五面体可展桁架单元展开特性分析

• 作者: 姚旗 彭笑雨 杨东升 林成新 田昀
• 来源期刊: 中国空间科学技术
• 学科: 工学
• 关键词: 五面体可展桁架单元 自由度 运动学 螺旋理论 动力学
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 研究探讨
• 页码范围: 72-81
• 页数: 10页
• 分类号: V19|TH122
• 语种: 中文
• DOI: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0060

摘要

为满足大型空间桁架结构太空在轨装配的需要,根据五面体可展桁架单元可以组合成多种类桁架结构的特点,设计了一种五面体可展桁架单元,发射到太空后用于桁架结构的组装.为分析五面体可展桁架单元的运动特性,利用螺旋理论对该五面体可展桁架单元进行了自由度分析;采用了D-H坐标变换方法对该五面体可展桁架单元进行了运动学分析,并推导了展开过程的运动学方程;采用拉格朗日法对五面体可展桁架单元进行了动力学分析,给出了展开过程的动力学方程.分析结果表明,该五面体可展桁架单元展开过程中自由度为1;推导的运动学公式曲线结果与Adams仿真软件的仿真结果高度吻合,能很好地描述该结构的展开运动过程;增大扭簧的刚度对展开的运动参数变化趋势没有明显影响;节点的加速度不仅与扭簧的驱动力有关,还和节点位置和速度有关.在展开后期,节点位置和节点速度对节点加速度的影响比较明显.