17074

17074

طراحي و شبيه‌سازي سيستم شبيه ساز بالانس گرانش وسايل كوچك فضايي

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

اسفند 1394

دكتر مجيد شهروي

دكتر كامران دانشجو

فناوري هاي نوين

چكيده شرايط ويژه حاكم بر مدارهاي فضايي غالباً منجر به پيدايش پديده بي‌وزني و كم‌وزني مي‌گردد. هدف اصلي از سيستم‌هاي خنثي‌كننده جاذبه، رسيدن به گرانش نزديك به صفر است. در اين پايان‌نامه يك مكانيزم جديد شبيه‌سازي جبران گرانش براي ايجاد شناوري آزاد و چرخش در حول سه محور و داراي شش درجه آزادي طراحي‌شده است. در اين سيستم با استفاده از فنر، انرژي پتانسيل كل سيستم در تمام فضاهاي كاري مكانيزم ثابت نگه‌داشته شده است. اين مكانيزم، بر اساس فنّاوري سيستم غيرفعال طراحي‌شده است. پايه و اساس اين طرح روش استاتيكي بالانس گرانشي است. در اين روش وزن دستگاه به‌طور كامل جبران مي‌شود. درنتيجه، هزينه كلي دستگاه كمتر شده و قابليت اطمينان آن بالا رفته است. اين مكانيزم براي شبيه¬سازي عملياتي از قبيل رديابي و تخمين، عمليات پيوند، آزمون بازوهاي روباتيكي و ... مورداستفاده قرار مي‌گيرد. علاوه بر اين مي‌توان تجهيزاتي از قبيل محرك‌هايي براي آزمون تجهيزات كنترل ماهواره‌ها بر روي آن نصب كرد. در اين پايان‌نامه مكانيزمي براي ايجاد محيط بي¬وزني براي ماهواره¬هايي با وزن حداكثر 60 كيلوگرم و ابعاد 50 سانتي¬متر طراحي‌شده است. معادلات حاكم بر مكانيزم استخراج‌شده و محدوديت‌ها و قيود وارد بر آن به‌دست‌آمده است و اثرات پارامترهاي مختلف بر طراحي موردبررسي قرار گرفت است، شبيه‌سازي ديناميكي براي تأييد عملكرد مكانيزم و تحليل مقاومتي مكانيزم براي تعيين ابعاد قطعات انجام‌شده است و در پايان نقشه‌هاي مكانيزم ارائه‌شده است. براي تأييد عملكرد مكانيزم مدل كوچكي از مكانيزم ساخته‌شده و آزمون¬هايي بر روي آن انجام‌شده است. نتايج به‌دست‌آمده عملكرد مكانيزم و صحت شبيه‌سازي‌ها را تأييد مي¬كند. واژه‌هاي كليدي: بالانس گرانشي غيرفعال، بالانس استاتيكي گرانش، بي¬وزني، ميكرو¬گرانش

1396/01/20

8/23/2017 12:00:00 AM

Abstract: Special conditions governing the spatial circuits often leads to the emergence of the phenomenon of weightlessness an​d is underweight.The main purpose of compensating systems gravity, reaching close to zero gravity. In this thesis, The new mechanism of physical simulation to compensate for gravity to create free float an​d rotate around three axes, is designed with six degrees of freedom. The system uses springs, the potential energy of the system in all workspaces mechanism is kept constant. The mechanism is designed based on the technology a Passive gravity-balancing. The basis for this scheme is a Static gravity-balancing method. The weight of the device is fully compensated, As a result, overall costs reduced an​d high reliability is gone. This mechanism for operational simulation such as tracking, estimating, rendezvousing an​d docking, robotic capturing, o​r other service tasks. Moreover can be incentives for test equipment such as satellite control equipment installed on it. In this thesis design a mechanism to create microgravity environment for satellites with a maximum weight of 60 kg an​d has dimensions of 50 cm is done. For this purpose connectivity of Jim Bali is designed to create three rotational degrees of freedom. Governing equations of the mechanism is derived. Constraints on it is obtained. Dynamic simulation for performance verification mechanism an​d the mechanism of resistance analysis to determine the dimensions of the parts is done at the end of mapping mechanism is provided. To confirm the mechanism of action of mechanisms built small models an​d tests have been performed on it. The results confirmed the simulation performance an​d accuracy of the mechanism. Keywords: Passive gravity-balancing, Static gravity-balancing, Weightlessness, Microgravity