CC BY
12Решетневские чтения
Перспективным направлением является использование бесколлекторных электродвигателей с дублированием обмоток, регулирование скорости вращения привода, в том числе в обесточенном состоянии, применение новых зубчатых передач с повышенным КПД как в режиме создания крутящего момента, так и при торможении.
Рассмотрены вопросы повышения качества автономной отработки, обеспечения имитации
и создания реальных нагрузок, анализа результатов, включая ресурсные испытания и дефек-тацию.
Большое внимание уделяется контролю стабильности технологического процесса, достаточности требований контроля в конструкторской документации на всех этапах сборки, автономных приемосдаточных испытаниях, испытаниях в составе изделия.
D. A. Cherepanov, B. G. Porpylev JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk
ISSUE OF ACTUATOR RELIABILITY ASSURANCE DEPLOYMENT
The issues of actuator reliability deployment and the method to deal with that kind ofproblem are presented.
© Черепанов Д. А., Порпылев В. Г., 2009
УДК 669.713.7
А. В. Черник, Н. А. Смирнов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ПЛОСКИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ /-КООРДИНАТНЫХ УСТРОЙСТВ
Рассматриваются нетрадицонные конструкции высокоточных манипуляторов для космической отрасли на основе икоординатных устройств. Описываются их преимущества перед другими типами манипуляторов, а также приводится методика расчета обратной задачи кинематики.
Классические манипуляторы, используемые в космической технике, представляют собой с точки зрения теории механизмов и машин открытые кинематические пары. В связи с этим возникает проблема уменьшения жесткости конструкции, возрастающей с увеличением длины манипулятора. Это влечет за собой весьма ощутимое снижение точности позиционирования и даже риск разрушения манипулятора в ходе работы.
В свою очередь, механические системы на основе ^координатных исполнительных устройств представляют собой пространственные фермы, обладающие высокой жесткостью, на которую в значительно меньшей степени влияет увеличение размеров конструкций.
Кроме того, ^координатные устройства могут обеспечивать намного более высокую точность и скорость работы, что также является немаловажным.
Руководствуясь изложенными доводами, можно описать область применения этих механизмов: это конструкции, в которых необходима высокая точность позиционирования и жесткость конструкции. Например, ^координатные устройства
целесообразно производить для наведения антенн, ориентирования солнечных батарей космических аппаратов. Также возможно их применение вне космической отрасли, например, в автоматических металлорежущих станках.
Следует однако сказать, что ^координатные устройства не являются принципиально новой разработкой и уже достаточно известны, но, тем не менее, в России в настоящее время они незаслуженно мало используются в технике несмотря на свой огромный потенциал [1—3].
В связи с этим необходимы исследования таких механизмов и разработка методики их расчета и конструирования.
В данной работе особое внимание уделено плоским ^координатным устройствам.
Механизм устройства (рис. 1) состоит из платформы, на которой при помощи двух стоек с изменяемой длиной шарнирно закреплена пластина.
Стойки ^ и 4 имеют переменную длину и служат для управления положением пластины. Необходимо установить зависимость между дли-
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических, аппаратов
ной стойки 11 при постоянной длине /2 и углом отклонения плоскости от горизонтального положения а.
l1 = J( m - cos a• n )2 + l2 n2 -(cos a-n)
Рис. 1. Внешний вид механизма на двух стойках
Заметим, что совокупность положений, в которых может находиться крайняя левая точка пластины, представляет собой окружность с центром в точке крепления пластины к неподвижной стойке. Следовательно, все ее возможные координаты будут принадлежать окружности:
y = у/n2 - X2 + l2. (1)
Длину стойки l1 найдем по формуле нахождения длины вектора:
li =7 (m + |Ax| )2 + Ay2. (2)
В выражении (2) лишь одна величина является неизвестной - Ax, которая может быть найдена из выражения
Ax = cos a-n. (3)
Подставив выражение (3) в (2), получим конечное выражение для нахождения l1:
Используя полученное выражение, можно получить зависимость /1(а) (рис. 2).
а
\
)
Ь
50 1( Ю 1; ю 2(
Рис. 2. Зависимость угла наклона пластины от длины шарнирно закрепленной стойки
Пользуясь предложенной методикой, можно проводить расчет для более сложных, в том числе и пространственных, конструкций.
Библиографический список
1. Расчет и конструирование механических систем оборудования аэрокосмической и электронной техники / Н. В. Василенко, И. П. Бернац-кий, Н. А. Смирнов и др. Красноярск : НИИ СУВПТ, 1999.
2. Глазунов, В. А. Пространственные механизмы параллельной структуры / В. А. Глазунов А. Ш. Колискор, А. Ф. Крайнев. М. : Наука, 1991.
3. Хант, К. Х. Кинематические структуры манипуляторов с параллельным приводом / К. Х. Хант. М., 1983.
A. V. Chernick, N. A. Smirnov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
FLAT MECHANICAL SYSTEM BASED ON /-COORDINATE DEVICES
Non-traditional high precision manipulators for space industry based at l-coordinate devices are considered. Their advantages to other types of manipulators are described. Also methods of inverse kinematics calculation are described.
© Черник А. В., Смирнов Н. А., 2009
