空间太阳能电站大型体状可展桁架机构研究

发布时间：2025-01-15 16:55

　　随着能源条件的日益恶劣,发展空间太阳能的电站技术具有重要的战略意义,然而其主结构的口径达23m,受目前运载火箭运输能力的限制,亟需研制一种可三维体展开的桁架机构作为空间太阳能电站的主结构。本文提出一种可以实现三维方向体展开的大折展比、大口径的桁架机构,对选择构建可展开桁架的基本单元进行了基本特性分析,对其驱动方式及运动学特性进行分析,建立了桁架的等效梁模型,进行了桁架参数优选,最后研制了可展开桁架的原理样机并进行了试验验证与结果分析。首先根据调研结果及桁架设计要求,参照目前已有的折展机构构型设计了可展开桁架机构的基本组成单元并对其基本特性进行了分析,随后通过轴向阵列构建多方案的可展开桁架,通过多参数对比分析进行构型边数优选,根据优选结果确定了桁架构型。空间可展开桁架机构有展开功能,在确定可展开桁架构型及折展原理的基础上,对桁架机构进行运动学特性分析,确保桁架方案合理可行。设计了可展开桁架的驱动点布置位置并分析方案合理性,通过ADAMS仿真验证驱动可行性;建立可展开桁架基本单元D-H坐标系,通过计算得到关键旋转关节点的空间运动轨迹及其他运动学参数,在ADAMS中进行可展开桁架整体模型仿真,...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1“SSPS基准系统”空间太阳能电站1996年，美国提出的“太阳塔”SSPS方案

图1-1“SSPS基准系统”空间太阳能电站出的“太阳塔”SSPS方案[11]，如图的扩展组装方案。为保证发射天线对方案结构简单、可扩展性强，需进行S发电功率低。借鉴美国的太阳塔方案[12]如图1-3所示。采用了可展开薄膜以根据发电量的要求配置发电阵的数收集系统实时对....

图1-2“太阳塔”空间太阳能电站

图1-1“SSPS基准系统”空间太阳能电站1996年，美国提出的“太阳塔”SSPS方案[11]，如图1-2所示，其采用小型模块在轨大规模的扩展组装方案。为保证发射天线对地定向该电站采用力梯度稳定方式。该方案结构简单、可扩展性强，需进行实时大惯量控制，单个“太阳塔”S....

图1-3“太阳帆塔”空间太阳能电站20世界90年代末美国NASA提出集成对称聚光系统，如图1-4所示

图1-1“SSPS基准系统”空间太阳能电站1996年，美国提出的“太阳塔”SSPS方案[11]，如图1-2所示，其采用小型模块在轨大规模的扩展组装方案。为保证发射天线对地定向该电站采用力梯度稳定方式。该方案结构简单、可扩展性强，需进行实时大惯量控制，单个“太阳塔”S....

图1-4集成对称聚光系统

但是由于太阳能收集系统实时对日需进行大惯量控制，因此实现难度较大。图1-2“太阳塔”空间太阳能电站图1-3“太阳帆塔”空间太阳能电站20世界90年代末美国NASA提出集成对称聚光系统，如图1-4所示。该方案首次采用了聚光设计，可以提供高聚光比的太阳能，减小光伏电池阵的面....

本文编号：4027586