四面體可展開天線支撐機構(gòu)構(gòu)型綜合與設(shè)計.pdf

1、基于空間可展機構(gòu)設(shè)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(guān)鍵裝備之一。本文以基于四面體可展單元設(shè)計的可展開天線支撐機構(gòu)作為研究對象，進行了四面體單元機構(gòu)的構(gòu)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(gòu)的曲面擬合、結(jié)構(gòu)設(shè)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(gòu)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(chǔ)，采用基于螺旋理論的約束綜合法，結(jié)合約束與運動之間的對偶關(guān)系，構(gòu)建了一系列四面體形式的可展單元，并經(jīng)過構(gòu)型優(yōu)選得到了結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)無法完全收攏的問題，對得到的四面體單元機構(gòu)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(gòu)；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?qū)崿F(xiàn)完全收攏的大尺度可展開曲面天線支撐機構(gòu)。
　　采用桿件統(tǒng)一性和單元一致性兩個評價指標(biāo)，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(shè)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(zhuǎn)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。