固面天线可展开机构设计及动力学分析

为解决抛物面式固体反射面天线收拢率及主反射面形面精度较低问题,根据天线面板的运动形式,设计一种固面天线可展开机构.基于机构位置矢量方程,利用向量封闭投影法,结合D-H坐标变换矩阵建立可展机构拉格朗日动力学模型,用MATLAB编程求解机构运动过程驱动力并分析运动学参数对驱动力的影响;利用Workbench软件分析天线收拢和展开状态下基频及阵型,采用Design Exploration优化模块中响应面法分析结构参数对可展机构基频的影响和参数灵敏度;研制天线原理样机并进行展开功能试验和模态测试,对天线展开功能和结构动力学分析进行验证.结果表明:可展机构翻转比展开过程驱动力大很多,减小输入速度、调整球铰位置和减小初始夹角能降低机构翻转过程驱动力;收拢和展开状态下天线基频满足设计要求,支撑杆尺寸参数对可展机构基频影响比切换连杆大,但可增加切换连杆尺寸参数适当提高机构基频;可展机构可重复实现天线展开功能,展开状态下天线基频和阵型与分析结果接近,具备很好的结构动力学性能.     

封面图片说明

正封面图片来自本期论文"变构型桁架式卫星平台结构设计与性能评价",是哈尔滨工业大学邓宗全院士团队设计的可重复变构型桁架式卫星平台构型的示意图.针对未来大型通信卫星内部有效载荷维修可达的需求,将空间折展机构与传统桁架式卫星平台结构相结合,设计了6种可重复变构型桁架式卫星平台构型.提出了评价变构型卫星平台性能的主要指标,包括结构质量、惯量变化率、整流罩面积利用率、展开表面积比、展收状态下振动频率、设备布局影响和折展机构复杂度等.分析了6种变构型桁架式卫星平台构型的上述性能指标,采用层析分析法得到各个性能指标的权重,基于模糊综合评价法优     

空间可展开天线微重力环境模拟研究现状与展望

为满足我国深空探测、空间站建设、探月工程等重大航天工程对空间大型可展开天线等新型卫星有效载荷平台快速发展的要求,对国内外空间可展开天线微重力环境模拟方法进行了综述.分别对落塔法、抛物线飞行法、水浮法、气浮法和悬吊法等典型重力补偿方法的工作原理及优缺点进行了分析,综述了国内外在此领域的应用及技术发展情况,综合分析并比较了5种微重力模拟方法的技术特点及适用范围,结合我国航天科技中长期发展规划的需求,从大型化、高精度化、多样化、通用化、高保真化等方面,提出了未来可展开天线微重力模拟的发展趋势及方向,旨在为我国大型可展开天线及其微重力环境模拟方法的基础理论研究及工程应用提供借鉴与参考.     

模块化构架式空间可展天线支撑桁架展开精度测量与分析

为研究金属网面式可展天线支撑桁架对反射器表面形面精度的影响,开展模块化构架式空间可展天线支撑桁架展开精度测量试验及分析研究,根据支撑桁架的结构特点,基于机器人学基本理论,建立关键节点空间数学模型,设计悬吊随动式微重力展开试验装置,采用数字近景摄影测量原理,对支撑桁架的展开精度进行测量试验,并从支撑桁架的形面精度、重复展开精度和关键节点误差等3个方面进行分析。试验结果表明:支撑桁架上关键节点的均方根误差(RMSE)值较小,由关键节点构成的曲面其形面精度较高;支撑桁架在多次重复展开试验中,关键节点中最大误差小于1 mm,结构展开的一致性较好;完全展开后,关键节点的实测值与理论值接近,支撑桁架的制造及安装精度较高。提出的测量和分析方法为其他类型金属网面式可展天线支撑桁架展开精度的研究提供了借鉴和参考。     

伸展臂根部锁定机构的设计与运动分析

分析了一维伸展臂完全展开后与承栽筒之间的稳定锁定机构的设计原理,提出了能够实现无独立驱动动力源的锁紧原理,确定了根部锁紧机构采用双滑块伸缩连杆锁紧机构.通过分析,使伸展臂的根部锁紧机构简化为一种带弹簧的双滑块机构.首先根据此机构的运动分析,利用拉格朗日方程获得了滑块2(水平移动滑块)的位移和速度表达式.通过编程来分析验证理论分析的正确性,又进一步通过分析滑块2的运动对弹簧刚度和连杆的长度进行了确定.     

CORS在城市供水管线定位中的应用

供水管线系统是否完善是衡量城市规划是否合理的重要指标,其中设施的定位至关重要,将直接影响到整个管线系统的质量及维护更新和事故排查的效率。针对供水管线分布密度高、更新速度快、类型复杂等特点,CORS是一种实用有效的测量定位方法。本文研究CORS在城市供水管线测量定位中的应用,结合武汉市管线设施竣工测量的案例,用多项指标验证了成果的精度及该方法的可行性,并结合其他定位方法分析,为供水管线设施的定位提供参考意见。     

单自由度机械动力学分析方法-动态静力法

单自由度机械在生产实践中经常遇到,对于其动力学分析方法中的动态静力法进行了系统的介绍。给出了使用该方法进行动力学分析的详细步骤。通过用该方法来解决典型的反正弦连杆机械系统动力学问题,进一步阐述了该方法在进行机械动力学分析过程中的运用。     

Kresling和Miura折痕混合型三指机械手的运动学分析及其设计

提出了一种基于Kresling和Miura折痕的混合型三指机械手,该手具有抓取范围大、结构简单和灵活性高的特点。首先,对Kresling折痕进行几何分析,建立了Kresling折痕参数与应变能之间的关系方程。利用坐标法建立了多层Miura折纸单元的力矩与指节长宽比之间的关系方程;在此基础上利用虚功原理建立了混合型单元的各个参数之间关系的数学模型,并采用D-H（Denavit-Hartenberg）坐标法计算出末端点的分布来确定机械手的工作空间;采用力矩平衡的方法,分析了机械手对圆柱体和长方体分别进行指尖抓取和包络抓取的情况,得出了各接触力与各关节角之间的关系。     

Optimum design of lander structure based on finite element method

Three kinds of possible structures of legged lander including monocoqe, semi-monocoqe and space frame are compared, and the lightest space frame structure is selected as the lander’s structure. Then, a new lander with four-legged truss structure is proposed. In the premise of ensuring that the main and assistant structures of landing legs are not changed, six possible lander body structures of the new lander are put forward. Taking the section size of each component of lander as design variables, and taking the total mass of the structure as the objective function, the six structures are analyzed by using the software Altair. OptiStruct and the results show that the mass of the basic structure is the lightest, and it is selected as the final design scheme of lander due to its simple structure and convenient manufacture. The optimization on the selected lander structure is conducted, and the detailed results are presented.     

Optimal trajectory planning for natural biped walking locomotion

0　INTRODUCTIONBipedwalking ,askillfulandsophisticatedlocomo tion ,isattainedbyhumanandbirdsthroughalongevolu tion .Theresearchanddevelopmentofbipedwalkingrobothavebeenperformedbymanyresearcherssince 196 0s .Thecontrolstrategiesdevelopedtogenerateastablewalk inggaitarezeromomentpoint (ZMP)methodbyTakan ishi ,et.al.[1] ,trackfollowingcontroltohumangaittra jectoriesbyMita ,et .al .[2 ] andcombinationofmodelfol lowingcontrolforasingleinvertedpendulumofthemasscenterandsynchronizationcontrolo…