針對(duì)現(xiàn)有基于四面體單元的構(gòu)架式天線機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、收攏率低、運(yùn)動(dòng)副數(shù)量多等問(wèn)題,基于3RR-3RRR四面體組合單元和基于3RR-3URU四面體對(duì)稱組合單元分別提出了兩種新型模塊化可展結(jié)構(gòu)。以3個(gè)組合單元組成的模塊化結(jié)構(gòu)為分析對(duì)象,首先,詳細(xì)介紹了模塊化結(jié)構(gòu)的組成及虎克鉸軸線布置,并利用組合單元本身的自由度數(shù)目及性質(zhì),采用拆桿-等效-復(fù)原的思想,應(yīng)用螺旋理論和G-K公式分別對(duì)提出的兩種模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行了自由度分析,得到了自由度數(shù)目及性質(zhì)。其次,應(yīng)用Adams動(dòng)力學(xué)仿真軟件對(duì)兩種模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了自由度分析的正確性。以完全展開(kāi)和完全收攏時(shí)機(jī)構(gòu)所占的空間體積比值表征該機(jī)構(gòu)的收攏率,計(jì)算現(xiàn)有基于四面體單元的非模塊化機(jī)構(gòu)與提出的模塊化機(jī)構(gòu)的收攏率。最后,對(duì)比分析非模塊化機(jī)構(gòu)與模塊化機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目、運(yùn)動(dòng)副數(shù)目及收攏率。分析結(jié)果表明,基于3RR-3URU四面體對(duì)稱組合單元的模塊化結(jié)構(gòu)既能實(shí)現(xiàn)較大收攏率,自由度及運(yùn)動(dòng)副數(shù)目也相對(duì)減少,且組成大型天線時(shí)桿件類型較少。研究結(jié)果為該類模塊化構(gòu)架式可展天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析提供一定理論依據(jù)。 

【文章來(lái)源】：航空學(xué)報(bào). 2020,41(03)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

基于3RR-3RRR四面體的組合單元機(jī)構(gòu)

基于3RR-3RRR四面體組合單元的模塊化機(jī)構(gòu)

基于3RR-3URUR四面體可展單元的組合單元如圖3所示，該機(jī)構(gòu)由3個(gè)3RR-3URU四面體單元1、2和3組成。根據(jù)文獻(xiàn)[19]，基于3RR-3URU四面體單元的對(duì)稱組合單元具有7個(gè)自由度，反射面花盤(pán)除具有向機(jī)架花盤(pán)A的移動(dòng)收攏自由度，還具有調(diào)姿自由度。由于該機(jī)構(gòu)只有滿足對(duì)稱條件下才能實(shí)現(xiàn)收攏和調(diào)姿，實(shí)現(xiàn)完全收攏，因此，只能組成大型球面天線機(jī)構(gòu)，當(dāng)組成拋物面天線機(jī)構(gòu)時(shí)存在一定局限性�；�3RR-3URUR四面體單元的對(duì)稱組合單元構(gòu)成的模塊化機(jī)構(gòu)如圖4所示，該模塊化結(jié)構(gòu)由3個(gè)圖4所示的組合單元亦是分別通3個(gè)虎克鉸連接周邊花盤(pán)形成閉環(huán)三角形構(gòu)成，不同的是虎克鉸軸線方向。如圖所示，其中，虎克鉸U1的一條軸線U11垂直于三角形平面，另一條軸線U12平行于花盤(pán)B、C之間連桿軸線方向；虎克鉸U2的一條軸線U21垂直于三角形平面，另一條軸線U22平行于花盤(pán)D、E之間連桿軸線方向；虎克鉸U3的一條軸線U31垂直于三角形平面，另一條軸線U32平行于花盤(pán)F、A之間連桿軸線方向。為了增加機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，添加三條邊界URU約束支鏈?zhǔn)狗瓷涿嫘纬砷]環(huán)，該約束支鏈中運(yùn)動(dòng)副軸線布置與圖2中3條約束支鏈運(yùn)動(dòng)副軸線布置一致。3個(gè)組合單元模塊形成閉環(huán)機(jī)構(gòu)后，組合單元機(jī)構(gòu)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)特性不變。圖4 基于3RR-3URU四面體對(duì)稱組合單元的模塊化機(jī)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]模塊化空間可展開(kāi)天線支撐桁架設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 田大可.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3480603