使用寿命要求.通过末端导轨试验可知,固体润滑的导轨载荷能力和使用寿命均显著下降,在空间机构用导轨研制过程中,须进行专项寿命试验,以验证导轨能否满足在轨使用要求.

关键词：机械臂末端执行器导轨设计验证

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空间机械臂关节故障引起速度突变的抑制

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宇航学报 2016年第1期37卷 48-54页

作者：梁常春张晓东唐自新刘鑫北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

针对空间机械臂关节发生故障后的末端速度突变问题,提出一种基于退化雅克比矩阵的突变抑制方法。首先利用旋量理论建立空间机械臂的通用运动学模型,然后通过重构数学模型和调整控制模型与运行参数,引入补偿项,实现模型重构和在线调整中... 详细信息

针对空间机械臂关节发生故障后的末端速度突变问题,提出一种基于退化雅克比矩阵的突变抑制方法。首先利用旋量理论建立空间机械臂的通用运动学模型,然后通过重构数学模型和调整控制模型与运行参数,引入补偿项,实现模型重构和在线调整中的平滑特性。并且开展了机械臂正常运行、故障运行和故障后抑制运行这三种工况下的控制仿真。结果表明,此方法对于实现单关节故障状态下机械臂末端速度突变抑制是有效的,对提高任务完成的连续性能力和降低故障影响具有重要的在轨应用意义。

关键词：空间机械臂旋量理论关节故障突变抑制

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月球采样机械臂系统设计及试验验证

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宇航学报 2018年第12期39卷 1315-1322页

作者：马如奇姜水清刘宾白美林云成空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094

在对月球采样返回任务需求及探测器系统任务剖面进行分析的基础上,设计并研制了一种轻量化、大负载、高精度、宽采样范围月球采样机械臂系统。该系统主要由4自由度机械臂及两种不同采样形式的末端采样器组成,可对不同指定区域浅层月壤... 详细信息

在对月球采样返回任务需求及探测器系统任务剖面进行分析的基础上,设计并研制了一种轻量化、大负载、高精度、宽采样范围月球采样机械臂系统。该系统主要由4自由度机械臂及两种不同采样形式的末端采样器组成,可对不同指定区域浅层月壤进行铲、挖、浅钻等多形式采集。在综合考虑机械臂系统器上布局的基础上,基于运动学模型对采样机械臂的可达采样区域进行仿真分析,提出采样机械臂月面采样策略。基于等尺寸着陆器模拟平台,开展了针对3种不同密实度模拟月壤的采样试验,采样试验结果表明在可达采样空间内,采样机械臂对不同密实度月壤均具有较好的适应性,最大采样深度可达30 mm,最大单次采样量可达270 g,单次采样时间小于2 min。

关键词：深空探测月球采样采样机械臂模拟月壤

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空间机械臂维修性系统设计与评价体系的构建

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航空学报 2021年第1期42卷 237-245页

作者：朱超孔旭胡成威唐自新李德伦王友渔王康北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

空间机械臂维修性系统设计与评价体系的构建对机械臂维修具有非常重要的意义。结合空间机械臂维修性需求,建立了机械臂“设计-验证-设计-评价”全周期系统性的维修性设计与评价体系,根据维修性系统设计体系进行维修性设计-验证-再设计... 详细信息

空间机械臂维修性系统设计与评价体系的构建对机械臂维修具有非常重要的意义。结合空间机械臂维修性需求,建立了机械臂“设计-验证-设计-评价”全周期系统性的维修性设计与评价体系,根据维修性系统设计体系进行维修性设计-验证-再设计的循环管理,再根据维修性评价体系,三类评价人员模拟在轨维修操作场景分别开展维修评价,最终根据评价指标中的不合格项进行设计迭代。以机械臂中央控制器在轨维修为例验证该评价体系。研究结果将为后续空间机械臂维修性设计与评价工作提供体系借鉴和工程指导。

关键词：空间机械臂航天员维修性设计舱外活动人机工效

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三参数电磁能量收集装置机电耦合性能研究

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振动工程学报 2017年第2期30卷 214-221页

作者：刘海平史文华北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

以电磁能量收集装置作为研究对象,考虑装置机械振动部分结构形式的差异,分别建立三参数和两参数电磁能量收集装置的系统模型。通过引入无量化参数,以单频简谐激励作为环境载荷给出两类能量收集装置的位移响应和电流响应的解析表达式。... 详细信息

以电磁能量收集装置作为研究对象,考虑装置机械振动部分结构形式的差异,分别建立三参数和两参数电磁能量收集装置的系统模型。通过引入无量化参数,以单频简谐激励作为环境载荷给出两类能量收集装置的位移响应和电流响应的解析表达式。分别考虑电路部分和机械振动部分各主要设计参数进行影响因素分析,对比研究了两类能量收集装置的机电耦合性能。为了更直观比较不同类型能量收集装置的能量转化性能,将输入到电路外部负载的平均电功率作为考核指标。结果表明:改变机械阻尼比和三参数系统的刚度比,可显著提升能量收集装置的机电耦合性能和能量转化特性。同时,三参数系统输入电路外部负载的平均电功率也大于两参数装置。仅改变电路部分的参数,对两类能量收集装置的影响相同;但是,通过同时调整机械阻尼比和三参数系统刚度比可增强三参数能量收集装置的能量转化效率。

关键词：机械振动能量收集装置机电耦合电磁三参数

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