在我国航天运载领域的发展过程中,火箭贮箱内的多余物高效清理一直是亟待解决的技术难题,目前,国内对火箭贮箱内多余物的清理方式仍然以人工清理方式为主,这种贮箱清理方式效率低,且清理效果难以保证,不能满足当前我国航天事业发展的需要,研制一种高效的火箭贮箱多余物清理系统成为国内外航天领域的重要课题。本文为解决火箭贮箱中难以有效清理的技术难题,提出了一种基于多自由度翻转台的微激振清理系统,利用超声清洗清洗效率高、清洁度好的优良特性,实现自动化清理火箭贮箱。将火箭贮箱安装于多自由度翻转台上,微激振清理系统压接于火箭贮箱下表面,利用微激振器产生高振幅、高频率的超声波,对贮箱表面和贮箱内设备的多余物实现激振式清理。本文基于上述清理方案,首先对超声波激振清理火箭贮箱内多余物的机理进行分析研究,基于超声波在火箭贮箱表面的传播理论,利用仿真软件ANSYS的瞬态分析模块,对超声波在火箭贮箱中的传播进行模拟,分析剪切应力在火箭贮箱内分布情况,进而分析超声传播对多余物脱落的影响;并基于空化气泡冲刷贮箱内多余物的作用机理,对空化理论进行分析,为后续的贮箱内声压分析提供指导。根据贮箱多余物微激振清理所需的振幅和频率,对本文的微激振器进行结构设计,包括超声换能器和变幅杆的材料选型和结构尺寸计算,利用换能器和变幅杆的模态分析和谐响应分析对其振动性能进行分析,计算得出设计频率下的纵向振动振幅以及超声变幅杆的放大倍数;最后根据微激振器的设计参数,完成微激振器的制造,并对其的性能参数完成测试。对微激振清理系统在贮箱内产生的声场进行分析,分析确定微激振器在贮箱表面的声压强度和空化区域,得出微激振器的基本设计参数振幅和频率对空化区域的影响,为微激振器在贮箱表面的空间排布提供指导,进而确定微激振器之间的轴向排布距离和周向布置角度,确定微激振器与翻转台配合时,翻转台的最佳工作状态,最终得出微激振器系统在多自由度翻转台上的设计参数,为清理系统的装配提供指导。搭建微激振清理贮箱多余物平台,包括微激振器、超声发生器和径向滑台的装配搭建,测试微激振器的声压分布和箱体的振动波形,验证仿真结果的有效性,进行微激振清理多余物的贮箱试验和清理效果试验研究,验证本清理系统的有效性。