針對現(xiàn)有基于四面體單元的構架式天線機構結構復雜、收攏率低、運動副數(shù)量多等問題,基于3RR-3RRR四面體組合單元和基于3RR-3URU四面體對稱組合單元分別提出了兩種新型模塊化可展結構。以3個組合單元組成的模塊化結構為分析對象,首先,詳細介紹了模塊化結構的組成及虎克鉸軸線布置,并利用組合單元本身的自由度數(shù)目及性質,采用拆桿-等效-復原的思想,應用螺旋理論和G-K公式分別對提出的兩種模塊化結構進行了自由度分析,得到了自由度數(shù)目及性質。其次,應用Adams動力學仿真軟件對兩種模塊化結構進行運動仿真,仿真結果驗證了自由度分析的正確性。以完全展開和完全收攏時機構所占的空間體積比值表征該機構的收攏率,計算現(xiàn)有基于四面體單元的非模塊化機構與提出的模塊化機構的收攏率。最后,對比分析非模塊化機構與模塊化機構的自由度數(shù)目、運動副數(shù)目及收攏率。分析結果表明,基于3RR-3URU四面體對稱組合單元的模塊化結構既能實現(xiàn)較大收攏率,自由度及運動副數(shù)目也相對減少,且組成大型天線時桿件類型較少。研究結果為該類模塊化構架式可展天線結構的設計與分析提供一定理論依據(jù)。 

【文章來源】：航空學報. 2020,41(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

基于3RR-3RRR四面體的組合單元機構

基于3RR-3RRR四面體組合單元的模塊化機構

基于3RR-3URUR四面體可展單元的組合單元如圖3所示，該機構由3個3RR-3URU四面體單元1、2和3組成。根據(jù)文獻[19]，基于3RR-3URU四面體單元的對稱組合單元具有7個自由度，反射面花盤除具有向機架花盤A的移動收攏自由度，還具有調姿自由度。由于該機構只有滿足對稱條件下才能實現(xiàn)收攏和調姿，實現(xiàn)完全收攏，因此，只能組成大型球面天線機構，當組成拋物面天線機構時存在一定局限性。基于3RR-3URUR四面體單元的對稱組合單元構成的模塊化機構如圖4所示，該模塊化結構由3個圖4所示的組合單元亦是分別通3個虎克鉸連接周邊花盤形成閉環(huán)三角形構成，不同的是虎克鉸軸線方向。如圖所示，其中，虎克鉸U1的一條軸線U11垂直于三角形平面，另一條軸線U12平行于花盤B、C之間連桿軸線方向；虎克鉸U2的一條軸線U21垂直于三角形平面，另一條軸線U22平行于花盤D、E之間連桿軸線方向；虎克鉸U3的一條軸線U31垂直于三角形平面，另一條軸線U32平行于花盤F、A之間連桿軸線方向。為了增加機構的穩(wěn)定性，添加三條邊界URU約束支鏈使反射面形成閉環(huán)，該約束支鏈中運動副軸線布置與圖2中3條約束支鏈運動副軸線布置一致。3個組合單元模塊形成閉環(huán)機構后，組合單元機構內部運動特性不變。圖4 基于3RR-3URU四面體對稱組合單元的模塊化機構

【參考文獻】：
期刊論文
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[6]一種單自由度對稱可展耦合機構的設計[J]. 高慧芳,劉婧芳,余躍慶.  機械工程學報. 2018(05)
[7]球面剪叉可展機構的運動特性分析[J]. 李端玲,張忠海,于振.  機械工程學報. 2013(13)
[8]基于空間多面體向心機構的伸展臂設計研究[J]. 楊毅,丁希侖.  機械工程學報. 2011(05)
[9]四棱錐單元平板式可展開收攏機構的運動特性分析[J]. 楊毅,丁希侖.  航空學報. 2010(06)

博士論文
[1]模塊化空間可展開天線支撐桁架設計與實驗研究[D]. 田大可.哈爾濱工業(yè)大學 2011



本文編號：3480603