發(fā)布時間：2020-11-20 16:39

　　 隨著衛(wèi)星通訊、太空探測、對地觀測技術(shù)的迅猛發(fā)展,對空間折展機構(gòu)的應(yīng)用需求變得愈加迫切�？臻g折展機構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,對折疊小空間、展開大尺寸、工作高精度、折展更靈活的機構(gòu)提出了更高的要求。本文依據(jù)仿生原理,通過觀察花朵綻放過程,找到花朵與空間折展機構(gòu)的共性,構(gòu)思了一類仿花瓣形空間折展機構(gòu),并對其進行設(shè)計分析、理論方法及應(yīng)用研究。首先通過花朵開放過程的觀察,發(fā)現(xiàn)空間折展機構(gòu)與花朵具有共同特點,即均有收攏和展開能力。將花瓣形態(tài)特征和開放過程特征抽象提取,以正多邊形為花蕊,以五連桿機構(gòu)式平面折展單元和曲柄滑塊機構(gòu)式空間折展單元為花瓣,構(gòu)思了一類仿花瓣形空間折展機構(gòu);通過修正的G-K公式得到折展單元自由度,并獲得機構(gòu)整體自由度;以八瓣花朵為仿生對象,對其仿生機構(gòu)三維模型進行構(gòu)建。其次,將遺傳學(xué)基因理論引入機構(gòu)學(xué)中,構(gòu)建了一種具有運動副特征、構(gòu)件特征和構(gòu)件間的連接關(guān)系特征的構(gòu)態(tài)變換矩陣,并基于此矩陣構(gòu)建一種能夠表述運動副類型改變、運動副數(shù)目改變、單個運動副的方位特征改變?nèi)�種變胞方式的變胞方程;并運用構(gòu)態(tài)變換矩陣和變胞方程分別對仿花瓣形空間折展機構(gòu)的穩(wěn)定態(tài)和變胞態(tài)進行構(gòu)態(tài)描述和結(jié)構(gòu)分析。接著,通過功能分析原理,對仿花瓣形空間折展機構(gòu)進行功能分析,獲得其分功能解,對分功能解進行方案設(shè)計;將生物基因引入機構(gòu)學(xué)領(lǐng)域中,給出機構(gòu)基因概念和機構(gòu)基因變異與變胞方式關(guān)系圖,并通過基因突變的變胞方式對折展單元(平面折展單元和空間折展單元)進行構(gòu)型綜合,獲得多種構(gòu)型;為實現(xiàn)機構(gòu)整體的折展功能和滿足機構(gòu)鎖解要求,設(shè)計了多種移動副、多自由度鉸鏈和鎖解鉸鏈方案;經(jīng)過對各折展單元構(gòu)型和各運動副的篩選,最終得到5種平面折展單元,1種空間折展單元,2種移動副設(shè)計方案,2種多自由度鉸鏈設(shè)計方案,3種鎖解鉸鏈設(shè)計方案,以及36種仿花瓣形空間折展機構(gòu)構(gòu)型。再次,建立仿花瓣形空間折展機構(gòu)的坐標(biāo)系,利用閉環(huán)矢量法結(jié)合桿件約束方程建立平面折展單元、空間折展單元和仿花瓣形空間折展機構(gòu)的運動學(xué)解析模型,分別求解機構(gòu)的位置、速度、加速度和奇異位置;并通過數(shù)值仿真和虛擬仿真獲得機構(gòu)仿真曲線,驗證運動學(xué)解析模型的準(zhǔn)確性,為仿花瓣形空間折展機構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計提供一定參考。最后,設(shè)計出仿花瓣形空間折展機構(gòu)的驅(qū)動裝置和輔助機構(gòu),以仿花瓣形空間折展機構(gòu)為基礎(chǔ)骨架,并借助前文對空間折展機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運動性能分析,將其應(yīng)用于構(gòu)架式空間折展天線、太陽能電池陣和車載雷達(dá)等工程領(lǐng)域,設(shè)計分析對應(yīng)虛擬樣機的模型,展示了仿花瓣形空間折展機構(gòu)的實用性和適用性。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

