隨著衛(wèi)星通訊、太空探測、對地觀測技術的迅猛發(fā)展,對空間折展機構的應用需求變得愈加迫切�？臻g折展機構技術的發(fā)展,對折疊小空間、展開大尺寸、工作高精度、折展更靈活的機構提出了更高的要求。本文依據(jù)仿生原理,通過觀察花朵綻放過程,找到花朵與空間折展機構的共性,構思了一類仿花瓣形空間折展機構,并對其進行設計分析、理論方法及應用研究。首先通過花朵開放過程的觀察,發(fā)現(xiàn)空間折展機構與花朵具有共同特點,即均有收攏和展開能力。將花瓣形態(tài)特征和開放過程特征抽象提取,以正多邊形為花蕊,以五連桿機構式平面折展單元和曲柄滑塊機構式空間折展單元為花瓣,構思了一類仿花瓣形空間折展機構;通過修正的G-K公式得到折展單元自由度,并獲得機構整體自由度;以八瓣花朵為仿生對象,對其仿生機構三維模型進行構建。其次,將遺傳學基因理論引入機構學中,構建了一種具有運動副特征、構件特征和構件間的連接關系特征的構態(tài)變換矩陣,并基于此矩陣構建一種能夠表述運動副類型改變、運動副數(shù)目改變、單個運動副的方位特征改變?nèi)N變胞方式的變胞方程;并運用構態(tài)變換矩陣和變胞方程分別對仿花瓣形空間折展機構的穩(wěn)定態(tài)和變胞態(tài)進行構態(tài)描述和結構分析。接著,通過功能分析原理,對仿花瓣形空間折展機構進行功能分析,獲得其分功能解,對分功能解進行方案設計;將生物基因引入機構學領域中,給出機構基因概念和機構基因變異與變胞方式關系圖,并通過基因突變的變胞方式對折展單元(平面折展單元和空間折展單元)進行構型綜合,獲得多種構型;為實現(xiàn)機構整體的折展功能和滿足機構鎖解要求,設計了多種移動副、多自由度鉸鏈和鎖解鉸鏈方案;經(jīng)過對各折展單元構型和各運動副的篩選,最終得到5種平面折展單元,1種空間折展單元,2種移動副設計方案,2種多自由度鉸鏈設計方案,3種鎖解鉸鏈設計方案,以及36種仿花瓣形空間折展機構構型。再次,建立仿花瓣形空間折展機構的坐標系,利用閉環(huán)矢量法結合桿件約束方程建立平面折展單元、空間折展單元和仿花瓣形空間折展機構的運動學解析模型,分別求解機構的位置、速度、加速度和奇異位置;并通過數(shù)值仿真和虛擬仿真獲得機構仿真曲線,驗證運動學解析模型的準確性,為仿花瓣形空間折展機構的控制系統(tǒng)設計提供一定參考。最后,設計出仿花瓣形空間折展機構的驅動裝置和輔助機構,以仿花瓣形空間折展機構為基礎骨架,并借助前文對空間折展機構的結構和運動性能分析,將其應用于構架式空間折展天線、太陽能電池陣和車載雷達等工程領域,設計分析對應虛擬樣機的模型,展示了仿花瓣形空間折展機構的實用性和適用性。
【學位單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

合；另外為實現(xiàn)機構的空間折展功能和鎖解需求，分別設計了多種移鏈和鎖解鉸鏈方案；經(jīng)過對各折展單元構型和各鉸鏈的篩選，最終得機構構型。??章：仿花瓣形空間折展機構的運動學分析。建立仿花瓣形空間折展機閉環(huán)矢量法和桿件約束方程分別建立平面折展單元、空間折展單元和機構運動學數(shù)學模型；并進行數(shù)值仿真和虛擬仿真，驗證其運動學數(shù)為仿花瓣形空間折展機構的控制運行研宄提供參考。??章：仿花瓣形空間折展機構的應用研究。通過對空間折展機構的驅動宄，將空間折展機構應用于構架式空間折展天線、太陽能電池陣和車，構建虛擬模型，進行工作原理分析，體現(xiàn)了仿花瓣形空間折展機構和適用性。??章：總結了本文對仿花瓣形空間折展機構所做的研宄工作，并提出仿構進一步研究展望。??￣第一章￣??

廣西大學碩士學位論文?仿花瓣形空間折展機構的設計與分析??２．２．丨平面折展單元的設計??為便于設計，現(xiàn)將表２－１中橢圓形平面折展單元視為三角形進行研究，并將平面折??展單元設計成五連桿機構，且為避免空間折展機構在平面折展過程中出現(xiàn)桿件相互千涉??的現(xiàn)象，將平面折展單元形狀設計成直角三角形或等腰三角形。根據(jù)折疊點和折疊方式??的不同，將平面折展單元分為四類，如圖２－１所示。??

圖２－３平面折展單元ＩＩ??Ｆｉｇ．２－３?Ｐｌａｎａｒ?ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ?ｕｎｉｔ?ＩＩ??如圖２－３所示，平面折展單元ＩＩ為五連桿機構，且三角形ＣＤＰ為直角三角形，直??１２??
【參考文獻】

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本文編號：2891700