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到火星去,看火星車背后的??怂箍盗α?/h1> 供稿:中國工控網 2020/8/5 13:53:43
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火星,作為一個理想的太空移民去處,長久以來一直為人類所向往。2020年夏天是火星探測活動的窗口期,到火星去,成為今年全球關注的一大熱點。

今天,就讓我們探究一下火星車背后的??怂箍瞪碛?,了解如何協助火星車進行性能預測、減少失敗風險并為精密零部件保駕護航。

                    

模擬仿真:準確全面地應對不確定性

航天設計始終是在未知領域探險。在火星探測車的開發過程中,最主要的難題在于未來工作環境條件的不確定性?;鹦擒嚨脑O計宗旨是要保證其能夠在火星的土壤上行走,執行作業和測試,采集樣本并自主導航。??怂箍档哪M仿真方案不僅可以全面地模擬火星車在特殊地質情況下的運動情況,還可以精確模擬火星車的著陸狀況,確保一次性著陸成功。

            

1.確?;鹦擒囈淮涡猿晒χ?/p>

             

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在好奇號火星車的設計中,NASA 噴氣推進實驗室(JPL)的工程師們使用??怂箍礛SC Adams多體動力學軟件對最后的空中起重機著陸順序進行仿真。該仿真找出初始概念設計中的眾多問題,并且在工程師們解決這些問題時給予指導,使設計更為扎實可靠。Adams仿真還被用于驗證著陸順序并確定施加在組件和零部件上的荷載,用于在整個空中起重機著陸順序中引導任務的控制軟件代碼被集成到 Adams 環境中,以便驗證其性能并進行微調。此次任務的成功證明了這些仿真的準確性。

             

2.多體動力學仿真確保良好移動能力

          

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在 2018 年的歐洲火星探測車挑戰賽期間,為了測試 T0-R0 探測車的能力,參賽團隊運用 Adams 多體仿真按照最惡劣的火星土壤狀況進行仿真。由于無法得知目標土壤的特征,因此按照最不利的條件進行虛擬分析。這樣就能確定驅動搖臂式移動系統所需的專用電機,并明確傳動系統和懸架彈簧的尺寸。

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在 T0-R0 探測車的設計階段,Adams 多體動力學仿真幫助該團隊解決了移動系統的不確定性問題。在虛擬 Adams 環境中進行仿真使該團隊能夠研究結構的局限性,構建出一個可以在類似火星的地形上行走的探測車,同時只需制作一個樣機,經過短短一年的開發就可以執行所要求的全部操作,通過仿真獲得的深入分析確認了在各種地形上良好的移動能力。

計量測試:精確實現零部件制造與裝配

火星車項目是一個超級工程,產品開發階段涉及了數以萬計零部件。好奇號火星車JPL的品質保證檢測服務部門負責這些零部件、組件以及總裝的質量驗證工作。JPL擁有來自??怂箍档母鞣N不同尺寸類型的測量系統,包括Global測量機、ROMER關節臂以及Leica激光跟蹤儀,均配備具備強大CAD功能的PC-DMIS測量軟件。另外,JPL超過200個合約部件制造商以及所有獨立的測量實驗室,均采用PC-DMIS軟件完成零部件編程、測量,并生成統一的報告。

采用統一的測量軟件給予了實驗室何時、何地、如何測量、誰來測量的靈活性,并使得檢測團隊高效實現整體零部件質量控制規劃與實施。

                    

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圖|Leica激光跟蹤儀為火星車裝配提供了精確的定位與引導

                         

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圖|Global測量機針對好奇號輪子進行幾何量精確驗證

                

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圖|超高精度測量機Leitz PMM-C完成好奇號相機鏡頭的精密驗證

               

??怂箍底钕壬孀愫教祛I域可以追溯到57年前,旗下MSC軟件為NASA的美國登月計劃發明了 Nastran FEA 求解器,推動了CAE技術的普及與應用。通過有效發揮虛擬和現實世界數據的價值,??怂箍嫡诖蛟烀嫦?a style='color: blue;display:inline;border:none;' target='_blank' href='http://www.524430.tw/' >智能制造的生態系統,憑借持續的質量保證與零部件信息流與通過模擬仿真、生產制造、統計分析軟件所驅動的持續改善流,??怂箍嫡谥铝τ谕苿尤蛑圃鞓I品質和生產力的提升,并將持續在新興的商業航天產業里發揮重要作用。

                       

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審核編輯(王妍)
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