重復折展鎖解式太陽翼機構設計及其性能測試.pdf

1、太陽翼是提供航天器空間電源的主要形式，太陽翼可靠的展開鎖定是保證其正常在軌工作與準確對日定向的關鍵。開發(fā)重復折展鎖解式太陽翼機構，實現(xiàn)航天器變軌或大幅調姿時太陽翼的折疊收攏、變軌結束或姿控結束后太陽翼的重復展開，對確保太陽翼正常可靠工作、保證航天器的姿態(tài)穩(wěn)定性和飛行安全性具有重要意義。
　　本文以折疊式太陽翼為研究對象，提出一種關節(jié)鉸可重復折展鎖解式太陽翼機構，對其進行結構設計、力學特性分析與地面低重力展開性能試驗，主要研究工作包

2、括以下幾個方面:
　　依據太陽翼機構設計原則，擬定關節(jié)鉸可重復折展鎖解式太陽翼機構設計方案，介紹其工作原理，對其驅動機構、傳動機構、重復折展機構、重復鎖解機構、連接架與基板進行理論分析和結構設計，完成重復折展鎖解式太陽翼機構結構總成設計與原理樣機加工。
　　為模擬太陽翼空間在軌展開工況，設計機電一體化太陽翼低重力試驗臺。在參考國內外低重力試驗方案的基礎上，確定重復折展鎖解式太陽翼低重力試驗臺技術要求，完成試驗臺方案設計與結構

3、設計，并研制電氣測試系統(tǒng)，以測量太陽翼展開力學特性，為后續(xù)地面試驗提供技術支持。
　　依據重復折展鎖解式太陽翼結構特點與傳動順序，建立太陽翼展開運動學理論分析與仿真模型，求得太陽翼連接架及各基板位移、速度、加速度運動規(guī)律;建立太陽翼展開狀態(tài)懸臂梁等效模型，利用“動-勢能駐值原理”求得太陽翼展開狀態(tài)理論模態(tài)基頻，采用ANSYS/Workbench軟件對太陽翼展開狀態(tài)簡化模型進行整體有限元分析，求得太陽翼各階振型與振頻;針對太陽翼有根

4、樹鏈式拓撲結構特點，基于速度變分原理和單向遞推組集建模方法建立太陽翼柔性多體系統(tǒng)動力學理論模型，并對太陽翼柔性多體系統(tǒng)展開過程進行動力學算例仿真，研究蜂窩夾層復合式基板柔性結構對太陽翼展開力學規(guī)律的影響，獲得太陽翼基板質心轉動角度、角速度、角加速度運動規(guī)律，為地面試驗提供理論依據。
　　最后，利用太陽翼低重力試驗臺對太陽翼原理樣機進行地面展開性能試驗，包括常溫常壓功能驗證試驗、重復展開定位精度試驗和展開力學特性試驗，驗證機構設計、