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第1章 绪论1

1.1概述1

1.2空间折展机构主要结构形式1

1.3空间折展机构技术发展与应用3

1.3.1空间伸展臂3

1.3.2平面型折展天线12

1.3.3抛物面型折展天线14

1.4空间折展机构研究内容21

1.5本章小结22

参考文献23

第2章 机构构型综合与分析的数学基础26

2.1概述26

2.2图论26

2.2.1图论在机构学中的常用定义26

2.2.2机构拓扑图的数学描述28

2.3螺旋理论29

2.4位移李群理论31

2.4.1群、交换群和子群31

2.4.2李群、李子群和李代数31

2.4.3特殊欧氏群SE（3）及刚体运动描述32

2.5本章小结36

参考文献36

第3章 折展机构单元的构型综合与几何设计37

3.1概述37

3.2基于图论的平面折展机构单元拓扑综合38

3.2.1拓扑图模型的建立38

3.2.2拓扑对称性判别39

3.2.3构型的演化45

3.3基于图论的空间折展单元拓扑综合46

3.3.1空间静定桁架图谱建立46

3.3.2空间折展单元图谱的建立50

3.4空间折展机构单元的同构判别55

3.4.1空间折展单元的关联度码表示55

3.4.2空间折展单元同构判别方法57

3.4.3平面折叠态的四棱锥单元的综合61

3.5基于位移李群的机构单元构型综合63

3.5.1开环运动链的自由度分析与综合63

3.5.2对称运动度闭环机构的分析与综合67

3.6折展机构单元的几何设计75

3.6.1连杆构件的几何设计75

3.6.2基本展开形貌的综合76

3.6.3折展单闭环机构的几何设计78

3.7本章小结89

参考文献90

第4章 大尺度折展机构的组网方法93

4.1概述93

4.2多闭环机构运动度分析93

4.3机构模块单元的可动连接方法96

4.3.1共用支链连接96

4.3.2共用连杆连接96

4.3.3共用附加机构连接98

4.4典型机构的大尺度组网103

4.4.1 4R Bennett机构的组网103

4.4.2 5R Myard机构的组网106

4.4.3 6R Bricard机构的组网113

4.5本章小结117

参考文献117

第5章 折展机构的性能分析与优化设计118

5.1概述118

5.2折展机构的性能分析与评价118

5.2.1性能评价指标118

5.2.2折展机构运动学分析121

5.2.3折展机构动力学分析124

5.3折展机构多目标优化设计144

5.4本章小结152

参考文献152

第6章 空间伸展臂设计实例153

6.1概述153

6.2伸展臂及其驱动机构设计153

6.2.1伸展臂展收与驱动原理154

6.2.2伸展臂展开过程受力分析157

6.2.3伸展臂机构设计160

6.2.4伸展臂及驱动机构实物165

6.3伸展臂静力学特性分析166

6.3.1伸展臂性能参数分析166

6.3.2伸展臂静力学参数计算168

6.3.3伸展臂结构参数对性能参数的影响176

6.3.4伸展臂结构参数确定177

6.4伸展臂动力学特性分析180

6.4.1连续梁等效模型180

6.4.2伸展臂动力学分析189

6.4.3伸展臂动力学有限元分析194

6.4.4动力学模型对比分析200

6.5本章小结202

参考文献202

第7章 抛物面天线折展支撑桁架机构设计实例204

7.1概述204

7.2折展支撑桁架机构方案设计与评价204

7.2.1基本折展单元的设计与评价204

7.2.2折展支撑桁架机构方案设计211

7.3折展支撑桁架机构的空间几何建模212

7.3.1天线工作表面拟合方法212

7.3.2等尺寸模块的几何建模215

7.3.3不等尺寸模块的几何建模218

7.3.4模型的验证221

7.4折展支撑桁架机构运动学分析223

7.4.1折展支撑桁架机构尺寸关系223

7.4.2折展肋单元展开运动学分析225

7.5折展支撑桁架机构动力学分析231

7.5.1有限元建模及模态分析232

7.5.2支撑桁架机构的模态分析232

7.5.3支撑桁架机构的谐响应分析234

7.5.4固有频率影响因素分析235

7.6折展支撑桁架机构参数设计238

7.6.1结构参数的优化模型238

7.6.2结构优化参数预测模型239

7.6.3优化设计结果分析244

7.7折展支撑桁架机构设计245

7.8本章小结252

参考文献252

第8章 折展机构主要功能装置253

8.1概述253

8.2驱动与传动装置253

8.2.1驱动装置253

8.2.2传动装置256

8.2.3驱动与传动一体化装置260

8.2.4冗余驱动装置261

8.3压紧释放装置264

8.3.1火工压紧释放装置264

8.3.2记忆合金压紧释放装置268

8.4关节铰链270

8.4.1弹簧铰链270

8.4.2高精度铰链271

8.4.3高刚度铰链272

8.4.4柔性铰链275

8.5本章小结284

参考文献284

第9章 折展机构地面模拟试验286

9.1概述286

9.2微重力模拟试验286

9.2.1试验方法286

9.2.2伸展臂微重力模拟测试288

9.2.3天线支撑桁架机构微重力模拟测试289

9.3精度测量试验291

9.3.1测量方法291

9.3.2天线支撑桁架机构展开精度测量294

9.4动力学试验298

9.4.1测试方法298

9.4.2伸展臂动力学试验300

9.5模态试验305

9.5.1伸展臂模态试验305

9.5.2模态试验结果分析308

9.5.3天线支撑桁架机构动力学试验309

9.6本章小结312

参考文献312

名词索引313