針對天線折展機(jī)構(gòu)連接運(yùn)動副間隙引起天線折展過程運(yùn)動不確定、精度下降等問題,提出了基于"無質(zhì)量桿"模型來模擬自由狀態(tài)的含運(yùn)動副間隙機(jī)構(gòu)建模方法。該方法基于D-H法建立了天線3個閉環(huán)的幾何關(guān)系模型,將無質(zhì)量桿模型引入天線幾何關(guān)系中,獲得了展開誤差的計算模型。通過綜合運(yùn)用蒙特卡洛法實現(xiàn)了自由狀態(tài)折展機(jī)構(gòu)展開誤差計算。計算結(jié)果表明:轉(zhuǎn)動副間隙對折展機(jī)構(gòu)單元肋展開在Z方向上展開精度影響最大,單元肋展開最大誤差為0.353 mm,可為天線折展機(jī)構(gòu)設(shè)計提供了參考。 

【文章來源】：上海航天(中英文). 2020,37(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

軸方向上的展開誤差分布Fig.8UnfoldingerrordistributionintheZ-direction

時的最大展開誤差。文獻(xiàn)［11］采用螺旋理論給出了含轉(zhuǎn)動副間隙的多環(huán)閉鏈機(jī)構(gòu)精度分析的通用方法。文獻(xiàn)［12］通過采用冗余驅(qū)動控制使運(yùn)動副間隙對機(jī)構(gòu)的影響最小化，但其引入了多余的自由度和驅(qū)動，控制難度大，且改變了機(jī)構(gòu)的構(gòu)型。本文通過將轉(zhuǎn)動副間隙等效成“無質(zhì)量桿”建立含間隙的折展機(jī)構(gòu)等效模型，根據(jù)約束關(guān)系不變原則，將多環(huán)閉鏈拆分成多個單閉環(huán)，基于D-H法建立其幾何關(guān)系，運(yùn)用蒙特卡洛法模擬加工誤差和含間隙轉(zhuǎn)動副的狀態(tài)，對其展開誤差進(jìn)行分析。1含間隙折展機(jī)構(gòu)構(gòu)型本文采用如圖1所示的折展機(jī)構(gòu)模塊化單元作為研究對象。該折展機(jī)構(gòu)含6個基本單元肋組成（2個橫向肋、2個縱向肋和2個縱向輔助肋），單個模塊可進(jìn)行拓?fù)涑伤枰獟佄镏鏄?gòu)型。基本單元是實現(xiàn)整個天線支撐機(jī)構(gòu)折展功能、保障展開精度的基礎(chǔ)，其折展原理如圖2所示。該機(jī)構(gòu)由彈簧力推動滑塊A沿y軸正方向運(yùn)動，進(jìn)而帶動各連桿運(yùn)動使機(jī)構(gòu)逐步展開，直到連桿DE觸碰到機(jī)械限位點(diǎn)H，機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動。此時，連桿DE與連桿QD共線，機(jī)構(gòu)展開到位且處于自鎖狀態(tài)，拉索張緊提供張力。圖中，M1點(diǎn)和M2點(diǎn)為天線金屬網(wǎng)的固定位置，展開狀態(tài)下，這兩點(diǎn)的位置精度直接決定著天線的型面精度。折展機(jī)構(gòu)單元肋基本單元包含1個滑動副和9個轉(zhuǎn)動副，自由度為1。由于運(yùn)動需求及制造誤差的存在，各運(yùn)動副均存在間隙，使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動存在一定的不確定性。為提高運(yùn)動可靠性，滑塊處為直線軸承與軸精密配合，間隙極小，可忽略該處間隙，因此，簡化后的模型僅存在轉(zhuǎn)動副。2含間隙轉(zhuǎn)動副等效模型折展機(jī)構(gòu)肋基本單元展開到位后其位姿確定，即各連桿處于受力平衡狀態(tài)，各轉(zhuǎn)動副符合接觸假

，π/2]（4）根據(jù)D-H法的定義有θD"={-θD+β，θD∈[-π，0]-(θ)D+β，θD∈(0，π)（5）式中：θD為連桿DD"相對于連桿Q"D的方位角；θD"為連桿D"H相對于連桿DD"的方位角；rD為鉸接點(diǎn)D處孔和軸的偏心距；lDH為DH的距離。為便于分析計算，根據(jù)約束不變原則，將圖4所示的折展機(jī)構(gòu)等效模型拆分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個單閉環(huán)進(jìn)行分析，如圖6所示。圖3轉(zhuǎn)動副間隙等效模型Fig.3Equivalentmodeloftherotatingpairclearance圖4自由狀態(tài)下含間隙的折展機(jī)構(gòu)等效模型Fig.4Equivalentmodelofthefoldingmechanismwithclearanceinfreestate圖5轉(zhuǎn)動副D處的間隙等效模型Fig.5ClearanceequivalentmodelatDoftherotatingpair26

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]空間索桿鉸接式伸展臂參數(shù)設(shè)計與精度測量[J]. 郭宏偉,鄧宗全,劉榮強(qiáng).  光學(xué)精密工程. 2010(05)



本文編號：3299733