發(fā)展空間太陽能電站技術(shù)具有極其重要的戰(zhàn)略意義,受運(yùn)載火箭運(yùn)輸能力的限制,提出了一種可實(shí)現(xiàn)三維體展開的桁架機(jī)構(gòu)作為空間太陽能電站的主結(jié)構(gòu)。通過多方案對比分析,構(gòu)建了可展桁架基本組成單元,在確定了驅(qū)動原理的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了可展桁架運(yùn)動學(xué)分析,驗(yàn)證了驅(qū)動方案的可行性。基于能量相等原理,建立了桁架連續(xù)梁等效模型,分析了運(yùn)動學(xué)特性,并進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)選。最后,研制了縮比原理樣機(jī),進(jìn)行了展開試驗(yàn)、剛度測試試驗(yàn)及動力學(xué)試驗(yàn)。結(jié)果表明,該可展桁架具有較大的折展比及較輕的質(zhì)量,鉸鏈間隙是影響系統(tǒng)剛度的關(guān)鍵因素。 

【文章來源】：機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020,56(13)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

空間太陽能電站示意圖

常用的徑向折展基本單元構(gòu)型如圖2所示，包括Astro Mesh天線支撐機(jī)構(gòu)(圖2a)、單剪刀桁架單元(圖2b)、雙曲柄滑塊機(jī)構(gòu)(圖2c)和雙層剪式14R機(jī)構(gòu)(圖2d)。在以上徑向折展單元構(gòu)型中，方案一至方案四均可以在徑向上收攏成一條直線。方案一中具有移動副，在空間環(huán)境下容易發(fā)生冷焊；方案二的構(gòu)型上下結(jié)構(gòu)不對稱，鉸接點(diǎn)多，承載能力弱；方案四結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且具有移動副。方案三的結(jié)構(gòu)簡單且對稱性好，各項(xiàng)力學(xué)性能較優(yōu)，鉸接點(diǎn)數(shù)量少，展開運(yùn)動過程可靠性高，此外，其可以收攏成線束，折展比大且折疊狀態(tài)軸向高度不變。因此，選用方案三作為可展開桁架的徑向展開單元。

軸向桿的展開方案主要有兩種，如圖3所示。方案一通過軸向?qū)φ蹖?shí)現(xiàn)收攏，方案二通過軸向桿翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)折疊。方案一中，軸向桿折疊后沿徑向分布，因而軸向桿的桿長受到包絡(luò)半徑的約束；方案二中，桿件折疊完成后沿軸向分布，中間翻轉(zhuǎn)的極限位置受到包絡(luò)半徑的約束，但不影響徑向折展，仍可實(shí)現(xiàn)徑向大折展比。因此，選用方案二作為可展開桁架的軸向折展單元。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3010867