剪叉式过约束双环桁架可展天线机构的构型设计与自由度分析

摘要：

基于过约束剪叉机构单元,构造了一种剪叉式过约束双环桁架可展天线机构作为星载天线支撑机构.首先,分析了剪叉式过约束双层环形桁架机构的构型机理及过约束特征,并对整体桁架机构进行了单元划分;考虑节点连接件的尺寸,推导出了此剪叉式过约束双环桁架机构的组环几何条件.然后,将双层环形桁架机构进行单元分解,基于图论和螺旋理论绘制了分解后机构单元的旋量约束拓扑图,进而分析了闭环可展开机构单元和整体双层环形桁架机构的自由度,结果表明,双层环形桁架机构的自由度和闭环可展开机构单元的自由度数相同,均只有1个自由度.最后建立了双层环形桁架可展开天线机构的仿真模型,模拟了整个机构的展开过程,验证了整体的可展性.该剪叉式过约束双环桁架可展天线机构所含运动副均为转动副,且整个机构仅具有单个自由度,运动形式简单.

关键词：过约束机构、剪叉机构、双层环形桁架、可展开天线、螺旋理论

所属期刊栏目：41

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金51675458;河北省自然科学基金E2017203335;河北省高等学校青年拔尖人才计划BJ2017060

在线出版日期：2019-06-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：362-371,383