書名:星球車及空間機械臂

作者:高海波 劉振 著

出版時間:2020年1月

定價:129.00元

◆ 針對星球車、空間機械臂等大型復雜宇航空間機構的地面運動性能測試問題

◆ 提出了基于重力-懸吊力等效轉換的宇航空間機構微低重力模擬方法

◆ 實現(xiàn)了玉兔月球車、天問一號火星車、大型空間機械臂等宇航空間機構大范圍、長時間、高精度的地面運動測試

◆ 為型號任務的順利實施提供了不可或缺的技術支撐

● 內容簡介

準確模擬宇航空間機構在微低重力場中的運動性能是國際航天領域公認的地面試驗瓶頸問題,微低重力模擬成為避免航天器過載受損、確保地面試驗結果有效的必要條件。本書結合我國載人航天與探月工程等國家科技重大專項的需求,主要以星球車、空間機械臂等典型復雜宇航空間機構為對象,開展宇航空間機構微低重力模擬的理論與工程應用研究,提出了基于重力場-懸吊力等效轉換的多自由度宇航空間機構微低重力模擬方法,發(fā)明了具有三轉動自由度被動自適應功能的懸吊力等效施加機構和懸吊點三平動自由度的高精度力位混合跟蹤控制技術,研制出星球車、機械臂等復雜宇航空間機構的懸吊式微低重力模擬系統(tǒng)。為我國“首次火星探測任務”的火星車、“空間站核心艙”大型機械臂等型號產(chǎn)品的地面運動性能模擬測試提供了不可或缺的技術支撐。

本書主要讀者為科研院所、高等學校從事宇航空間機構微低重力模擬研究的工程設計人員、教師和研究生。

● 院士薦語

航天技術推動了人類文明的進程,航天技術的發(fā)展主要體現(xiàn)在航天器的功能和性能方面,而宇航空間機構是航天器機械系統(tǒng)的支柱,其技術水平?jīng)Q定了航天器的功能和性能指標。宇航空間機構在發(fā)射前大都要進行各種功能和性能的地面實驗,微低重力模擬是避免航天器過載受損、確保實驗結果有效的必要條件。星球車、機械臂等典型宇航空間機構運動范圍大、拓撲結構多樣、動力學行為復雜,其微低重力模擬是國際航天領域公認的技術瓶頸難題。

傳統(tǒng)的微低重力模擬方法有拋物線飛行法、落塔法、氣浮法、水浮法、去除質量法和傳統(tǒng)懸吊法。但這些方法存在模擬時間短、模擬空間小、控制系統(tǒng)精度低等問題,無法滿足星球車或空間機械臂的長時間、大范圍、高精度運動性能測試等實驗要求。

哈爾濱工業(yè)大學高海波教授團隊在國內率先開展了宇航空間機構地面運動性能測試的微低重力模擬技術研究,圍繞微低重力模擬中的“重力場-懸吊力”等效轉換方法、實驗對象六自由度跟蹤、懸吊式微低重力模擬系統(tǒng)集成等技術難題開展攻關,建立了完整的懸吊式微低重力模擬技術體系。團隊面向載人航天與探月工程、深空探測等國家科技重大專項任務需求,研制出中國“首次火星探測任務”的火星車、“空間站核心艙”大型機械臂、“試驗七號衛(wèi)星”機械臂等重大航天型號產(chǎn)品的懸吊式微低重力模擬系統(tǒng),在國際上首次實現(xiàn)了火星車整車和七自由度大型機械臂的大范圍、長時間、高精度、三維空間的地面運動模擬測試。

本書的各章節(jié)均出自高海波教授團隊多年的研究成果,論述了星球車、機械臂等復雜宇航空間機構地面運動性能測試的微低重力模擬的一些核心與共性關鍵技術,為國家科技重大專項的順利實施提供了重要的技術支撐。

本書的出版有助于推動航天領域科技工作者的學術交流,鼓勵更多的青年學者開展前沿性、基礎性技術研究,勇攀航天領域的學術高峰。

中國工程院院士

● 選題邀約

立足于高端人才培養(yǎng)和優(yōu)秀學術著作的傳承,高等教育出版社——自然科學學術出版事業(yè)部機械與材料小組先后策劃了“HEP機械工程前沿著作”“先進制造科學與技術”“機器人科學與技術”“材料科學經(jīng)典著作選譯”“材料科學與工程著作”等系列選題。我們誠邀海內外優(yōu)秀學者,為讀者提供更多的精品著作。

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