【摘 要】
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平板折展天线机构是空间可展开机构的一类分支,其在卫星通信、对地观测等领域发挥着重要的作用。为确保平板折展天线机构在无重力或微重力环境下可靠展开,对其进行构型优选、运动学分析、有限元分析及地面实验成为机构应用前必要的前期准备工作。因平板折展天线机构含有多个闭环、空间杆系轴线布置复杂等结构特点,对其相关理论分析具有重要的研究意义。本文针对平板折展天线机构诸多构型的优选问题,应用模糊数学的隶属度理论与德
【基金项目】
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许允斗,上海宇航系统工程研究所合作开发项目:平面天线可展机构创新设计与综合性能评价方法研究（课题编号:x2019054）；
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平板折展天线机构是空间可展开机构的一类分支,其在卫星通信、对地观测等领域发挥着重要的作用。为确保平板折展天线机构在无重力或微重力环境下可靠展开,对其进行构型优选、运动学分析、有限元分析及地面实验成为机构应用前必要的前期准备工作。因平板折展天线机构含有多个闭环、空间杆系轴线布置复杂等结构特点,对其相关理论分析具有重要的研究意义。本文针对平板折展天线机构诸多构型的优选问题,应用模糊数学的隶属度理论与德尔菲法对三种新型平板折展天线机构进行综合性能评价,确定9类评价因素及各因素相对应的权重与评价准则,量化性能评价结果并进行对比分析。并基于Qt Creator软件对优选过程进行程序化建模,得到综合性能最优的3R（2-4R）平板天线折展机构。基于旋量理论与图论,确定3R（2-4R）平板天线折展机构各转动副的运动旋量与机构旋量约束拓扑图,进而得到机构的自由度及各构件的线速度、加速度。并基于ADAMS软件进行运动学仿真,验证理论分析获得的自由度、线速度与加速度的正确性。基于ANSYS软件,对3R（2-4R）平板折展天线机构进行各阶固有频率、多温度条件下机构应力变形的有限元分析。并基于SOLIDWORKS与ANSYS的联合仿真,得到杆件参数对机构一阶固有频率与一阶模态下最大形变的影响规律,进而完成杆件的尺度优化。基于运动学与有限元分析结果,对3R（2-4R）平板折展天线机构进行结构设计与样机研制,并通过悬挂法完成样机的重力卸载实验。实验结果表明3R（2-4R）平板折展天线机构能够很好的实现预期的收拢与展开运动。
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