一种双向平板折展单元机构及其运动过程分析

doi:10.7527/S1000-6893.2022.26720

Abstract

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

CLC Number:

V443

Bo CHEN, Luyao GUO, Baozhu LIANG, Ze JIANG, Ming LI, Yundou XU, Yongsheng ZHAO. A two-way flat plate folding unit mechanism and motion process analysis[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2023, 44(2): 426720-426720.

Figures/Tables 21

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

Fig. 8

Fig. 9

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Fig. 11

Fig. 12

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Table 1

Fig. 15

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Table 2

Table 3

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闭环	奇异条件	角度关系
loop1	l₃l₄sin（θ₄-θ₃）=0	θ₄=θ₃
loop2	l₆l₇sin（θ₆-θ₇）=0	θ₆=θ₇
loop3	l₁₀l₁₁sin（θ₁₀-θ₁₁）=0	θ₁₀=θ₁₁
loop4	l₁₆l₁₇sin（θ₁₆-θ₁₇）=0	θ₁₆=θ₁₇
loop5	l₂₀l₂₁sin（θ₂₁-θ₂₀）=0	θ₂₁=θ₂₀
loop6	l₂₄l₂₅sin（θ₂₄-θ₂₅）+l₂₄l₂₆sin（θ₂₆-θ₂₄）=0	θ₂₄=θ₂₅=θ₂₆

杆件	尺寸参数/mm	杆件	尺寸参数/mm
l_1、l₂	675.9	l_16、l₂₀	94.3
l_3、l_4、l₅	1 016.1	l_17、l₂₁	700
l₆	590	l_22、l₂₆	1 804.8
l₇	395	l_23、l₂₅	1 850
l_8、l_9、l_11、l_14、l₁₈	820.33	l₂₄	392
l₁₀	730	l_27、l₃₀	1 045.9
l_12、l₁₃	765	l_28、l₃₁	150
l_15、l₁₉	77.5	l_29、l₃₂	930

电机	驱动函数
电机1	STEP（time，0.2，0d，6，180d）
电机2	STEP（time，0.2，0d，6，180d）
电机3	STEP（time，0，0d，0.46，0.84d）+STEP（time，0.46，0d，6， -68.23d）
电机4	STEP（time，6，0d，12，29d）
电机5	STEP（time，6，0d，12，-29d）
电机6	STEP（time，0，0d，0.46，0.84d）+STEP（time，0.46，0d，6， -+68.23d）

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

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