扇形空间展开机构设计及运动学/动力学分析

发布时间：2021-11-01 19:52

　　随着我国航天事业的不断发展,越来越多的宇航工程中会应用太阳翼空间展开机构。传统的太阳翼受到功率的限制已不能满足多任务的需求,为了实现更大功质比和折展比的要求,本文设计了一种可应用于航天器太阳翼的扇形空间展开机构。主要工作包括:1.基于折扇折展思路,确定了所设计空间展开机构的环绕式展开策略,完成整个机构的设计工作,其中主要包括同步机构的设计、中心铰链的设计、自锁铰链的设计以及驱动机构的设计;2.利用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运动学以及多体动力学仿真,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,并将双翼模型在卫星载体下进行了整星动力学仿真,结果证明太阳翼展开会对航天器主体位置姿态有一定影响;3.使用有限元软件Ansys Workbench对收拢状态下承受发射载荷的两种自锁铰链、太阳翼空间展开机构进行了静力学分析,展开状态下承受空间载荷的两种自锁铰链、太阳翼空间展开机构进行了静力学分析,并对在固定约束状态下的自锁铰链以及太阳翼空间展开机构进行了模态分析,得到了相关参数并证明了设计的合... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

太阳帆（2）可展开天线

图 1.1 太阳帆展开天线天线是 20 世纪 60 年代随航天工程的发展需求酝酿而出的一种新型空间星载荷的重要组成部分。线的结构形式共经历了三个发展阶段，分别为整体构型式天线、单次展展开构型式天线[4,5]。在前两个阶段中，天线的反射器由金属或者复合材的基体。并且在表面上涂层镀膜，由于这种反射器不能折叠，因此其口包络空间直径的 90%，如图 1.2（a）所示；第三阶段的星载天线为非固天线，由桁架支撑结构以及金属网面构成，如图 1.2（b）所示。

扇形空间展开机构设计及运动学/动力学分析90 年 4 月发射进入太空，如图 1.3（a）所示；近些年来，随着微小卫星在航天领域的，以微小卫星作为载体的空间望远镜也在不断地发展创新，图 1.3（b）所示的是中科机所研制的一种基于带状弹簧的新型空间望远镜自展开机构，并进行了实验验证[6]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]大型空间可展薄膜结构动力学仿真分析[J]. 张华,刘汉武,李东颖,彭福军.  空间科学学报. 2018(01)
[2]基于带状弹簧的空间望远镜自展开机构设计[J]. 左玉弟,金光,谢晓光,李宗轩,解鹏.  红外与激光工程. 2017(05)
[3]圆形太阳翼发展现状及趋势[J]. 周志清,吴跃民,王举,刘颖,闫泽红,黄传平.  航天器工程. 2015(06)
[4]空间机械臂技术发展综述[J]. 刘宏,蒋再男,刘业超.  载人航天. 2015(05)
[5]空间伸展臂的技术现状与难点[J]. 周思达,周小陈.  中国空间科学技术. 2014(06)
[6]空间太阳能电池阵列技术综述[J]. 谢宗武,宫钇成,史士财,金明河,王达.  宇航学报. 2014(05)
[7]运载火箭振动环境试验条件解析[J]. 潘忠文,廉永正,曾耀祥,王旭,杨楠.  导弹与航天运载技术. 2013(06)
[8]太阳能薄膜电池的研究现状及发展前景[J]. 彭敦云,宋连科,朱久凯,杨海磊,郭文静,栗开婷.  激光杂志. 2013(04)
[9]柔性多体系统动力学绝对节点坐标方法研究进展[J]. 田强,张云清,陈立平,覃刚.  力学进展. 2010(02)
[10]太阳帆技术综述[J]. 王伟志.  航天返回与遥感. 2007(02)

博士论文
[1]基于绝对节点坐标方法的柔性多体系统动力学研究与应用[D]. 田强.华中科技大学 2009

硕士论文
[1]基于绝对节点坐标法的薄膜结构的力学特性分析[D]. 张莹莹.哈尔滨工业大学 2016
[2]基于绝对节点坐标方法的大型空间可展开机构展开过程动力学研究[D]. 侯延保.西安电子科技大学 2014
[3]在轨更换模块组件设计及动力学分析[D]. 马聪.哈尔滨工业大学 2014
[4]航天器分步展开式太阳翼设计与研究[D]. 张雷.上海交通大学 2012
[5]空间伸展臂的结构设计与分析[D]. 林上民.西安电子科技大学 2012
[6]可展结构理论分析与研究[D]. 熊天齐.同济大学 2006
[7]环形可展开大型卫星天线结构设计与研究[D]. 肖勇.西北工业大学 2001



本文编号：3470700