空間可展機構(gòu)由于其可折疊性及高穩(wěn)定性等特點被廣泛運用于大型空間可展天線的模塊化組裝中,常見的基本模塊有多種,其中四面體可展單元機構(gòu)由于具有高收納比及高精度等特點已被運用于大型構(gòu)架式天線,并且已在軌運行。但由于四面體可展單元機構(gòu)具有多閉環(huán)、多冗余的結(jié)構(gòu)特點,其構(gòu)型設(shè)計、運動學(xué)與動力學(xué)分析難度大。本文針對四面體可展單元機構(gòu),采用理論計算和軟件仿真分析相結(jié)合進行自由度及動力學(xué)特性研究,同時由于在實際機構(gòu)中間隙不可避免,故本文還研究間隙動力學(xué)特性,分析間隙參數(shù)對機構(gòu)動力學(xué)特性的影響。首先,提出機構(gòu)的模塊分解與組合方法,利用圖論知識逐步繪制機構(gòu)的幾何約束拓撲圖,結(jié)合螺旋理論列出各個環(huán)節(jié)的螺旋約束方程組,將其以矩陣形式表達,推導(dǎo)機構(gòu)自由度公式,進而求得機構(gòu)自由度數(shù);利用機構(gòu)速度傳遞關(guān)系,推導(dǎo)機構(gòu)構(gòu)件質(zhì)心螺旋速度,建立機構(gòu)運動學(xué)方程。其次,利用構(gòu)件局部坐標(biāo)系推導(dǎo)構(gòu)件質(zhì)心雅可比矩陣,由機構(gòu)動力傳遞過程推導(dǎo)機構(gòu)構(gòu)件質(zhì)心螺旋加速度;利用剛體加速度合成法則,求解構(gòu)件質(zhì)心絕對加速度,結(jié)合虛功原理建立機構(gòu)動力學(xué)理論模型。然后,利用切斷鉸方法將多閉環(huán)機構(gòu)分解為多個樹系統(tǒng)模塊和切斷鉸模塊,由圖論的關(guān)聯(lián)數(shù)組結(jié)合體鉸矢... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 構(gòu)架式可展開天線的發(fā)展
        1.2.2 可展開天線動力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作
第2章 四面體可展單元機構(gòu)自由度及運動學(xué)分析
    2.1 引言
        2.1.1 螺旋理論基本概念
        2.1.2 螺旋運算
        2.1.3 運動螺旋和力螺旋
        2.1.4 螺旋系
    2.2 四面體可展單元機構(gòu)的自由度分析
        2.2.1 3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)自由度分析
        2.2.2 3RR-3URU四面體可展單元機構(gòu)自由度分析
    2.3 四面體可展單元機構(gòu)運動學(xué)分析
        2.3.1 可展機構(gòu)速度的螺旋表示
        2.3.2 3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)運動學(xué)分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 四面體可展單元機構(gòu)理論動力學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 可展機構(gòu)加速度的螺旋表示
    3.3 可展機構(gòu)質(zhì)心雅可比矩陣的建立
    3.4 3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)動力學(xué)分析
        3.4.1 可展機構(gòu)加速度分析
        3.4.2 可展機構(gòu)動力學(xué)方程建立
    3.5 3RR-3URU四面體可展單元機構(gòu)動力學(xué)分析
        3.5.1 可展機構(gòu)驅(qū)動位置的選擇
        3.5.2 可展機構(gòu)的加速度分析
        3.5.3 可展機構(gòu)動力學(xué)方程建立
    3.6 本章小結(jié)
第4章 四面體可展單元機構(gòu)間隙動力學(xué)分析
    4.1 引言
    4.2 間隙動力學(xué)模型及評價指標(biāo)
        4.2.1 基于圖論的拉格朗日乘子建模方法
        4.2.2 運動副間隙模型的描述及矢量模型
        4.2.3 運動副間隙的作用力模型
        4.2.4 運動副相對運動狀態(tài)的判別準則
        4.2.5 運動副間隙評價指標(biāo)
    4.3 含間隙的3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)模塊化動力學(xué)
        4.3.1 基于模塊化建模方法的3RR-RRR四面體可展單元機構(gòu)動力學(xué)模型
        4.3.2 含間隙的動力學(xué)模型
    4.4 本章小結(jié)
第5章 四面體可展單元機構(gòu)動力學(xué)仿真研究
    5.1 引言
    5.2 ADAMS軟件簡介
        5.2.1 ADAMS軟件對運動副間隙的處理
    5.3 四面體可展單元機構(gòu)自由度的驗證
        5.3.1 3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)自由度驗證
        5.3.2 3RR-3URU四面體可展單元機構(gòu)自由度驗證
    5.4 3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)理論模型的數(shù)值算例驗證
    5.5 3RR-3RRR四面體可展單元機構(gòu)間隙模型仿真分析
        5.5.1 機構(gòu)的動力學(xué)仿真結(jié)果
        5.5.2 間隙運動副的作用力分析
    5.6 間隙參數(shù)對機構(gòu)動力學(xué)性能的影響
        5.6.1 不同間隙個數(shù)對機構(gòu)動力學(xué)的影響
        5.6.2 不同間隙大小值對機構(gòu)動力學(xué)的影響
        5.6.3 不同間隙位置對機構(gòu)動力學(xué)的影響
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]環(huán)形桁架天線展開動力學(xué)分析[J]. 任偉峰,何柏巖,聶銳.  中國機械工程. 2019(24)
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[7]大型空間可展開天線技術(shù)研究[J]. 李團結(jié),馬小飛.  空間電子技術(shù). 2012(03)
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博士論文
[1]考慮運動副間隙的平面并聯(lián)機構(gòu)動力學(xué)與控制研究[D]. 宋振東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]剪式單元可展結(jié)構(gòu)的自由度及動力學(xué)特性研究[D]. 孫遠濤.西北工業(yè)大學(xué) 2016

碩士論文
[1]星載可展開天線展開過程的仿真與分析[D]. 趙林燕.西安電子科技大學(xué) 2011
[2]星載可展開機構(gòu)的動力學(xué)仿真分析[D]. 馮長凱.西安電子科技大學(xué) 2008



本文編號：3188532