【摘要】： 套筒式伸展臂是最基本的可展開機構(gòu),作為一種有效的支撐結(jié)構(gòu),可以作為大型可展開天線、太陽帆和望遠鏡的支撐背架以及太空機械手臂等。本文對套筒式伸展臂進行了設(shè)計,對所設(shè)計樣機的靜力學(xué)和動力學(xué)特性進行了分析,并對樣機進行了實驗研究。 在對國內(nèi)外多種一維伸展臂研究的基礎(chǔ)上,對其整體構(gòu)型、傳動方式和鎖緊機構(gòu)提出多種方案,通過比較選擇了最優(yōu)方案,根據(jù)最優(yōu)方案進行了套筒式伸展臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計,推導(dǎo)了連續(xù)展開條件,使所設(shè)計伸展臂能夠?qū)崿F(xiàn)可重復(fù)展開和收攏的功能。 針對所設(shè)計的套筒式伸展臂樣機,運用Solidworks軟件進行了樣機三維模型的建立,模型導(dǎo)入Cosmos Works軟件進行了有限元分析,研究了單個套筒的應(yīng)力分布、剛度特性,以及導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸與剛度之間的關(guān)系,并分析了伸展臂在展開狀態(tài)下采用5種不同墊片材料時的徑向剛度特性,根據(jù)結(jié)果選擇了合適的墊片材料,使伸展臂在完全展開狀態(tài)具有較好的靜力學(xué)特性。 運用Cosmos Works軟件對所設(shè)計的伸展臂樣機進行了動力學(xué)研究,分析了單個套筒的模態(tài)以及導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸變化與模態(tài)之間的關(guān)系,分析了伸展臂在展開狀態(tài)下采用5種不同墊片材料時的模態(tài)特性,并對收攏狀態(tài)下的伸展臂在端部處于自由、負載、約束3種工作狀態(tài)進行了模態(tài)分析,根據(jù)結(jié)果得到了不同工作狀態(tài)下的振動特性,為伸展臂收攏狀態(tài)時的安裝和預(yù)緊提供理論依據(jù)。 研制了套筒式伸展臂樣機,對樣機進行了實驗研究,測試了所設(shè)計樣機的伸展與收攏功能,測試了部分性能指標(biāo)參數(shù)。這些為今后套筒式伸展臂的發(fā)展和實際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TH122
【圖文】：

伸展臂一維展開機構(gòu)

圖 1-1 伸展臂一維展開機構(gòu) 圖 1-2 太陽帆二維平面展開機構(gòu)Fig.1-1 Deployment mechanism of mast Fig.1-2 Deployment mechanism of solar arrays圖 1-3 天線三維展開機構(gòu)Fig.1-3 Deployment mechanism of antennas

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 蘇斌,關(guān)富玲,石衛(wèi)華,謝鐵華;索桿式伸展臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J];工程設(shè)計學(xué)報;2003年05期

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1 胡其彪;空間可伸展結(jié)構(gòu)的設(shè)計與動力學(xué)分析研究[D];浙江大學(xué);2001年

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1 石衛(wèi)華;索桿式展開結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析及骨架式膜結(jié)構(gòu)研究[D];浙江大學(xué);2003年

本文編號：2732664