重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其性能測(cè)試.pdf

1、太陽(yáng)翼是提供航天器空間電源的主要形式，太陽(yáng)翼可靠的展開鎖定是保證其正常在軌工作與準(zhǔn)確對(duì)日定向的關(guān)鍵。開發(fā)重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)航天器變軌或大幅調(diào)姿時(shí)太陽(yáng)翼的折疊收攏、變軌結(jié)束或姿控結(jié)束后太陽(yáng)翼的重復(fù)展開，對(duì)確保太陽(yáng)翼正?？煽抗ぷ?、保證航天器的姿態(tài)穩(wěn)定性和飛行安全性具有重要意義。
　　本文以折疊式太陽(yáng)翼為研究對(duì)象，提出一種關(guān)節(jié)鉸可重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)特性分析與地面低重力展開性能試驗(yàn)，主要研究工作包

2、括以下幾個(gè)方面:
　　依據(jù)太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，擬定關(guān)節(jié)鉸可重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，介紹其工作原理，對(duì)其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、重復(fù)折展機(jī)構(gòu)、重復(fù)鎖解機(jī)構(gòu)、連接架與基板進(jìn)行理論分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)總成設(shè)計(jì)與原理樣機(jī)加工。
　　為模擬太陽(yáng)翼空間在軌展開工況，設(shè)計(jì)機(jī)電一體化太陽(yáng)翼低重力試驗(yàn)臺(tái)。在參考國(guó)內(nèi)外低重力試驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，確定重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼低重力試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)要求，完成試驗(yàn)臺(tái)方案設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)

3、設(shè)計(jì)，并研制電氣測(cè)試系統(tǒng)，以測(cè)量太陽(yáng)翼展開力學(xué)特性，為后續(xù)地面試驗(yàn)提供技術(shù)支持。
　　依據(jù)重復(fù)折展鎖解式太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與傳動(dòng)順序，建立太陽(yáng)翼展開運(yùn)動(dòng)學(xué)理論分析與仿真模型，求得太陽(yáng)翼連接架及各基板位移、速度、加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律;建立太陽(yáng)翼展開狀態(tài)懸臂梁等效模型，利用“動(dòng)-勢(shì)能駐值原理”求得太陽(yáng)翼展開狀態(tài)理論模態(tài)基頻，采用ANSYS/Workbench軟件對(duì)太陽(yáng)翼展開狀態(tài)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行整體有限元分析，求得太陽(yáng)翼各階振型與振頻;針對(duì)太陽(yáng)翼有根

4、樹鏈?zhǔn)酵負(fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于速度變分原理和單向遞推組集建模方法建立太陽(yáng)翼柔性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論模型，并對(duì)太陽(yáng)翼柔性多體系統(tǒng)展開過程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)算例仿真，研究蜂窩夾層復(fù)合式基板柔性結(jié)構(gòu)對(duì)太陽(yáng)翼展開力學(xué)規(guī)律的影響，獲得太陽(yáng)翼基板質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)角度、角速度、角加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為地面試驗(yàn)提供理論依據(jù)。
　　最后，利用太陽(yáng)翼低重力試驗(yàn)臺(tái)對(duì)太陽(yáng)翼原理樣機(jī)進(jìn)行地面展開性能試驗(yàn)，包括常溫常壓功能驗(yàn)證試驗(yàn)、重復(fù)展開定位精度試驗(yàn)和展開力學(xué)特性試驗(yàn)，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、