16、航天器对接机构自适应驱动与机器人化病床驱动机制研究

航天器对接机构自适应驱动与机器人化病床驱动机制研究

1. 航天器对接机构现有驱动问题

航天器对接机构现有驱动存在诸多弊端，具体如下：
- 设计复杂 ：包含两个电机和复杂的控制系统。
- 尺寸与重量大 ：庞大的体积和较重的重量不利于航天器的整体设计和运行。
- 能量损失大 ：驱动部件与控制匹配过程中会产生大量能量损耗。
- 可靠性较低 ：众多相互作用的驱动元件和控制系统增加了故障风险。

2. 自适应齿轮变速器介绍

2.1 结构组成

自适应齿轮变速器由立柱 0、输入架 H1、齿轮 1 - 2 - 3 - 6 - 5 - 4 组成的闭环以及输出架 H2 构成。闭环包含入口卫星齿轮 2、太阳轮组 1 - 4、齿圈组 3 - 6 和出口卫星齿轮 5。

2.2 运动分析

输入架的角速度线与输出卫星齿轮 5 的角速度线在点 s 相交，该点确定了速度向量 Ss 的终点，且点 S 在机构其他点的任何速度值下都占据恒定位置，此点决定了齿轮机构中多余耦合的位置，作为齿轮 8 和 7 的接触点。通过齿轮 8 和 7 实现额外冗余通信，与通过输入卫星齿轮 2 以及轮组 3 - 6 和 1 - 4 的传动并行，将运动从输入架传递到卫星齿轮 5。

2.3 力分析

对连接所有外力的连杆 5 进行力分析，力 FH1 通过点 B、C、D 的反作用力传递到点 E 和点 G，转化为相应的反作用力，最终在点 S 处形成