星箭对接环闩锁机构设计研究

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1、中图分类号：V526论文编号：102870118-SZ057学科分类号：590.20硕士学位论文星箭对接环闩锁机构设计研究研究生姓名董健专业类别工程硕士专业领域航空工程指导教师张明副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一七年十二月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringDesignResearchonLatchMechanismofDockingRingforC

2、onnectingSatellitewithRocketAThesisinAerospaceEngineeringbyDongJianAdvisedbyAssociateProf.ZhangMingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2017承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含

3、其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：2018.3.31南京航空航天大学硕士学位论文摘要地球静止轨道卫星在轨失效后会对空间资源造成巨大浪费，应该对其进行抓捕、辅助离轨、或维修等操作,通过静止轨道卫星延寿技术不但能获得巨大的经济效益，在一定程度上还能缓解静止轨道

4、资源的紧张情况。在抓捕目标卫星后是通过星箭对接环闩锁机构对其进行锁定，本文旨在设计一套适用于不同尺寸的星箭对接环的星箭对接环闩锁机构。首先对国内外闩锁机构的典型机构进行了归纳整理，详细的介绍了每种锁机构的工作原理、传动方式、优缺点以及适用范围等，为后面星箭对接环闩锁机构结构设计做铺垫工作。然后根据星箭对接环闩锁机构的设计要求，对星箭对接环闩锁机构进行结构设计，确定了闩锁机构的总体布局与锁紧力，对主要零部件进行了设计计算，包括滑动螺旋传动的设计计算与校核、导轨滑块的选用、锁定部件的结构设计等，确定了闩锁机构的相

5、关参数。之后再建立多体动力学模型对其进行动力学仿真，仿真结果表明本文所设计的星箭对接环闩锁机构能够满足设计要求，能够准确且稳定的锁定目标卫星上的星箭对接环形成组合体，并产生足够的预紧力，在组合体调姿、变轨等运动过程中，均能使得接管飞行器与目标卫星保持组合体状态。为了减缓接管卫星上电能的消耗以及提高机构锁定的可靠性能，对星箭对接环闩锁机构中曲柄与连杆以及轴颈半径的结构参数进行了优化设计。最后对所设计的闩锁机构建立故障树模型，通过上行法求得故障树模型的最小割集来评价闩锁机构，判断系统可靠性的薄弱环节。关键词：闩锁

6、机构，结构设计，动力学仿真，优化设计，故障树分析I星箭对接环闩锁机构设计研究ABSTRACTAfterageostationarysatelliteonorbitfailures,itwillcauseahugewasteofspaceresources,anditshouldperformoperations,suchascapturing,assistingdeorbit,ormaintenance.Thelife-extendingtechnologyofsatellitesingeostationar

7、yorbitcannotonlyobtaingreateconomicbenefits,butalsorelievethetensionofgeostationaryorbitresourcestosomeextent.Aftercatchingthetargetsatellite,thelatchmechanismofthedockingringconnectingsatellitewithrocketisusedtolockit.Thispaperaimstodesignalatchmechanismfo

8、rdifferentsizeofthedockingring.Firstly,thetypicalmechanismsofthelatchingmechanismathomeandabroadaresummarized,theworkingprinciple,transmissionmode,advantagesanddisadvantages,andapplicablescopeofeachtyp