基于两层两环连杆的伞状可展机构的构型综合及其运动学分析
发布时间：2023-04-11 00:32
可展机构是大型折展天线、通信卫星平台、空间伸展臂、太空太阳能帆板等许多重大高端装备的核心构架。随着我国太空活动的迅猛发展,对大尺度、高精度、高刚度、高稳定性、轻量化的可展机构的需求越来越迫切。伞状是可展机构最经典外形之一,在航天装备中有着广泛的应用。因此,伞状可展机构的构型创新对促进我国空间可展装备的发展具有重要意义。但传统的伞状可展机构主要是刚度较低的肋式支撑连杆机构。而到目前为止,可用来构建高刚度伞状可展机构的空间闭环连杆单元还相对较少。基于此,本文提出一族基于含耦合支链两层两环连杆的新型伞状空间可展机构,并在可展单元的构型综合、单元间的可动连接方式以及机构的运动学分析等方面进行了深入的研究,具体内容如下:首先,根据单自由度要求将含耦合支链的两层两环连杆分为五类,并在分析现有的伞状可展机构特点的基础上,明确了两层两环连杆在作为可展单元时需满足的结构特征;之后对这五类两层两环连杆可展单元分别进行了构型综合,在此过程中,根据每类可展单元中耦合支链的位置,又将其分为不同的结构形式,并基于此总结出一种简洁高效的模块化组合的构型综合方法,最终综合出多种两层两环可展单元。其次,研究了单元间的可...
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
作者简历
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景和意义
1.2 可展机构的发展与研究现状
1.2.1 国外可展机构的发展与研究现状
1.2.2 国内可展机构的发展与研究现状
1.2.3 伞状可展机构的研究现状与分析
1.3 课题主要研究内容
第二章 两层两环连杆可展单元的构型综合
2.1 引言
2.2 两层两环连杆作为可展单元时的结构特征
2.2.1 两层两环连杆作为可展单元时的分类
2.2.2 两层两环可展单元的结构特征
2.3 含5R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.3.1 含5R耦合支链的两层两环可展单元的结构形式
2.3.2 “{2R}⊕[5R]⊕(6R)”形式可展单元的构型综合
2.3.3 “{4R}⊕[5R]⊕(4R)”形式可展单元的构型综合
2.3.4 “{6R}⊕[5R]⊕(2R)”形式可展单元的构型综合
2.4 含4R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.4.1 “{4R}⊕[4R]⊕(5R)”形式可展单元的构型综合
2.4.2 “{6R}⊕[4R]⊕(3R)”形式可展单元的构型综合
2.5 含3R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.5.1 “{4R}⊕[3R]⊕(6R)”形式可展单元的构型综合
2.5.2 “{6R}⊕[3R]⊕(4R)”形式可展单元的构型综合
2.6 含2R/1R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.6.1 含2R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.6.2 含1R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.7 单元构型复杂性的对比分析
2.8 本章小结
第三章 可展单元间可动连接方式及新型伞状可展机构
3.1 引言
3.2 单元间可动连接方式
3.2.1 链连接方式
3.2.2 固定连接方式
3.2.3 转动连接方式
3.3 新型伞状可展机构
3.3.1 由含2R下模块的可展单元构成的伞状可展机构
3.3.2 由含4R下模块的可展单元构成的伞状可展机构
3.3.3 由含6R下模块的可展单元构成的伞状可展机构
3.3.4 实物样机
3.4 单元间可动连接方式装配难度的对比分析
3.5 本章小结
第四章 可展机构的运动学位置分析
4.1 引言
4.2 运动学位置正解分析
4.2.1 思路分析
4.2.2 建立连杆坐标系
4.2.3 连杆变化和运动学方程
4.2.4 位置正解算例
4.3 运动学位置反解分析
4.3.1 耦合支链中转动副为奇数的可展单元的位置反解分析
4.3.2 耦合支链中转动副为偶数的可展单元的位置反解分析
4.3.3 位置反解算例
4.4 本章小结
第五章 可展机构的运动学速度分析
5.1 引言
5.2 矢量积法构造雅可比矩阵
5.3 耦合支链中转动副为奇数的可展单元的速度反解分析
5.4 耦合支链中转动副为偶数的可展单元的速度反解分析
5.5 速度反解算例
5.6 单元运动学难度的对比分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
本文编号：3789002
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【学位级别】：硕士
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作者简历
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题研究的背景和意义
1.2 可展机构的发展与研究现状
1.2.1 国外可展机构的发展与研究现状
1.2.2 国内可展机构的发展与研究现状
1.2.3 伞状可展机构的研究现状与分析
1.3 课题主要研究内容
第二章 两层两环连杆可展单元的构型综合
2.1 引言
2.2 两层两环连杆作为可展单元时的结构特征
2.2.1 两层两环连杆作为可展单元时的分类
2.2.2 两层两环可展单元的结构特征
2.3 含5R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.3.1 含5R耦合支链的两层两环可展单元的结构形式
2.3.2 “{2R}⊕[5R]⊕(6R)”形式可展单元的构型综合
2.3.3 “{4R}⊕[5R]⊕(4R)”形式可展单元的构型综合
2.3.4 “{6R}⊕[5R]⊕(2R)”形式可展单元的构型综合
2.4 含4R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.4.1 “{4R}⊕[4R]⊕(5R)”形式可展单元的构型综合
2.4.2 “{6R}⊕[4R]⊕(3R)”形式可展单元的构型综合
2.5 含3R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.5.1 “{4R}⊕[3R]⊕(6R)”形式可展单元的构型综合
2.5.2 “{6R}⊕[3R]⊕(4R)”形式可展单元的构型综合
2.6 含2R/1R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.6.1 含2R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.6.2 含1R耦合支链的两层两环可展单元的构型综合
2.7 单元构型复杂性的对比分析
2.8 本章小结
第三章 可展单元间可动连接方式及新型伞状可展机构
3.1 引言
3.2 单元间可动连接方式
3.2.1 链连接方式
3.2.2 固定连接方式
3.2.3 转动连接方式
3.3 新型伞状可展机构
3.3.1 由含2R下模块的可展单元构成的伞状可展机构
3.3.2 由含4R下模块的可展单元构成的伞状可展机构
3.3.3 由含6R下模块的可展单元构成的伞状可展机构
3.3.4 实物样机
3.4 单元间可动连接方式装配难度的对比分析
3.5 本章小结
第四章 可展机构的运动学位置分析
4.1 引言
4.2 运动学位置正解分析
4.2.1 思路分析
4.2.2 建立连杆坐标系
4.2.3 连杆变化和运动学方程
4.2.4 位置正解算例
4.3 运动学位置反解分析
4.3.1 耦合支链中转动副为奇数的可展单元的位置反解分析
4.3.2 耦合支链中转动副为偶数的可展单元的位置反解分析
4.3.3 位置反解算例
4.4 本章小结
第五章 可展机构的运动学速度分析
5.1 引言
5.2 矢量积法构造雅可比矩阵
5.3 耦合支链中转动副为奇数的可展单元的速度反解分析
5.4 耦合支链中转动副为偶数的可展单元的速度反解分析
5.5 速度反解算例
5.6 单元运动学难度的对比分析
5.7 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
本文编号：3789002
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