套筒式伸展臂的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、套筒式伸展臂是最基本的可展開機(jī)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(yuǎn)鏡的支撐背架以及太空機(jī)械手臂等。本文對(duì)套筒式伸展臂進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)所設(shè)計(jì)樣機(jī)的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　在對(duì)國(guó)內(nèi)外多種一維伸展臂研究的基礎(chǔ)上，對(duì)其整體構(gòu)型、傳動(dòng)方式和鎖緊機(jī)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(jìn)行了套筒式伸展臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，推導(dǎo)了連續(xù)展開條件，使所設(shè)計(jì)伸展臂能夠?qū)崿F(xiàn)可重復(fù)展開和

2、收攏的功能。
　　針對(duì)所設(shè)計(jì)的套筒式伸展臂樣機(jī)，運(yùn)用Solidworks軟件進(jìn)行了樣機(jī)三維模型的建立，模型導(dǎo)入CosmosWorks軟件進(jìn)行了有限元分析，研究了單個(gè)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(shí)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(yùn)用CosmosWorks軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的伸展臂樣機(jī)進(jìn)行了動(dòng)力

3、學(xué)研究，分析了單個(gè)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(shí)的模態(tài)特性，并對(duì)收攏狀態(tài)下的伸展臂在端部處于自由、負(fù)載、約束3種工作狀態(tài)進(jìn)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(dòng)特性，為伸展臂收攏狀態(tài)時(shí)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(jī)，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)試了所設(shè)計(jì)樣機(jī)的伸展與收攏功能，測(cè)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(shí)際應(yīng)用奠