套筒式伸展臂的設(shè)計與分析.pdf

1、套筒式伸展臂是最基本的可展開機構(gòu)，作為一種有效的支撐結(jié)構(gòu)，可以作為大型可展開天線、太陽帆和望遠鏡的支撐背架以及太空機械手臂等。本文對套筒式伸展臂進行了設(shè)計，對所設(shè)計樣機的靜力學(xué)和動力學(xué)特性進行了分析，并對樣機進行了實驗研究。
　　在對國內(nèi)外多種一維伸展臂研究的基礎(chǔ)上，對其整體構(gòu)型、傳動方式和鎖緊機構(gòu)提出多種方案，通過比較選擇了最優(yōu)方案，根據(jù)最優(yōu)方案進行了套筒式伸展臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計，推導(dǎo)了連續(xù)展開條件，使所設(shè)計伸展臂能夠?qū)崿F(xiàn)可重復(fù)展開和

2、收攏的功能。
　　針對所設(shè)計的套筒式伸展臂樣機，運用Solidworks軟件進行了樣機三維模型的建立，模型導(dǎo)入CosmosWorks軟件進行了有限元分析，研究了單個套筒的應(yīng)力分布、剛度特性，以及導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸與剛度之間的關(guān)系，并分析了伸展臂在展開狀態(tài)下采用5種不同墊片材料時的徑向剛度特性，根據(jù)結(jié)果選擇了合適的墊片材料，使伸展臂在完全展開狀態(tài)具有較好的靜力學(xué)特性。
　　運用CosmosWorks軟件對所設(shè)計的伸展臂樣機進行了動力

3、學(xué)研究，分析了單個套筒的模態(tài)以及導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)尺寸變化與模態(tài)之間的關(guān)系，分析了伸展臂在展開狀態(tài)下采用5種不同墊片材料時的模態(tài)特性，并對收攏狀態(tài)下的伸展臂在端部處于自由、負載、約束3種工作狀態(tài)進行了模態(tài)分析，根據(jù)結(jié)果得到了不同工作狀態(tài)下的振動特性，為伸展臂收攏狀態(tài)時的安裝和預(yù)緊提供理論依據(jù)。
　　研制了套筒式伸展臂樣機，對樣機進行了實驗研究，測試了所設(shè)計樣機的伸展與收攏功能，測試了部分性能指標(biāo)參數(shù)。這些為今后套筒式伸展臂的發(fā)展和實際應(yīng)用奠