合；另外為實現(xiàn)機構(gòu)的空間折展功能和鎖解需求，分別設(shè)計了多種移鏈和鎖解鉸鏈方案；經(jīng)過對各折展單元構(gòu)型和各鉸鏈的篩選，最終得機構(gòu)構(gòu)型。??章：仿花瓣形空間折展機構(gòu)的運動學(xué)分析。建立仿花瓣形空間折展機閉環(huán)矢量法和桿件約束方程分別建立平面折展單元、空間折展單元和機構(gòu)運動學(xué)數(shù)學(xué)模型；并進行數(shù)值仿真和虛擬仿真，驗證其運動學(xué)數(shù)為仿花瓣形空間折展機構(gòu)的控制運行研宄提供參考。??章：仿花瓣形空間折展機構(gòu)的應(yīng)用研究。通過對空間折展機構(gòu)的驅(qū)動宄，將空間折展機構(gòu)應(yīng)用于構(gòu)架式空間折展天線、太陽能電池陣和車，構(gòu)建虛擬模型，進行工作原理分析，體現(xiàn)了仿花瓣形空間折展機構(gòu)和適用性。??章：總結(jié)了本文對仿花瓣形空間折展機構(gòu)所做的研宄工作，并提出仿構(gòu)進一步研究展望。??￣第一章￣??

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文?仿花瓣形空間折展機構(gòu)的設(shè)計與分析??２．２．丨平面折展單元的設(shè)計??為便于設(shè)計，現(xiàn)將表２－１中橢圓形平面折展單元視為三角形進行研究，并將平面折??展單元設(shè)計成五連桿機構(gòu)，且為避免空間折展機構(gòu)在平面折展過程中出現(xiàn)桿件相互千涉??的現(xiàn)象，將平面折展單元形狀設(shè)計成直角三角形或等腰三角形。根據(jù)折疊點和折疊方式??的不同，將平面折展單元分為四類，如圖２－１所示。??

圖２－３平面折展單元ＩＩ??Ｆｉｇ．２－３?Ｐｌａｎａｒ?ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ?ｕｎｉｔ?ＩＩ??如圖２－３所示，平面折展單元ＩＩ為五連桿機構(gòu)，且三角形ＣＤＰ為直角三角形，直??１２??
【參考文獻】

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1 趙飛龍;陳務(wù)軍;何艷麗;;地面?zhèn)銧羁烧固炀�設(shè)計與結(jié)構(gòu)分析[J];空間結(jié)構(gòu);2015年04期

2 李博;王三民;袁茹;智常建;;基于剪式線性陣列可展結(jié)構(gòu)對稱性的動力學(xué)分析方法研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2015年04期

3 王國彪;陳殿生;陳科位;張自強;;仿生機器人研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機械工程學(xué)報;2015年13期

4 李波;陳曉峰;;空間桿狀構(gòu)架式展開機構(gòu)拓?fù)湫途C合與分析[J];上海航天;2015年01期

5 李菡;王朋朋;王波;;空間大型可展開天線展開機構(gòu)設(shè)計與分析[J];機械科學(xué)與技術(shù);2014年08期

6 張利萍;戴建生;楊廷力;龐桂兵;楊林;;幾何約束驅(qū)動的可重構(gòu)位移子群建模理論[J];機械工程學(xué)報;2014年07期

7 蔡敢為;潘宇晨;王紅州;戴建生;;基于功能分析的新型裝載機構(gòu)型綜合研究[J];機械工程學(xué)報;2014年11期

8 陳建軍;曹鴻鈞;張建國;趙寬;;論大型星載展開天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性[J];工程力學(xué);2014年02期

9 孫宏圖;袁茹;王三民;;正方形可展機構(gòu)的運動學(xué)與動力學(xué)特性研究[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年04期

10 張忠海;李端玲;;變胞機構(gòu)結(jié)構(gòu)變換的位移子群描述方法[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報;2013年03期

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1 鄧漢卿;空間可展開索網(wǎng)天線的機構(gòu)構(gòu)型綜合與形面設(shè)計方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

2 王巖;可展開四棱錐單元構(gòu)型綜合與模塊化陣面天線機構(gòu)設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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1 董航佳;廣義可展開機構(gòu)構(gòu)型綜合[D];西安電子科技大學(xué);2015年

2 劉海洋;用于變形機器人的可展結(jié)構(gòu)設(shè)計[D];天津大學(xué);2014年

3 孫澍鋒;仿生充氣可展開結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究[D];沈陽理工大學(xué);2014年

4 王丹丹;可展開平面天線支撐機構(gòu)展開運動學(xué)及動力學(xué)分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

5 王巖;可展開平面天線支撐機構(gòu)構(gòu)型綜合與設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

6 孫光旭;可展橋節(jié)方案設(shè)計及動力學(xué)分析[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

7 鄧強;錐形可展桁架的設(shè)計與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

8 張忠海;變胞機構(gòu)的結(jié)構(gòu)學(xué)研究與應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2009年

本文編號：2891700