空间大型可展开天线展开机构设计与分析

空间环形可展开天线借助于贯穿在杆件中的绳索的收卷完成展开,为了能精确测定已收卷绳长,使绳长作为天线展开程度的有力判据,文中设计了一种带绳索排布管理的动力展开机构。该机构利用原有展开机构的动力源,经过齿轮变速箱传动,由凸轮机构将展开电机的单向转动转化为过绳滑块的往复运动,来引导绳索在卷绳轮上按照一定的规律整齐排布。动力学仿真分析和功能试验,均证明该机构可以在承受一定负载的情况下平稳运行,绳索排布的效果良好。     

空间展开机构设计及其动力学分析

随着航天事业的发展,越来越多的宇航工程中会应用一些大型的在轨机构,以满足不同的任务需求,本文设计了一种可应用于航天器太阳翼的圆形空间展开机构。主要包括同步机构的设计、自锁铰链的设计以及驱动机构的设计,最后基于Adams以及RecurDyn两种多体动力学仿真软件分别对本文所设计的驱动机构和四单元扇形空间展开机构进行了动力学仿真,结果表明本文所设计的空间展开机构可实现多级展开,并具有展开的可靠性和可控性。     

陶瓷球表面质量检测展开机构

针对陶瓷球表面不导电、不导磁的特性及表面缺陷的形状差异明显的特点,参考陶瓷球表面缺陷人工目检的方法,建立了基于图像处理的陶瓷球表面质量检测系统,详细介绍了陶瓷球表面展开机构及展开方式的特点。通过不同的控制方式,该展开机构可以实现平行球带展开和螺旋球带展开,以满足不同的检测需要。     

空间相机主镜展开机构设计方案分析

简述了近年来各种空间相机主镜分块方式与主镜展开机构的概念设计方案,对两个典型设计实例中展开机构的设计进行了分析对比,重点探讨了空间相机可展开系统设计中机械结构设计部分的一些方法与特点,对当前可展开机构设计的研究现状进行了总结,并给出了4m口径可展开光学系统主镜的设计要点与部分技术手段。     

柔性空间展开机构动力学建模研究

介绍了柔性多体系统动力学中的三类建模方法：浮动坐标系描述法、迁移坐标系描述法和惯性坐标系描述法。对各类建模方法从总体上作了比较,结果表明,对具有小变形、低转速特点的空间可展开机构动力学,较适合于采用浮动坐标系描述方法建立模型。然后,分别对浮动坐标系描述方法中所涉厦运动学的描述,动力学方程的建立和模态综合技术等问题进行了讨论。     

空间可展开天线机构研究与展望

空间可展开天线机构是近年来快速发展的研究方向之一,是支撑大型空间天线的关键装备,其发展趋势是高展收比、高精度、高刚度、轻量化。经过近30年的发展,空间可展开天线已获得大量实际应用,随着天线的超大型化需求,经典的结构形式不易满足天线日益增长的性能要求,近年来出现了以百米级尺度为目标的可展开天线机构形式,如协同展开式天线、环柱式天线、薄膜天线等。介绍空间可展开天线机构的典型结构形式、应用案例、最新的技术进展,对可展开天线机构的构型设计、优化设计、动力学分析的研究现状进行了综述,分析可展开天线机构研究当前存在的主要问题与发展趋势,为开展空间可展开天线机构研究提供借鉴与参考。     

一种单自由度展开机构的设计与运动学分析

设计了一种新型的展开机构,该机构具有单自由度、大折展比、能够展开成特定几何形状的特性,可以用于薄壁筒体构件在焊接过程中的内部支撑等场合。采用修正的G-K公式对展开机构的自由度进行了计算与分析,证明所设计机构具有单个自由度,便于添加驱动控制。采用矢量法建立了展开机构的运动学分析模型,通过算例分析,说明所设计机构尺寸参数的合理性。最终,制作了展开机构的实物样机,作为对机构构型与尺寸参数的进一步验证。     

