發(fā)布時間：2021-07-23 17:34

　　針對天線折展機構連接運動副間隙引起天線折展過程運動不確定、精度下降等問題,提出了基于"無質量桿"模型來模擬自由狀態(tài)的含運動副間隙機構建模方法。該方法基于D-H法建立了天線3個閉環(huán)的幾何關系模型,將無質量桿模型引入天線幾何關系中,獲得了展開誤差的計算模型。通過綜合運用蒙特卡洛法實現(xiàn)了自由狀態(tài)折展機構展開誤差計算。計算結果表明:轉動副間隙對折展機構單元肋展開在Z方向上展開精度影響最大,單元肋展開最大誤差為0.353 mm,可為天線折展機構設計提供了參考。 

【文章來源】：上海航天(中英文). 2020,37(05)CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

軸方向上的展開誤差分布Fig.8UnfoldingerrordistributionintheZ-direction

時的最大展開誤差。文獻［11］采用螺旋理論給出了含轉動副間隙的多環(huán)閉鏈機構精度分析的通用方法。文獻［12］通過采用冗余驅動控制使運動副間隙對機構的影響最小化，但其引入了多余的自由度和驅動，控制難度大，且改變了機構的構型。本文通過將轉動副間隙等效成“無質量桿”建立含間隙的折展機構等效模型，根據約束關系不變原則，將多環(huán)閉鏈拆分成多個單閉環(huán)，基于D-H法建立其幾何關系，運用蒙特卡洛法模擬加工誤差和含間隙轉動副的狀態(tài)，對其展開誤差進行分析。1含間隙折展機構構型本文采用如圖1所示的折展機構模塊化單元作為研究對象。該折展機構含6個基本單元肋組成（2個橫向肋、2個縱向肋和2個縱向輔助肋），單個模塊可進行拓撲成所需要拋物柱面構型�；締卧菍崿F(xiàn)整個天線支撐機構折展功能、保障展開精度的基礎，其折展原理如圖2所示。該機構由彈簧力推動滑塊A沿y軸正方向運動，進而帶動各連桿運動使機構逐步展開，直到連桿DE觸碰到機械限位點H，機構停止運動。此時，連桿DE與連桿QD共線，機構展開到位且處于自鎖狀態(tài)，拉索張緊提供張力。圖中，M1點和M2點為天線金屬網的固定位置，展開狀態(tài)下，這兩點的位置精度直接決定著天線的型面精度。折展機構單元肋基本單元包含1個滑動副和9個轉動副，自由度為1。由于運動需求及制造誤差的存在，各運動副均存在間隙，使機構的運動存在一定的不確定性。為提高運動可靠性，滑塊處為直線軸承與軸精密配合，間隙極小，可忽略該處間隙，因此，簡化后的模型僅存在轉動副。2含間隙轉動副等效模型折展機構肋基本單元展開到位后其位姿確定，即各連桿處于受力平衡狀態(tài)，各轉動副符合接觸假

，π/2]（4）根據D-H法的定義有θD"={-θD+β，θD∈[-π，0]-(θ)D+β，θD∈(0，π)（5）式中：θD為連桿DD"相對于連桿Q"D的方位角；θD"為連桿D"H相對于連桿DD"的方位角；rD為鉸接點D處孔和軸的偏心距；lDH為DH的距離。為便于分析計算，根據約束不變原則，將圖4所示的折展機構等效模型拆分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個單閉環(huán)進行分析，如圖6所示。圖3轉動副間隙等效模型Fig.3Equivalentmodeloftherotatingpairclearance圖4自由狀態(tài)下含間隙的折展機構等效模型Fig.4Equivalentmodelofthefoldingmechanismwithclearanceinfreestate圖5轉動副D處的間隙等效模型Fig.5ClearanceequivalentmodelatDoftherotatingpair26

【參考文獻】：
期刊論文
[1]空間索桿鉸接式伸展臂參數(shù)設計與精度測量[J]. 郭宏偉,鄧宗全,劉榮強.  光學精密工程. 2010(05)



本文編號：3299733