检索结果-内蒙古大学图书馆

航天器工程 2023年第1期32卷 73-81页

作者：季节杨旭张伟伟肖涛孙京姜生元北京空间飞行器总体设计部北京100094 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 中国卫通集团股份有限公司北京100190

我国探月工程四期拟在月球南极开展着陆探测,目标之一是对月球永久阴影坑内的含冰月壤冻土进行采样和原位分析。根据对月壤采样分析技术特点和永久阴影坑环境条件的分析和总结,认为采样方案需要具有月壤冻土高效钻进、重复使用多点采样... 详细信息

我国探月工程四期拟在月球南极开展着陆探测,目标之一是对月球永久阴影坑内的含冰月壤冻土进行采样和原位分析。根据对月壤采样分析技术特点和永久阴影坑环境条件的分析和总结,认为采样方案需要具有月壤冻土高效钻进、重复使用多点采样和获取碎屑形态样品的能力,由此提出使用深槽螺旋钻以回转冲击钻进模式进行月壤冻土采样的方案。从提高钻进能力、保证采样能力2个方面对深槽螺旋钻结构和作业规程的关键参数进行识别、分析与设计。使用CUG-1A模拟月壤,对钻具的钻进能力和采样能力进行解耦性试验验证,在4.0%含水率高密实度模拟月壤冻土中,钻具可以在140 N钻压力条件下达到45.8 mm/min的平均钻进速度,获取7 g以上月壤样品。文章的研究结果验证了使用深槽螺旋钻进行月壤冻土钻取采样的可行性,可为我国未来开展月球极区含冰月壤采样探测提供可选方案。

关键词：含冰月壤冻土月壤采样深槽螺旋钻采样试验

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月球极区水冰采样探测技术综述

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深空探测学报（中英文） 2022年第2期9卷 101-113,M0001,M0002页

作者：季节张伟伟杨旭刘君巍马如奇孙京姜生元北京空间飞行器总体设计部北京100094 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 中国卫通集团股份有限公司北京100190

面向月球水冰科学探测需求,根据月球极区环境及水冰特性,总结了实施月球极区水冰采样探测任务面临的挑战及所需的关键技术。根据水冰采样点选址预判需求,概述了力学触探、热电物性触探、雷达探测、光谱探测、中子谱探测5种方法;面向表... 详细信息

面向月球水冰科学探测需求,根据月球极区环境及水冰特性,总结了实施月球极区水冰采样探测任务面临的挑战及所需的关键技术。根据水冰采样点选址预判需求,概述了力学触探、热电物性触探、雷达探测、光谱探测、中子谱探测5种方法;面向表层暴露水冰采样需求,阐述了铲挖式、浅钻式、磨削式3类表取采样技术;根据次表层埋藏水冰采样需求,概括了星壤次表层潜入技术体系,介绍了集成传感、挥发分提取、星表取钻屑、钻头外取屑、钻头内取屑、取芯6类钻进采样技术。对中国实施月球水冰采样探测任务技术途径提出了建议。

关键词：月球极区月球水冰采样原位探测

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空间站机械臂一体化关节设计与试验验证

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载人航天 2022年第5期28卷 666-674页

作者：李德伦朱超张运刘鑫王康谢宗武哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 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

空间站核心舱配备的机械臂是空间站建造和健康运营的重要装备,它具有7个自由度,由7个关节、2个末端执行器等核心部件组成。关节是机械臂的关键设备,是机械臂执行舱段爬行、航天员EVA支持、舱段转位对接等重要任务的基础。针对机电热一... 详细信息

空间站核心舱配备的机械臂是空间站建造和健康运营的重要装备,它具有7个自由度,由7个关节、2个末端执行器等核心部件组成。关节是机械臂的关键设备,是机械臂执行舱段爬行、航天员EVA支持、舱段转位对接等重要任务的基础。针对机电热一体化、大输出力矩、高可靠、可维修等需求,进行了关节的系统设计、传动设计、控制系统设计、温度控制设计、可靠性设计和维修性设计,并开展了真空环境试验和可靠性试验,关节设计满足要求,通过试验验证。

关键词：空间站机械臂一体化关节设计验证高可靠可维修

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Stewart六维力传感器寿命特性的诊断与优化

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传感技术学报 2022年第7期35卷 873-880页

作者：李德伦高波张运谢宗武张兵哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 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 陕西电器研究所陕西西安710065

