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我院2015届博士生曹睿获评第六届上银优秀机械博士论文奖佳作奖[图]
发布时间:2016-11-10

1110日,第六届上银优秀机械博士论文奖颁奖典礼在北京举行,我院2015届博士生曹睿的博士学位论文《弱碰撞半物理仿真系统的机构设计与实验》获得佳作奖,他的博士学位论文指导教师是高峰教授。

  

        “上银优秀机械博士论文奖由台湾上银科技股份有限公司和中国机械工程学会共同设立,旨在提升中国制造技术的水平,加强高层次创造性人才的培养工作,鼓励创新精神,提高中国机械工程及其自动化领域博士生教育的质量,激发与鼓励中国青年学子投入机械工程及其自动化领域研发及创意应用,培养优秀机械工程人才,增进企业界与学术界之互动,进而促进机械工业技术之提升与创新。奖励对象为中国(大陆、台湾和港澳地区)各大学机械工程及其自动化领域、特别是精密机械领域的博士学位获得者及其博士生导师。

  

   该奖每年评选一次,按照坚持标准、宁缺毋滥、科学公正、面向应用、注重创新的评选原则,参评博士论文经过初审、复审函评、口头报告与答辩三大环节,本次共评出获奖博士论文18篇。

 

  附:论文简介 

 

  弱碰撞半物理仿真(或称半实物模拟)系统是空间试验关键技术之一,也是我国探月工程的必要试验装置,其核心由运动模拟器组成。为了真实模拟空间中的碰撞,运动模拟器需要具有高刚度、大承载、高精度、高动态响应等特性,而弱碰撞对接的特殊性又对高频响、工作空间、各向同性有更为严格的要求。目前的运动模拟器在动态响应、工作空间及各向同性等方面都无法满足弱碰撞测试的需求。针对现有技术的不足,论文为我国探月三期取样返回工程的地面测试设计了一种全新的高性能运动模拟器,进行了从构型、尺度、结构直至驱动系统的一体化设计,并对系统精度进行了标定,主要创新如下:

 

  1)发明了一种六自由度3-3式正交对称并联机构,提出了一套九轴联动双平台协作系统,以此为基础设计了九轴联动弱碰撞半实物模拟系统方案。该3-3式机构与传统Stewart机构相比,有效工作空间更大,具有更好的动态响应特性及优良的各向同性,在工作空间内不易发生奇异和干涉。

 

  2)提出了一种直观且全面的工作空间描述方法;发现并证明了运动模拟器的运动学关键点特性;利用这种关键点并提出了一种无量纲的简明有效的机构尺度设计方法。

 

  3)建立了系统刚度、固有频率与机构尺度之间的关系模型,揭示了机构尺寸参数变化对于运动模拟器在工作空间全域内的刚度、固有频率的影响关系,将此模型与关键点结合,对运动模拟器进行了刚度与尺度的耦合设计。

 

  4)研制开发了空间弱碰撞对接半实物模拟实验装置,建立了系统的标定模型,并通过实验对模拟器的综合性能进行了考核及精度标定。

 

  所在课题组设计并开发出的空间弱碰撞对接地面模拟器,在航天八院成功应用,完成了探月三期弱碰撞对接机构地面模拟试验,使我国太空弱碰撞对接地面半实物模拟技术进入国际先进行列。

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