星载可展开天线机构设计与研究

　　本书密切联系国家航天需求和国际学术前沿以六棱柱模块化星载可展开天线机构为研究对象围绕模块化可展开天线超多模块精确连接与协同联动、平稳展开与高效驱动即组网方法和驱动策略两个关键科学问题开展研究。内容包括：模块化星载可展开天线机构超多模块空间几何建模、超多模块协调联动运动学建模、模块化可展开天线机构展开速度曲线规划方法和模块化可展开天线机构动力源优化配置等。本书提出的模块化星载可展开天线机构组网方法和驱动策略在理论上实现了超多个六棱柱模块的精确连接、协调联动以及精确驱动为模块化星载可展开天线的工程应用拓展了理论基础。 本书面向航天折展机构领域的科研工作者同时可供航空宇航科学与技术、机械工程、土木工程等相关专业的高等院校师生阅读和参考。

　　无

第1章　绪论 001
1.1　概述 001
1.2 可展开天线国内外发展现状 002
1.2.1 可展开天线国外发展现状 002
1.2.2 可展开天线国内发展现状 010
1.2.3 相关理论方法研究现状 013
1.3 当前存在的主要问题 016
1.4 本书的主要内容 017

第2章　模块化可展开天线超多模块空间几何建模及分析 019
2.1　概述 019
2.2 模块化可展开天线的组成、展开原理及拓扑规律 019
2.2.1 模块化可展开天线的组成 019
2.2.2 模块化可展开天线的展开原理 021
2.2.3 支撑机构的三维模型 021
2.2.4 模块拓扑规律 023
2.3 空间几何建模 025
2.3.1 建模流程 025
2.3.2 包络圆数学模型 026
2.3.3 包络圆圆心坐标的计算方法 027
2.3.4 包络圆交点坐标计算模型 036
2.3.5 肋单元夹角数学模型 036
2.4 数值仿真及分析 038
2.4.1 包络圆模型验证 038
2.4.2 空间几何模型验证 039
2.4.3 肋单元夹角与结构参数的关系分析 040
2.4.4 影响模块极限层数的参数分析 043
2.5 本章小结 048

第3章　模块化可展开天线超多模块协调联动运动学建模 049
3.1　概述 049
3.2 运动学基础理论 049
3.2.1 D-H 法 050
3.2.2 欧拉角 051
3.2.3 四元数 052
3.3 运动学建模 055
3.3.1 肋单元运动学建模 055
3.3.2 单模块运动学建模 063
3.3.3 多模块联动运动学建模 064
3.4 数值仿真及分析 070
3.4.1 运动学模型数值仿真 070
3.4.2 运动学模型分析 081
3.5 本章小结 087

第4章　模块化可展开天线机构展开速度曲线规划 088
4.1　概述 088
4.2 肋单元展开过程的动力学建模 088
4.3 展开速度曲线规划 093
4.3.1 速度曲线基本理论 093
4.3.2 速度曲线基本公式推导 096
4.3.3 速度曲线规划 100
4.4 本章小结 106

第5 章　模块化可展开天线机构动力源优化配置 107
5.1　概述 107
5.2 肋单元动力源优化配置 107
5.2.1 驱动方案的选择 107
5.2.2 重力对驱动的影响 109
5.2.3 弹簧和扭簧的组合 110
5.3 多模块联动动力源优化配置 114
5.3.1 基于ADAMS的刚柔耦合多体系统动力学模型 114
5.3.2 机械臂与可展开天线连接点位置的选择 115
5.4 本章小结 122

结论和展望 123

参考文献 125