导弹总装对接平台的设计与研究

摘要

随着国防工业的发展，航空、航天和远程武器的研制水平在越来越大的程度上决定了一个国家在国际竞争中的实力，中国军队未来对于导弹的质量和数量的要求也将越来越高。导弹的总装在导弹制造过程中占有重要地位，是导弹制造的关键和核心技术。导弹总装是其装配的最后阶段，而其中的舱段对接是导弹总装的主要内容。 我国目前的导弹对接装配仍沿用20世纪六七十前苏联的传统方法，装配效率低、产品装配精度和质量不能保证，不能满足现代导弹生产制造的高效性和经济性要求。目前，导弹自动对接的相关技术和硬件设备长期被国外公司所垄断，严重的限制了我国国防建设能力的提升。为此，本文以某型号产品舱段对接为研究对象，完成总装对接平台的设计，并对测量系统、调整机构的误差及调姿过程的轨迹规划进行了系统的分析研究。本论文主要的研究内容如下: (1)总结了国内外大部件自动对接装配相关领域的研究现状，并结合导弹制造装配的工艺特点，完成导弹总装对接平台的总体结构设计，以及对平台的工作原理和构型设计进行了详细介绍。 (2)采用D-H法建立调整机构的连杆坐标系，利用微小位移合成法建立了调整机构的静态位姿误差数学模型，以机构的可靠度为评价标准，运用蒙特卡洛法分析了调整机构各关节的误差参数对总误差的影响程度，并分析得出对调整机构误差影响最大的关节和误差分量。 (3)针对长舱段使用两套调整机构进行两点支撑，采用基于摄动法的误差矢量链建立调整系统的构件的尺寸误差、安装误差和驱动误差的数学模型，并通过计算误差灵敏度分析研究各误差源对系统总误差的影响程度。 (4)对调整机构进行详细的结构设计，并用ANSYS软件对机构中的关键零部件进行受力变形分析。对调整机构的驱动定位精度进行运算验证，保证机构的精度满足设计要求。 (5)研究了导弹自动对接的调姿策略。运用五次多项式插值法对各运动关节的轨迹进行了规划，并以避免运动超调和调整时间最优为目标，对运动轨迹完成优化。最后，用Adams软件进行动力学仿真验证。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景及意义

1．2国内外研究现状

1．2．1传统对接装配方法

1．2．2国外研究现状

1．2．3国内研究现状

1．3论文课题来源和主要内容

1．3．1本论文课题来源

1．3．2本文内容安排

第2章导弹总装对接平台总体设计

2．1对接平台机构的设计要求

2．1．2对接平台的设计要求

2．2对接平台的总体设计

2．3调整机构的构型设计

2．3．1基于POGO柱调整机构

2．3．2六自由度串联调整机构

2．3．3新型六自由度调整机构

2．3．4三种方案对比分析

2．4对接基准平台结构设计

2．5双目视觉测量系统的总体设计

2．5．1双目视觉测量原理

2．5．2立体视觉测量系统结构设计

2．6本章小结

3．1引言

3．2单调整机构误差分析

3．2．1机构位姿建模

3．2．2机构误差模型建立

3．2．3基于蒙特卡罗法的误差分析

3．3双调整机构误差分析

3．3．1机构坐标系的建立

3．3．2机构误差模型的建立

3．3．3误差灵敏度分析

3．4本章小结

第4章调整机构结构设计与精度验证

4．1引言

4．2高精度调整机构的结构设计

4．2．1调整机构移动关节的设计

4．2．2调整机构转动关节的设计

4．3调整机构的精度验证

4．4本章小结

第5章舱段自动对接调姿运动轨迹规划

5．1引言

5．2舱段自动对接调姿策略

5．3舱段自动对接调姿轨迹规划

5．3．1五次多项式插值算法

5．3．2五次多项式插值算法仿真分析

5．4最优时间调姿轨迹规划

5．5双调整机构调姿仿真

5．5．1双调整机构运动学逆解

5．5．2仿真分析

5．6本章小结

6．1结论

6．2后续工作与展望

参考文献

致谢

附录