四面體可展開天線支撐機構構型綜合與設計.pdf

1、基于空間可展機構設計的大口徑、高精度、高剛度的空間可展開天線在航天工程的地位越來越重要，是人類完成空間探測活動必不可少的關鍵裝備之一。本文以基于四面體可展單元設計的可展開天線支撐機構作為研究對象，進行了四面體單元機構的構型綜合、四面體單元及改進的四面體單元的組網(wǎng)方法研究，并開展了可展開天線支撐機構的曲面擬合、結構設計及其最小組合單元的模態(tài)分析等研究工作。
　　首先分析形成可展天線支撐機構的四面體可展單元，以節(jié)點之間的兩種運動形式為

2、基礎，采用基于螺旋理論的約束綜合法，結合約束與運動之間的對偶關系，構建了一系列四面體形式的可展單元，并經(jīng)過構型優(yōu)選得到了結構最為簡單的單自由度3RR-3RRR四面體可展單元；基于四面體單元的構型綜合過程，將四面體形式的可展單元進行拓展，得到不同形式的可展單元。
　　針對基于單自由度四面體單元的組網(wǎng)機構無法完全收攏的問題，對得到的四面體單元機構進行優(yōu)化改進，得到具有多個自由度的3RR-3URU等四面體可展單元機構；針對多自由度四面體

3、可展單元進行組網(wǎng)方法的研究，最終得到能夠實現(xiàn)完全收攏的大尺度可展開曲面天線支撐機構。
　　采用桿件統(tǒng)一性和單元一致性兩個評價指標，完成四種型面劃分方法的對比分析；使用最小二乘法得到了不同劃分方法所得的最佳擬合拋物面同設計拋物面之間的偏差，優(yōu)選出較佳的型面劃分方法；考慮拋物面中心位置最小組合單元的旋轉對稱性，提出了一種包含中心節(jié)點的六邊形劃分方法，該方法將每個六邊形單元劃分得到3個等腰三角形，增加了桿件統(tǒng)一性和單元一致性。