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摘要本课题根据某运载火箭加注连接器执行机构的需要，研究了几种并联机构的原理及组成，调查了国内外运载火箭加注连接器自动化的应用，掌握了运载火箭加注连机器的发展趋势。为了实现对执行机构的控制，对平动型3—UPU机构进行了运动学分析，得到了机构的正反解公式，利用解析法求出其工作空间并通过雅克比矩阵分析了该机构的奇异位置，确定了有效工作空间。3—UPU机构由液压缸，万向铰，两连接平台组成，平台与液压缸由万向铰连接。液压缸作为驱动，带动平台运动。20776
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关键词：运载火箭加注 连接器 并联机构 万向铰链
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title A design of launch vehicle charging connector executive
mechanism
Abstract
The issue is based on the need of launch vehicle charging line’s automation docking and abscission. I studied principle and composition of several parallel mechanism and investigate the applications of domestic launch vehicle filling connector automation, mastered the development of the launch vehicle filling machine trend. In order to realizing the control of the automatically and abscission mechanism, the paper carried on the kinematic analysis and get the forward and inverse position solutions. Then the paper adopts a simple numerical method to solve the workspace of 3—UPU mechanism and put it in order a centrum. At last, the jacobian matrix and singular position are researched. The 3-UPU mechanism consists of hydraulic cylinders, universal joints, consisting of two connected platform, the platform and hydraulic cylinder connected by universal joints. Cylinder as a drive to drive the platform movement.
Keywords launch vehicle filling connector 3—UPU parallel mechanism
universal joints
目 次
1 引言 1
1.1 对接脱落低温连接器介绍 1
1.2 国内外加注自动化发展现状 2
1.3 国内加注自动化发展现状 2
1.4 小结 3
2 执行机构设计与计算 4
2.1 执行机构方案选取 4
2.2 并联机构空间自由度的计算 6
2.3 建立坐标系 6
2.4 机构位置分析正、反解 8
2.5 运动空间求解 11
2.5.1 理想工作空间 11
2.5.2 实际工作空间求解 14
2.6 奇位置分析 15
3 工作过程仿真 18
3.1 箭体摆动情况 18
3.2 风载作用下工作仿真 19
4 万向铰链设计 21
4.1 万向铰链转角计算 21
4.2 万向铰连接设计 24
4.2.1 万向铰安装方式 24
4.2.2 万向铰上部分垂直轴 25
4.2.3 万向铰下部分水平轴 26
4.2.4 万向铰底座 28
结 论 31
致 谢 32
参考文献33
1 引言
运载火箭的发射准备涉及面很广，它包括运载火箭的发射程序与数据的计算和装订、检查、测试、转运、推进剂加注、安全控制、测控通信、地面勤务保障、点火发射、跟踪测量等多方面的工作。现代运载火箭和航天飞行器在发射准备过程中与地面设备间的电、气、液管线联系十分复杂，这些管线统称脐带。某些管线要一直到火箭起飞前，甚至火箭离开发射台后才从火箭上脱落[1]。其中，推进剂加注管路，测试与检查电路都是在运载火箭安装到发射架上之后进行连接的，由于操作时离地高度较大(如本课题中，连接处高度离地面20m)，加之燃料类型也较为危险，由人工操作起来有一定过得危险性，所以运载火箭推进剂加注是火箭发射前的重要环节。加注连接器的对接与脱离既是加注中的高危险环节，又是实现加注过程自动化需解决的首要问题[2]。