桁架結(jié)構(gòu)伸展臂的設(shè)計與分析.pdf

1、空間伸展臂作為最基本的空間可展結(jié)構(gòu)，是一類可折疊和展開的機(jī)構(gòu)，折疊后，其結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間，便于儲存和運輸；展開時，可以得到工作時所需要的大尺度的空間形狀。由于空間伸展臂的展開狀態(tài)為工作狀態(tài)，并要求其具有一定的保形和承載能力，故而許多空間伸展臂都由桁架結(jié)構(gòu)形式來構(gòu)建。所以本文就是以八面體單元桁架結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)去研究構(gòu)建空間伸展臂的方法。
　　首先對可展桁架伸展臂單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，從八面體桁架單元入手，初步設(shè)計一種桁架單元，通過“張

2、”、“拉”的思想降低單元的質(zhì)量，并利用力密度法對所選桁架單元結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析和評價，為總體伸展臂的設(shè)計打下基礎(chǔ)。
　　其次對可展桁架伸展臂進(jìn)行結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)化設(shè)計，通過對拼接的八面體桁架伸展臂的可展機(jī)理進(jìn)行分析，了解各個桿件間的相對運動及節(jié)點的變化情況，以確定結(jié)構(gòu)中的運動副，將結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)化，進(jìn)而求得機(jī)構(gòu)的自由度。利用ADAMS動力學(xué)分析軟件對含有兩個八面體桁架伸展臂進(jìn)行建模及對去索后的八面體桁架可展機(jī)構(gòu)進(jìn)行運動過程仿真。
　　接

3、著對八面體桁架伸展臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)浞治?，利用拓?fù)湓恚酝負(fù)洳蛔兞繛橥負(fù)浠A(chǔ)，拓?fù)涑鲂碌臋C(jī)構(gòu)，把新的機(jī)構(gòu)與拓?fù)淝暗臋C(jī)構(gòu)進(jìn)行對比分析，得到最優(yōu)的八面體桁架機(jī)構(gòu)。進(jìn)而確定桁架伸展臂中索的布置，以索為研究對象，通過索兩端點坐標(biāo)在不同展開階段的變化，來研究其長度變化規(guī)律、分析其類型，使各個相互獨立的索段建立聯(lián)系。利用長度的變化規(guī)律，連接相同類型和不同類型的索段，使伸展臂中多個無關(guān)的索段用盡量少的索替代，從而降低索在伸展臂的變化過程中控制的復(fù)雜性。