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文檔簡介

仿昆蟲中翅的可展柔順機構設計及其運動學和力學分析空間可展太陽帆板是航天器主要的供電設備,它在發(fā)射階段折疊,方便收攏在運載工具內,待航天器入軌后展開到工作狀態(tài),獲得較大的采光面積。本文基于革翅目昆蟲蠼螋的中翅結構及其折展原理,設計提出一種新型的、單自由度空間可展太陽帆板機構。主要完成了以下工作:1.對蠼螋中翅展開過程進行了分析,通過折紙-機構的轉化關系獲得了一類空間四桿機構,對該機構的自由度進行計算,并對機構的輸入輸出關系進行求解,在此基礎上推導出機構完全收攏的條件、主動桿的類型、主動桿的轉動范圍以及機構的奇異點位置和數(shù)目;2.基于革翅目昆蟲蠼螋中翅的折展機理,提出了新的可展機構設計方案,創(chuàng)新性地提出了臺階板的設計方法,解決了從折紙到機構的轉化過程中由板厚帶來的運動位置干涉問題;3.利用ABAQUS對帶狀彈簧進行有限元分析,解釋了帶狀彈簧的驅動和鎖緊功能,針對帶狀彈簧柔順鉸鏈的設計要求,設計了適用于可展太陽帆板機構的新型柔順鉸鏈,鉸鏈選取帶狀彈簧作為鉸鏈的柔性單元,選取形狀記憶合金作為阻尼單元,采用兩組組合帶簧和一片鈦鎳合金片并聯(lián)的方式組合成新型的柔順鉸鏈。4.制作了新型可展太陽帆板機構樣機,對機構的展開性能進行測試,包括柔順鉸鏈的驅動性能測試、鎖緊性能測試及展開過程觀測

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