为实现空间站在轨长寿命的应用要求,针对空间机械臂Stewart六维力(Stwart Six-Axis Force,SSAF)传感器使用寿命低的问题,开展了传感器寿命特性的诊断与分析优化。基于Stewart六维力传感器测量原理和名义应力疲劳寿命理论,推导出传感器... 详细信息

为实现空间站在轨长寿命的应用要求,针对空间机械臂Stewart六维力(Stwart Six-Axis Force,SSAF)传感器使用寿命低的问题,开展了传感器寿命特性的诊断与分析优化。基于Stewart六维力传感器测量原理和名义应力疲劳寿命理论,推导出传感器寿命特性与结构参数的关系模型,通过分析力和力矩一阶寿命特性的影响系数矩阵,给出传感器寿命特性的评价指标及判定依据;利用多目标优化方法,建立了传感器寿命特性的目标优化函数,得到寿命最优的传感器结构参数。综合指标计算、仿真与试验结果表明:基于寿命特性提出的一种Stewart六维力传感器结构参数优化方法可实现结构应力均衡化,改善结构应力集中分布问题,降低疲劳应力损伤的影响,有效提升SSAF传感器的使用寿命。

关键词：寿命优化六维力机械臂遗传算法

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一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证

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宇航学报 2021年第10期42卷 1207-1216页

作者：朱凯杰唐徳威沈文清吕艺轩赵鹏越邓慧超全齐全孟林智王彤邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行... 详细信息

针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行参数,设计了原理样机“火星飞鸟-I”的结构与控制系统。构建了火星大气环境模拟器和重力补偿与运动约束装置,开展了模拟火星环境下旋翼式飞行器地面飞行试验,验证了共轴双旋翼式火星飞行器的推进性能,展望了旋翼式火星飞行器技术的发展方向。研究成果对我国开展的火星探测工程具有重要借鉴价值。

关键词：火星旋翼飞行器共轴双旋翼悬停特性火星大气环境模拟试验验证

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大型柔性薄膜地面试验研究

大型柔性薄膜地面试验研究

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：从强操安博李冰岩林秋红邱慧彭涛北京空间飞行器总体设计部哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室

空间薄膜结构具有质量轻、收纳比高、环境适应性好等优点,在空间大型结构领域逐渐获得了广泛应用。为研究大型柔性薄膜的张拉系统设计和结构性能,采用地面试验研究方式,搭建了大型柔性结构地面试验平台,对大型薄膜结构进行了平面度、基... 详细信息

空间薄膜结构具有质量轻、收纳比高、环境适应性好等优点,在空间大型结构领域逐渐获得了广泛应用。为研究大型柔性薄膜的张拉系统设计和结构性能,采用地面试验研究方式,搭建了大型柔性结构地面试验平台,对大型薄膜结构进行了平面度、基频、应变场等测试。通过地面试验研究和仿真分析的结果对比,验证了大型柔性薄膜结构张拉方法的有效性,得到了地面薄膜结构的性能指标,为空间大型薄膜结构的在轨应用和性能预测提供了参考和依据。

关键词：空间薄膜平面度基频地面试验

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基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂设计与优化

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机械工程学报 2020年第7期56卷 35-43页

作者：李冰岩刘荣强从强郭宏伟林秋红邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 北京空间飞行器总体设计部北京100094

大型可展开支撑臂具有广泛应用于空间任务的潜力,传统的可展开支撑臂主要采用的是合金材料,而可展开豆荚杆作为一种轻型复合材料会大大降低空间结构整体质量。结合薄膜天线的应用背景,提出一种基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂形式... 详细信息

大型可展开支撑臂具有广泛应用于空间任务的潜力,传统的可展开支撑臂主要采用的是合金材料,而可展开豆荚杆作为一种轻型复合材料会大大降低空间结构整体质量。结合薄膜天线的应用背景,提出一种基于豆荚杆的三棱柱式可展开薄膜支撑臂形式,并进行设计与优化。建立豆荚杆支撑臂的参数化模型,分析豆荚杆刚度参数与几何参数的关系,根据支撑臂设计目标函数分析选择豆荚杆截面参数。研究三棱柱式豆荚杆支撑臂动力学优化模型,对支撑臂单元数、框架管外径和厚度、斜拉索直径和预应力等进行优化设计,实现薄膜支撑臂最小质量基频比。分析绳索预应力和单元数量的优化结果,研究参数优化对支撑臂力学性能的提高作用。

