【摘要】： 套筒式伸展臂是最基本的可展開機(jī)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(yuǎn)鏡的支撐背架以及太空機(jī)械手臂等。本文對(duì)套筒式伸展臂進(jìn)行了設(shè)計(jì),對(duì)所設(shè)計(jì)樣機(jī)的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析,并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 在對(duì)國內(nèi)外多種一維伸展臂研究的基礎(chǔ)上,對(duì)其整體構(gòu)型、傳動(dòng)方式和鎖緊機(jī)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(jìn)行了套筒式伸展臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),推導(dǎo)了連續(xù)展開條件,使所設(shè)計(jì)伸展臂能夠?qū)崿F(xiàn)可重復(fù)展開和收攏的功能。 針對(duì)所設(shè)計(jì)的套筒式伸展臂樣機(jī),運(yùn)用Solidworks軟件進(jìn)行了樣機(jī)三維模型的建立,模型導(dǎo)入Cosmos Works軟件進(jìn)行了有限元分析,研究了單個(gè)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(shí)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(yùn)用Cosmos Works軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的伸展臂樣機(jī)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究,分析了單個(gè)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(shí)的模態(tài)特性,并對(duì)收攏狀態(tài)下的伸展臂在端部處于自由、負(fù)載、約束3種工作狀態(tài)進(jìn)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(dòng)特性,為伸展臂收攏狀態(tài)時(shí)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(jī),對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,測(cè)試了所設(shè)計(jì)樣機(jī)的伸展與收攏功能,測(cè)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(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH122
【圖文】：

伸展臂一維展開機(jī)構(gòu)

圖 1-1 伸展臂一維展開機(jī)構(gòu) 圖 1-2 太陽帆二維平面展開機(jī)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(jī)構(gòu)Fig.1-3 Deployment mechanism of antennas

【參考文獻(xiàn)】

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(jì)與分析[J];工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào);2003年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 石衛(wèi)華;索桿式展開結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(hào)：2732664