描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302677253丛书名: 清华大学优秀博士学位论文丛书
清华大学优秀博士学位论文丛书
本书围绕火星探测器在着陆过程中防热大底和背罩分离的关键技术,采用索驱动机器人进行地面模拟实验,详细介绍了索驱动机器人的构建、理论研究和实验验证过程,包括绳索的静态与动态索力传递特性,以及扰动力的施加策略。通过数值计算和有限元法,探讨了多种因素对索力传递特性的影响,并通过实验验证了理论模型的有效性。此外,本书设计了扰动力施加单元,并优化了其数量和位置布局,通过仿真和实验方法确保了模拟实验的准确性和可靠性。最后,对火星探测任务的真实件进行了最终验证,实验结果满足技术指标需求。
本书可供从事绳索驱动和航天测试的研究人员参考。
第1章绪论
1.1研究背景及意义
1.2相关领域研究现状
1.2.1航天器分离方案研究及应用现状
1.2.2索驱动机器人静态索力传递的研究及应用
1.2.3索驱动机器人动态索力传递的研究及应用
1.2.4扰动力研究及其应用
1.3研究思路及内容
1.3.1研究思路
1.3.2研究内容
第2章静态索力传递特性研究
2.1引论
2.2索驱动机器人通用模型
2.3静态索力传递动力学模型
2.4静态索力传递特性的评价指标
2.5静态索力传递特性的影响因素及仿真分析
2.6静态索力传递的实验验证
第3章动态索力传递特性研究
3.1引论
3.2防热大底分离的位置布局
3.3动态索力传递的初值条件和边界条件
3.4动态索力传递特性的评价指标
3.5动态索力传递特性的影响因素及仿真分析
3.6动态索力传递的实验验证
第4章扰动力的设计和施加策略
4.1引论
4.2扰动力施加单元的设计与总体建模
4.2.1防热大底和背罩分离的过程描述
4.2.2扰动力施加单元的设计
4.2.3有扰动力的总体动力学模型
4.3扰动力可控工作空间及评价指标
4.3.1扰动力可控工作空间
4.3.2工作空间质量系数
4.4扰动力施加单元的配置分析
4.4.1扰动力施加单元的数量配置
4.4.2扰动力施加单元的位置布局设计
4.5仿真分析
4.5.1防热大底分离的仿真分析
4.5.2背罩分离的仿真分析
第5章总体实验验证
5.1引论
5.2ADAMS和Simulink联合仿真
5.37索驱动机器人实验设备搭建
5.4防热大底和背罩分离实验验证
5.4.1防热大底模拟件分离实验验证
5.4.2背罩分离模拟件实验验证
5.4.3防热大底和背罩真实件的分离实验验证
第6章总结与展望
6.1总结
6.2展望
参考文献
在学期间完成的相关学术成果
致谢
在当今这个科技高速发展的时代，人类对于宇宙的探索永无止境。特别是在深空探测领域，各国都在不懈努力，试图揭开行星的神秘面纱。中国作为航天大国，其在火星探测任务中的表现尤为令人瞩目。随着科技的进步，火星探测任务所面临的挑战和风险也在不断增加，这就要求我们必须采取更加科学和精确的技术手段来保障任务的成功率。
本书立足于当前深空探测的最前沿，专注于探讨火星探测器在进入、下降与着陆过程中面临的关键技术难题——防热大底和背罩的安全可靠分离。由于火星大气层稀薄，风扰复杂，
火星探测器的着
陆过程充满不确定性，对分离机制的要求极为严苛。因此，采用地面模拟实验来充分验证各种设计方案和关键技术，对确保
着陆成功至关重要。
在这样的背景下，本书提出了采用7索驱动机器人进行地面模拟实验的创新方案。索驱动机器人以其质量轻、惯性小、工作空间大和运动性能优良等特点，成为了解决复杂空间任务的理想选择。本书系统地介绍了基于索驱动机器人的地面模拟实验装置的构建、理论研究及实验验证过程，特别是在静态和动态索力传递特性、扰动力设计和施加策略等方面的深入研究，极大地丰富了火星探测器防热大底和背罩分离的研究成果。此外，本书不仅关注理论与实验的结合，还特别强调了实验验证的重要性。通过在真实件上进行最后的实验验证，确保了理论研究与实际应用的有效对接，进一步提高了研究成果的实用价值和可靠性。
作为导师，我深知这项研究工作的艰巨与挑战。从项目的启动到研究的每一个细节，作者都表现出了极高的专业精神
，付出了不懈努力。本书的成功编写，离不开团队成员的辛勤付出和广大同行的支持与帮助。我相信，本书不仅为我国火星探测任务的地面模拟实验提供了宝贵的理论指导和实践借鉴，也为全球的航天工程师、机器人技术研究人员及相关学科的学者提供了一份重要的学术参考资料。
未来火星探测仍是人类探索宇宙的重要领域。我期待本书能激发更多学者的研究兴趣和创新动力，推动深空探测技术的进一步发展。同时，我也期待中国在未来深空探测任务中能够取得更多的成就，为人类的星际探索事业做出更大的贡献。
唐晓强
2024年5月
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