空间大型可展开环形张拉机构动力学特性分析

作     者：赵宏跃 史创 郭宏伟 刘荣强 ZHAO Hongyue;SHI Chuang;GUO Hongwei;LIU Rongqiang

作者机构：哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175010 52005123) 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第12期

页      码：344-354页

摘      要：空间环形张拉机构是实现天线口径大型化的理想结构形式之一。为了研究环形张拉结构的动力学特性,首先介绍空间环形张拉结构的系统组成,然后对张拉结构的环形桁架进行了运动学分析。根据铰链节点的展开速度,对其展开过程进行运动规划。然后基于运动学结果建立环形桁架机构的动力学模型,通过牛顿—欧拉公式综合考虑了斜拉索索力、关节摩擦阻尼及关节锁紧力矩对动力学特性的影响,分析当机构采用无源驱动时,对斜拉索索力的影响规律。以斜拉索索力变化偏差均值及最大索力值最小为优化目标,对采用的弹簧驱动进行了优化设计,其中优化后的弹簧刚度降低了24.5%,拉索张力偏差均值及索拉力峰值分别降低了45.2%和41.6%。最后研制了缩比原理样机,进行动力学试验,通过试验结果验证了动力学分析方法的正确性。

主 题 词：环形张拉机构 运动学 动力学分析 驱动优化 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2024.12.344

馆 藏 号：203127784...