用于空间站组建的翻转式转位方案设计.pdf

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1、第２１卷第６期载人航天Ｖｏｌ．２１Ｎｏ．６２０１５年１１月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＮｏｖ．２０１５用于空间站组建的翻转式转位方案设计刘艳，沈晓鹏，胡雪平，耿海峰，魏智（上海宇航系统工程研究所，上海２０１１０９）摘要：针对我国空间站工程规划，借鉴和平号空间站的组建经验，提出了一种适用于我国空间站建造的翻转式转位技术方案，即先通过对接机构实现实验舱与核心舱的轴向对接，然后利用翻转式转位机构将实验舱转位至侧向对接口并支持对接机构完成侧向对接。通过任务及功能分析、机构构型分析、机构自由度分析，确定了翻转式转位机构工作原理、具体组

2、成及布局、系统工作过程以及工作时序，同时对其优点及局限性进行了分析，可为空间站工程提供参考。关键词：空间站；翻转式转位机构；方案设计中图分类号：Ｖ４２３.７文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１５）０６-０５７５-０７SchemeDesignofTiltingTransferMechanismforSpaceStationAssemblingＬＩＵＹａｎ，ＳＨＥＮＸｉａｏｐｅｎｇ，ＨＵＸｕｅｐｉｎｇ，ＧＥＮＧＨａｉｆｅｎｇ，ＷＥＩＺｈｉ（ＡｅｒｏｓｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｈａｎｇｈａｉ，Ｓｈａｎｇｈ

3、ａｉ２０１１０９，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＦｏｒｔｈｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆＣｈｉｎａ，ｒｅｆｅｒｒｉｎｇｔｈｅｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｔｈｅＭｉｒｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｔｉｌｔｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｏｌｕｔｉｏｎｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＣｈｉｎａ’ｓｓｐａｃｅｓｔａ-ｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｌａｂａｎｄｔｈｅｃｏｒｅｍｏｄｕｌｅｗａｓｄｏｃｋｅｄａｌｏｎｇｔｈｅａｘｉａｌｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄ

4、ｏｃｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｔｈｅｎｔｉｌｔｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓｕｓｅｄｔｏｔｒａｎｓｐｏｒｔｔｈｅｌａｂｔｏｔｈｅｌａｔｅｒａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｄｏｃｋｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｔｏｃｏｍｐｌｅｔｅｔｈｅｔｒａｎｓｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｌａｔｅｒａｌｄｏｃｋｉｎｇａｓｓｅｍｂｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔａｓｋａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｆｒｅｅｄｏｍａ-ｎａｌｙｓｉｓ，

5、ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｉｌｔｉｎｇｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｌａｙｏｕｔ，ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｌｉｍｉｔａ-ｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｗｈｉｃｈｍａｙｐｒｏｖｉｄｅｖａｌｕａｂｌｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ．Keywords：ｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎ；ｔｉｌｔｉｎｇ

6、ｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎ口轴线则不通过核心舱质心。依次发射的其他舱１引言体与节点舱对接口一一对应对接组装。轴向对接空间站技术代表着航天技术的综合水平，建口的对接称为轴向对接，可通过直接轴向对接完造大型空间站也是我国载人航天工程的目标之成组装。侧向对接口的对接称为侧向对接，但由一。由于受到运载工具运载能力的限制，大型空于在轨道控制、姿态控制等方面都存在困难，因此［１-２］［３］间站要在太空对接组装。依据和平号空间站直接侧向对接目前还未能在空间实现。和我国空间站构型，大型空间站组装方案为：在首为了实

7、现侧向对接，一种解决方法是先将航先发射的核心舱的节点舱前端集中配置若干对接天器对接到轴向，然后利用翻转式转位机构将航口，包括一个轴向对接口和若干个侧向对接口。天器转移到侧向对接口，实现侧向对接。和平号其中轴向对接口轴线通过核心舱质心，侧向对接空间站即采用此种方案。和平号空间站核心舱收稿日期：２０１５-０３-２３；修回日期：２０１５-０８-１４基金项目：上海市科学技术委员会资助项目（１５ＸＤ１５２４０００）作者简介：刘艳（１９８１－），女，硕士，高级工程师，研究方向为空间机构系统设计及可靠性设计。Ｅ-ｍａｉｌ：８７１４４８３１＠ｑｑ

8、．ｃｏｍ５７６载人航天第２１卷１９８６年２月发射升空，直到１９９６年４月核心舱与置６个扩展口，其中一个扩展口延伸连接核心舱最后一个自然号实验舱对接转位组装成功。在整主舱体，四个侧向对接口和前端轴向对接口装有个构建过程中，翻转式转位机构成功实现了各个