结  论 24

致  谢 25

参 考 文 献 26

1绪论

火箭在准备发射阶段，与地面之间的电液气管线连接极其繁杂，我们将这些管线称为脐带，脐带与火箭的接口设备称为连接器[1]。火箭在发射的平台上为待发射状态时，会受到横向风载荷，在其作用下会出现无规则的微小摆动，导致箭体上的连接器跟着摆动。如果补偿机构与它上面的连接器和连接面板之间是刚性连接，会导致静止的连接器和摆动的箭体之间产生相对位移，在存在较大的内应力下，会对连接的可靠性和密封性产生影响，甚至会导致脐带断裂[2]。这就需要利用到一种柔顺机构的非刚性连接。柔顺机构是一种利用机构中构件自身的弹性变形来完成运动和力的传递及转换的新型机构[3]。它不似传统刚性机构依靠运动副来实现全部运动和功能，而主要依靠机构中柔顺构件的变形来实现机构的主要运动和功能，同时也能实现运动、力和能量的传递和变换。它和只考虑构件变形影响的柔性(弹性)机构研究不同，它不仅仅停留在如何避免构件变形产生的影响，而是积极地利用构件变形来提高机构的性能。正是因为机构上几乎没有了运动副，所以，柔顺机构构件数目比传统刚性机构要少。本课题研究设计一款符合设计要求的补偿机构，就是利用柔顺机构来达到目的的。论文网

1。1  国内外研究与发展

1。1。1  本论文完成的主要工作

本论文在调研国内外运载火箭连接器方面的相关技术的基础上，研宄其最优的补偿机构，该形位补偿机构需在运载火箭对接过程中对两面板间位置和姿态进行补偿，机构必须具有六个方向上的自由度，实现全方位的补偿功能，以确保对接装置平稳对接。同时，该机构需有一定的承载能力和不宜过大的机构空间尺寸，因此设计机构尽量紧凑。本文所需要做的工作就是设计出符合上述要求的补偿机构并在此基础上利用三维画图软件建立三维模型，再进入ADAMS仿真软件进行仿真分析。

本文的研究内容可归纳为以下几点：

（1）进行形位补偿机构方案设计。形位补偿机构由连接面板、柔顺部分、动平台共三部分组合而成，本文着重设计柔顺部分。

（2）在建立了可行的方案之后，对柔顺机构进行运动学分析。

（3）利用UG三位画图软件建立形位补偿机构的三维模型，并利用Autocad画图软件画出形位补偿机构的工程图。

（4）再完成了三维建模之后，需要进入ADAMS仿真软件对形位补偿机构进行运动仿真，研究各个参数对技术指标的影响。

2 形位补偿机构的总体设计   

形位补偿机构是在运载火箭在对接过程中起着对两块连接面板间的位置和姿态进行补偿功能的一类机构。这种机构必须具有六个方向的自由度，实现全方位的补偿功能。以此来确保对接装置平稳对接。同时，这种机构又需要有一定的承载能力，它的机构空间尺寸不宜过大，机构尽量紧凑。所以根据机构的作用与特点，本论文将使用空间并联机构作为形位补偿机构的执行机构。并联和串联的概念是相对而言的，串联机构的承载能力一般比较差，并且具有比较大的系统惯性，尤其不适合高速运动，误差会逐级累积、精度不够高，而并联机构则满足要求高速、高精度的要求。通过对多自由度的空间机构探究分析，确立了以下三个方案

方案（1）利用6-SPS[9]结构,也就是由6个弹簧导杆和12个球铰连接连接面板和动平台。其中每个弹簧导杆中装有两个圆柱弹簧。这种结构具有极其简单的空间结构，但是补偿功能不够稳定，同时也不具有较大的承载能力。由6-SPS结构为主导的形位补偿机构具体三维模型如图2。1所示