一种正交夹持的钢球螺旋全展开方法与机构

分析了实现钢球表面全部展开的运动条件,根据运动学关系建立了钢球表面螺旋全展开的数学模型,通过坐标变换求解出展开轨迹线的方程;利用MATLAB分析了钢球表面螺旋全展开的过程,探讨了展开运动轨迹线密度的影响因素;最后设计了一种正交夹持的钢球表面螺旋全展开机构,并成功应用于钢球自动化超声探伤设备中。     

太阳电池阵多次展开锁定机构研究

介绍了一种用于某卫星太阳电池阵板间多次展开锁定机构，此机构可以分步展开太阳电池板。详细介绍了展开锁定机构的设计工作原理、仿真分析计算及其特点。研究表明所设计的机构满足任务要求，并为以后的工程应用提供了设计依据。     

一种曲臂机构的优化设计

针对一种高空作业平台曲臂机构进行了优化设计,采用遗传算法对曲臂机构的铰点进行了设计研究,使主臂油缸力降低27.7%,折臂油缸力下降23.56%,油缸力、曲臂作业高度和稳定性均满足设计要求,成功实现了机构的优化设计。     

空间可展开天线结构的研究现状与展望

对国内外可展开天线的研究现状进行了综述,分别对固体反射面可展开天线、充气式可展开天线和金属网面可展开天线的优缺点进行了分析,然后指出了我国在可展开天线结构方面的研究进展.最后,结合航天科技的发展趋势,提出了未来可展开天线的研究方向,旨在为我国可展开天线的研究提供借鉴与参考.     

基于空间干涉遥测的大型可展收支撑结构研究

空间干涉遥测从不同方位对地面同一目标进行多次成像,经干涉处理可获得地面目标的数字高程(DEM).针对干涉遥测成像对基线长度和刚度的需求,进行了大型空间可展收支撑结构的方案研究,并分析了该系统的构成和工作原理.     

Effects of joint on dynamics of space deployable structure

Joints are necessary components in large space deployable truss structures which have significant effects on dynamic behavior of these joint dominated structures.Previous researches usually analyzed effects of one or fewer joint characters on dynamics of jointed structures.Effects of joint stiffness,damping,location,number,clearance and contact stiffness on dynamics of jointed structures are systematically analyzed.Cantilever beam model containing linear joints is developed based on finite element method,influence of joint on natural frequencies and mode shapes of the jointed system are analyzed.Analytical results show that frequencies of jointed system decrease dramatically when peak mode shapes occur at joint locations,and there are cusp shapes present in mode shapes.System frequencies increase with joint damping increasing,there are different joint damping to achieve maximum system damping for different joint stiffness.Joint nonlinear force-displacement is described by describing function method,one-DOF model containing nonlinear joints is established to analyze joints freeplay and hysteresis nonlinearities.Analysis results show that nonlinear effects of freeplay and hysteresis make dynamic responses switch from one resonance frequency to another frequency when amplitude exceed demarcation values.Joint contact stiffness determine degree of system nonlinearity,while exciting force level,clearance and slipping force affect amplitude of dynamic response.Dynamic responses of joint dominated deployable truss structure under different sinusoidal exciting force levels are tested.The test results show obvious nonlinear behaviors contributed by joints,dynamic response shifts to lower frequency and higher amplitude as exciting force increasing.The test results are further compared with analytical results,and joint nonlinearity tested is coincident with hysteresis nonlinearity.Analysis method of joint effects on dynamic characteristics of jointed system is proposed,which can be used in optimal design of joint parameters     

星载双反射面偏置天线可展开双轴指向机构设计

为实现双反射面偏置天线在航天系统中的应用,提出一种基于连杆连接的双反射面偏置天线可展开双轴指向机构设计方案,并研制出原理样机、完成相关试验验证.本文首先针对双反射面偏置天线的特点以及航天系统的特殊要求,分析和对比传统天线指向机构不同构型的特点,完成了双反射面偏置天线指向机构的构型设计;其次通过有限元方法对指向机构进行动...     

