由于運(yùn)載火箭受到體積和成本的限制,因此占用空間小、質(zhì)量輕的可展機(jī)構(gòu)被大量應(yīng)用于星載天線和空間結(jié)構(gòu)支撐等方面�？烧箼C(jī)構(gòu)具有收攏和展開兩種穩(wěn)定的狀態(tài)。當(dāng)火箭處于運(yùn)載階段時(shí),可展機(jī)構(gòu)通過(guò)折疊收攏的方式來(lái)減小自身尺寸從而使其能夠被放置于運(yùn)載火箭內(nèi),當(dāng)進(jìn)入預(yù)定工作位置時(shí),機(jī)構(gòu)再由收攏狀態(tài)展開形成星載天線或空間結(jié)構(gòu)的支撐結(jié)構(gòu)。隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)通訊、衛(wèi)星定位、對(duì)地觀測(cè)和深空探測(cè)等設(shè)備的精度和體積提出了更高的要求。對(duì)于可展機(jī)構(gòu)的研究已成為機(jī)構(gòu)學(xué)的熱點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一。本文基于平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu),通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)輸出特征的分析,綜合出適用于構(gòu)建可展收機(jī)構(gòu)的基本單元運(yùn)動(dòng)鏈;提出可展機(jī)構(gòu)構(gòu)建方法及流程,將平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)應(yīng)用于可展收機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括:首先,對(duì)平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)進(jìn)行軌跡輸出特征和函數(shù)輸出特征分析,得到機(jī)構(gòu)的軌跡輸出特點(diǎn)、函數(shù)輸出特點(diǎn)以及幾何形狀變化特點(diǎn),討論以平面四桿滑塊運(yùn)動(dòng)鏈為基本單元構(gòu)建可展機(jī)構(gòu)的可行性;綜合分析可展機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成和構(gòu)形變化特點(diǎn),提出基于平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)構(gòu)建可展收機(jī)構(gòu)的方法和流程,并給出設(shè)計(jì)步驟。然后,基于平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的軌跡輸出特征提出了自由度為1的新型等寬度基本可展收單元機(jī)構(gòu);分析了基本可展收單元的展收比及其影響因素;由等寬度基本可展收單元通過(guò)圓周陣列組合的方式,構(gòu)建新型恒定截面棱柱可展收單元機(jī)構(gòu),給出單元機(jī)構(gòu)的參數(shù)模型,并通過(guò)修正的自由度計(jì)算公式分析參數(shù)模型得出單元機(jī)構(gòu)的自由度為1;基于單元機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合構(gòu)建新型恒定截面棱柱可展收機(jī)構(gòu),給出可展收機(jī)構(gòu)的參數(shù)模型和單元之間的運(yùn)動(dòng)傳遞方式,使可展機(jī)構(gòu)的自由度為1,對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了展收比和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析;以三棱柱恒定截面伸展臂可展機(jī)構(gòu)為例,對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析。最后,基于平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的函數(shù)輸出特征提出了自由度為1的新型負(fù)泊松比展收單元機(jī)構(gòu),分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)變化特點(diǎn);研究正多邊形截面直棱柱空間幾何體展開為平面的過(guò)程,分析圓形可展收機(jī)構(gòu)的展收原理;提出圓形可展收機(jī)構(gòu)并給出參數(shù)模型,以正三角形機(jī)架三單元三層圓形可展收機(jī)構(gòu)展開過(guò)程以及正六邊形機(jī)構(gòu)六單元三層圓形可展收機(jī)構(gòu)展開過(guò)程為例證明參數(shù)模型的正確性;由修正的自由度計(jì)算公式分析圓形可展收機(jī)構(gòu)的參數(shù)模型得出機(jī)構(gòu)的自由度為1;以正六邊形機(jī)構(gòu)六單元三層圓形可展收機(jī)構(gòu)為例對(duì)圓形可展收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行仿真分析。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

向串聯(lián)組合連接而成，通過(guò)可展單元的依次；ACE-Able 公司將橫桿、弓形桿和縱桿通元，可展單元的橫桿和弓形桿間隔分布，進(jìn)15]支撐臂結(jié)構(gòu)，通過(guò)壓縮和釋放弓形桿使縱展開，進(jìn)一步地依次改變可展單元的構(gòu)形實(shí)的展開高度為34.75m，外接圓直徑為1.09m ADAM[16]鉸接式支撐臂機(jī)構(gòu)，該支撐臂的截面的可展單元，由 87 個(gè)可展單元串聯(lián)組式使縱桿側(cè)向折疊和展開，進(jìn)而依次改現(xiàn)收攏和展開，機(jī)構(gòu)的收攏高度為 1.42m收藏筒的高度為 2.92m；日本 Natori 對(duì)三角撐臂可展機(jī)構(gòu)的可展單元由收攏構(gòu)形依次以及展開段可展單元的構(gòu)形（以四面體可過(guò)度段

第 2 章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的輸出特征分析及可展機(jī)構(gòu)的構(gòu)建方法（2）支撐結(jié)構(gòu)由可展單元繞中心輪轂周向分布組合連接或者由可展單元陣列組合連接而成；（3）支撐結(jié)構(gòu)可由收攏狀態(tài)下的桶形結(jié)構(gòu)整體展開為拋物面形結(jié)構(gòu)，或者由各可展單元收攏的捆狀結(jié)構(gòu)展開為各可展單元展開的拋物面形工作面支撐結(jié)構(gòu)。傘狀結(jié)構(gòu)由收攏到展開的構(gòu)形變化示意圖如圖 2.7 所示：

第 2 章 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的輸出特征分析及可展機(jī)構(gòu)的構(gòu)建方法（2）支撐結(jié)構(gòu)由可展單元繞中心輪轂周向分布組合連接或者由可展單元陣列組合連接而成；（3）支撐結(jié)構(gòu)可由收攏狀態(tài)下的桶形結(jié)構(gòu)整體展開為拋物面形結(jié)構(gòu)，或者由各可展單元收攏的捆狀結(jié)構(gòu)展開為各可展單元展開的拋物面形工作面支撐結(jié)構(gòu)。傘狀結(jié)構(gòu)由收攏到展開的構(gòu)形變化示意圖如圖 2.7 所示：圖 2.7 傘狀可展機(jī)構(gòu)由收攏到展開的構(gòu)形變化2.4 基于平面四桿曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的可展機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2851208