关键词：豆荚杆三棱柱式支撑臂展开机构参数优化

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空间机械臂三维全物理地面试验方法研究

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载人航天 2021年第3期27卷 359-366页

作者：曾磊陈明朱超刘延芳张昕蕊金俨胡成威刘宾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 哈尔滨工业大学航天学院哈尔滨150001

空间机械臂为七自由度冗余机械臂,在轨操作任务和对象多样,空间运动轨迹复杂,性能受重力影响明显;地面模拟零重力环境、支持空间机械臂三维运动一直是地面试验的难点。提出了一种空间机械臂零重力模拟试验方法,利用气足悬浮+悬吊的方法... 详细信息

空间机械臂为七自由度冗余机械臂,在轨操作任务和对象多样,空间运动轨迹复杂,性能受重力影响明显;地面模拟零重力环境、支持空间机械臂三维运动一直是地面试验的难点。提出了一种空间机械臂零重力模拟试验方法,利用气足悬浮+悬吊的方法实现了空间机械臂三维空间、七自由度运动的全物理地面模拟,地面试验验证了此零重力模拟方法的有效性。

关键词：空间机械臂全物理零重力三维运动试验方法

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基于嫦娥7号探测任务概念设计的月球南极光照条件和电场环境研究

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第4期53卷 123-138页

作者：甘红魏广飞张伟伟李雄耀姜生元王储马继楠张小平深空探测实验室合肥230026 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室中国澳门999078 中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 北京空间飞行器总体设计部北京100094

月球极区挥发分(包括水冰)是月球探测的重要目标.本文系统地提出了中国嫦娥7号月球南极探测任务的概念设计,包括轨道器、着陆器、巡视器和飞跃器以及中继星.通过轨道器获取的极区高分辨影像可为着陆选址提供参考.巡视器和飞跃器分别对... 详细信息

月球极区挥发分(包括水冰)是月球探测的重要目标.本文系统地提出了中国嫦娥7号月球南极探测任务的概念设计,包括轨道器、着陆器、巡视器和飞跃器以及中继星.通过轨道器获取的极区高分辨影像可为着陆选址提供参考.巡视器和飞跃器分别对光照区和永久阴影区开展原位探测.所有的数据均通过中继星进行接收并传回地面.考虑到极区特殊的光照条件,我们计算了覆盖沙克尔顿(Shackleton)撞击坑部分区域15 km×15 km范围内2024–2026年的光照率,并分析了潜在着陆区的光照条件、坡度以及距探测目标的距离.考虑到极区因地形遮挡产生的尾迹效应,我们计算了Shackleton撞击坑及其周围区域37 km×27 km范围内的电场环境.发现坑缘周围光照区电势最高不超过2.1 V,而由尾迹效应引起的坑内电势最低可达-500 V.这对以坑底为探测目标的飞跃器来说有必要进行风险评估.

关键词：月球南极光照条件电场沙克尔顿撞击坑嫦娥7号

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动能侵彻式星壤物性原位触探技术研究进展

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深空探测学报（中英文） 2022年第2期9卷 114-122页

作者：姜生元张伟伟杨宇彬李红浪贺怀宇张熇黄江川邓宗全哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 四川航天技术研究院成都610100 国家纳米科学中心北京100190 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 北京空间飞行器总体设计部北京100094 中国空间技术研究院北京100094

动能侵彻式原位探测是一种获取星壤剖面结构、物质成分和物性参数的有效技术手段。综述了星壤剖面动能侵彻式原位探测技术的研究现状和发展趋势,提出了动能侵彻式原位触探的关键技术及其解决途径;结合中国未来深空探测总体规划和关键技... 详细信息

动能侵彻式原位探测是一种获取星壤剖面结构、物质成分和物性参数的有效技术手段。综述了星壤剖面动能侵彻式原位探测技术的研究现状和发展趋势,提出了动能侵彻式原位触探的关键技术及其解决途径;结合中国未来深空探测总体规划和关键技术攻关需求,提出了适用于月球、火星及小天体的动能侵彻式原位触探方案,为即将实施的地外天体着陆探测工程立项论证和实施提供新方法和新方案。

关键词：星壤物性原位触探动能侵彻

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