可展开固体反射面机构设计及运动学分析

针对传统固体反射面机构主反射面型面精度和收拢率较低的问题,设计了一种可展开固体反射面机构。首先,提出4种固体反射面机构可展单元构型并对其机构自由度进行分析,对比分析构型方案优缺点确定构型方案4作为可展单元基础构型,并对其结构和展开原理进行详细设计。通过D-H坐标变换建立该机构可展单元的运动学模型,根据几何约束条件建立机构位置矢量方程,利用向量封闭投影法解出各回转角间的关系,结合MATLAB软件编程对机构的位置、速度和加速度进行分析。应用ADAMS软件建立机构仿真模型,验证了机构运动学分析的正确性。最后根据机构中回转角的限制条件和结构尺寸关系,分析回转角和结构尺寸对可展开固体反射面机构收拢率的影响,确定2.2m可展开固体反射面机构的回转角和旋转角分别为78°和30°,中心圆盘半径、铰支座一孔纵向尺寸、切换连杆横向尺寸、纵向尺寸分别为245,8,40,18mm,收拢率为0.326,从而为可展开固体反射面机构的设计提供参考。     

空间遥感相机调焦机构设计

空间遥感相机所处的环境条件非常复杂,由于环境条件的改变,相机的焦平面将产生不同程度的偏移,为保证相机的成像质量,需将变化的焦平面加以校正,因此设计一套借助精密滚珠导轨、凸轮导向机构实现调焦的调整机构。本文从保证空间遥感相机成像质量的角度出发,介绍了调焦机构的方案选取原则,阐述了调焦机构的工作原理、组成及调焦机构的运动转化原理,给出了提高调焦机构安全可靠性所采取的措施,并对该调焦机构在调焦范围内的调焦精度进行了初步分析。     

正八面体空间伸展臂的八面体单元结构分析

任何空间形状都可以用空间基本单元体进行拼接,这里采用正八面体来拼接一种空间伸展臂.首先,对桁架形式的正八面体进行派生、转化,构建一种索杆混合的正八面体结构.而后,利用振动特性分析,对索进行去除,并且把多个正八面体进行拼接,构建出空间伸展臂结构.利用力密度法建立此系统的平衡方程,得到各构件的内力.利用二力杆的分析方法,得到整个系统杆构件的力与形变的关系式.通过具体数值的代入,得到了索预紧时此伸展臂轴线的偏角,从而证明了此伸展臂预紧方案是可行的.     

展开式反射镜单元镜支撑技术

基于展开镜结构工作原理,运用有限元方法分析了展开式反射镜单元的裸镜及其支撑方案.目的是确定镜子支撑点数量及排布方式,并具体分析了12-6-1、12-8-1和16-8-1型三种支撑点排布方式,分别计算了各支撑点排布方式下的镜面自重变形.计算结果表明,采用16-8-1型的排布方式较为合理.支撑结构的优化设计是在裸镜支撑点优化位置加入支撑组件综合分析镜坯与支撑组件,以镜面面形误差及结构总体刚度为目标函数,考查、修改支撑组件以保证镜面RMS值在可调节范围(30μm)内.计算带有支撑组件的单元反射镜在自重作用下的变形,得出的镜面RMS值为16.52nm,小于1/4波长(632.8nm),表明将该支撑方案应用于单元镜具有可行性.并提高整个反射镜面的面形质量.     

弹簧储能式空间可伸展机构的设计研究

设计了一种飞器用弹簧储能式空间可伸展机构。根据其所工作的特殊环境和技术参数,确定了具有弹簧驱动、机械式联动、弹性锁止等特征的空间可伸展机构。利用ADAMS软件对其关键部件——扭转弹簧的刚度系数进行了优化设计。对所研制的原理样机进行了试验分析,验证了可伸展机构的性能。     

一种剪式可展结构设计与动力学分析

针对机器人、空间结构等领域的应用,给出了一种三棱柱剪式可展结构的构型设计、传动方案设计及零部件详细设计。建立了考虑节点5个自由度的剪式铰单元有限元模型,对其刚度矩阵和质量矩阵进行了有效缩聚,减少了计算量;把剪式铰单元作为重复的子结构,建立了三棱柱剪式可展结构的有限元模型及其振动方程;在此基础上进行模态分析和仿真,得到前8阶固有频率及相应的振型曲线;并给出了三棱柱剪式可展结构的1阶固有频率随展开角的变化关系,为三棱柱剪式可展结构的优化设计和控制提供了依据。