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考虑谐波减速关节的在轨空间机械臂动力学特性研究

赵杰亮  阎绍泽  
【摘要】:谐波减速器是最常见的应用于空间机械臂的减速关节,传动时的非线性摩擦和时变刚度等力学行为直接关系到空间机械臂的运行稳定性和定位精度。为揭示关节传动影响下的空间机械臂动力学特性,考虑减速器传动的时变刚度等非线性因素,建立了空间机械臂减速器关节的等效物理模型,并将其应用到空间机械臂的系统建模中,分析关节非线性和臂杆柔性之间的相互影响。进一步考虑空间机械臂的在轨运行热辐射环境及其表面热防护层的作用,建立在轨热辐射作用下的空间机械臂动力学模型,揭示了空间机械臂在轨热辐射随时间和在轨位置的变化规律,并提出了空间机械臂在轨运行的最佳工作区间。为量化评估影响机械臂动力学特性的关键因素,结合连续线性差值法,提出了基于改进响应面法的空间机械臂参数灵敏度分析方法,获得了关键参数对空间机械臂动力学性能的影响权重,提高了空间机械臂动力学性能的预测和分析精度。

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