航天推进器中用于流量控制的特种电磁阀是确保航天任务顺利执行的关键部件之一。阀芯是该类特种电磁阀中的核心元件,具有轴长短、直径大的小长径比特点,要求与具有深孔结构的阀体进行微米级间隙装配。目前该类阀芯装配依赖手工,不仅需要丰富的装配经验,而且装配一致性差、效率低。因此,本课题针对航天特种高精度电磁阀阀芯自动装配需求,抽象出微米间隙超短轴深孔装配作为研究对象,从装配系统、寻孔策略、插装方法三方面展开研究,提出基于一维力感知和柔性夹持作业手的复合柔顺轴孔装配方法,并通过实验验证了该方法可实现航天特种高精度电磁阀阀芯自动装配。本文的主要研究内容如下:1)针对航天特种高精度电磁阀阀芯的小长径比超短轴深孔装配特点,借鉴手动装配工艺,结合复合柔顺装配思想,提出基于一维力感知和柔性夹持作业手的复合柔顺轴孔装配方法,搭建了装配实验系统,并设计出夹持、运动、调整、力感知、系统控制五个功能模块。2)针对超短轴装配定位需求,研究基于一维力感知的主动寻孔策略。通过对寻孔接触状态的建模和力学分析,得出在两点接触状态中,随轴心孔心间距减小,轴孔端面压力呈衰减的规律。根据力变化规律,得出各接触状态的识别方法,设计基于一维力感知的主动寻孔控制算法,解决小长径比超短轴深孔装配的寻孔问题。所设计的算法结合了柔性作业手自适应变形的特点,仅依据一个Z向的力信息主动调整寻孔路径,解决微米间隙无倒角轴孔装配的寻孔问题。3)为解决超短轴深孔插装,分析超短轴孔装配的插装过程,并构建插装各阶段各状态的力学模型,仿真分析得出:执行末端位置偏差越大,插装力越大,力波动越大;延迟初始插装深度越小出现无法入孔的概率越高。基于所搭建的系统,理论计算出克服卡阻顺利完成插装的极限条件为:执行末端位置偏差0.3mm、吸附偏差0.5mm、延迟初始插装深度0.15mm,此时的最大插装力为8.9N,以此设计插装控制流程,研究基于柔性作业手的被动柔顺插装策略,实现顺利插装。4)为验证装配方法的可行性,首先完成装配实验系统集成,然后研究各类参数对装配效果的影响,得出初始位置偏差小于4.5mm,初压力在0.4-0.6N之间,插装速度1～4mm/s的寻孔和插装成功率较高,以这些参数为基础优化装配实验系统,得到90%的装配成功率。实验结果表明基于一维力感知的精密轴孔装配方法可实现直径20mm、半径间隙3μm的航天特种阀阀芯自动装配。