一种双向平板折展单元机构及其运动过程分析

陈博; 郭路瑶; 梁宝柱; 姜泽; 李明; 许允斗; 赵永生

doi:10.7527/S1000-6893.2022.26720

航空学报 >

2023 , Vol. 44 >Issue 2: 426720 - 426720

DOI: https://doi.org/10.7527/S1000-6893.2022.26720

材料工程与机械制造

一种双向平板折展单元机构及其运动过程分析

陈博 ,
郭路瑶 ,
梁宝柱 ,
姜泽 ,
李明 ,
许允斗 ,
赵永生

展开

^1.燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室，秦皇岛　066004
^2.燕山大学先进锻压成型技术与科学教育部重点实验室，秦皇岛　066004
^3.中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室，上海　201109
^4.上海宇航系统工程研究所，上海　201109

E-mail：ydxu@ysu.edu.cn

收稿日期: 2021-11-29

修回日期: 2022-01-05

录用日期: 2022-02-24

网络出版日期: 2022-03-22

基金资助

国家自然科学基金(52075467)

收起

A two-way flat plate folding unit mechanism and motion process analysis

Bo CHEN ,
Luyao GUO ,
Baozhu LIANG ,
Ze JIANG ,
Ming LI ,
Yundou XU ,
Yongsheng ZHAO

Expand

^1.Laboratory of Parallel Robot and Mechatronic System of Hebei Province，Yanshan University，Qinhuangdao 　066004，China
^2.Key Laboratory of Advanced Forging & Stamping Technology and Science，Ministry of Education，Yanshan University，Qinhuangdao 　066004，China
^3.Space Structure and Mechanism Technology Laboratory，China Aerospace Science and Technology Group Co. Ltd，Shanghai 　201109，China
^4.Aerospace System Engineering Shanghai，Shanghai 　201109，China

E-mail： ydxu@ysu.edu.cn

Received date: 2021-11-29

Revised date: 2022-01-05

Accepted date: 2022-02-24

Online published: 2022-03-22

Supported by

National Natural Science Foundation of China(52075467)

Fold

摘要

为满足更大物理口径的平面可展开天线，提出了一种新的可拓展的双向平板折展单元机构，并对其拓展方式、自由度和运动学特性进行了分析。首先，结合四棱锥和三棱锥机构，设计了一种新的双向平板折展单元机构构型，并简述其基本组成和拓展规律。其次，根据展开运动特性，将机构简化为平面机构，并计算了自由度，确定了驱动数目和位置。最后，采用闭环矢量法建立其运动学模型，分析了展开轨迹、奇异位置及杆件角度、角速度和角加速度等运动特性。将运动学模型的解析解与仿真结果进行对比，验证了运动学模型的正确性。

关键词： 平面天线; 可展开机构; 自由度分析; 运动学分析; 奇异分析

本文引用格式

陈博 , 郭路瑶 , 梁宝柱 , 姜泽 , 李明 , 许允斗 , 赵永生 . 一种双向平板折展单元机构及其运动过程分析[J]. 航空学报, 2023 , 44(2) : 426720 -426720 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2022.26720

Abstract

To meet the planar deployable antenna with larger physical aperture， a new expandable two-way flat plate folding unit mechanism is proposed， and its expansion mode， degree of freedom and kinematic characteristics are analyzed. Firstly， a new configuration of two-way flat plate folding unit mechanism is proposed， and its basic composition and expansion law are briefly described. Secondly， according to the deployment motion characteristics， the mechanism is simplified to a plane mechanism， the degrees of freedom are calculated， and the number and position of drives are determined. Finally， the kinematics model is established by using the closed-loop vector method. The motion characteristics such as deployment trajectory， singular position， rod angle， angular velocity and angular acceleration are analyzed. The analytical solution of the kinematic model is compared with the simulation results to verify the correctness of the kinematic model.

Key words： planar antenna; deployable mechanism; degree of freedom analysis; kinematic analysis; singularity analysis

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