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空间索杆铰接式伸展臂参数设计与精度测量
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2010.5.5
  • 页码:1105-1111
  • 分类:V414.1[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术] V416[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,黑龙江哈尔滨150080
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(No.50935002); 高等学校学科创新引智计划资助项目(No.B07018); 航天创新基金资助项目(No.CAST2009)
  • 相关项目:空间新型大尺度可折展式机构创新设计理论与方法研究
中文摘要:

结合空间索杆铰接式伸展臂在航天工程中的应用,基于伸展臂从航天器伸出且前端支撑负载的在轨工作状态,运用欧拉梁理论建立了悬臂式伸展臂理论分析模型。分析了工作状态下伸展臂与负载系统的固有频率和根部弯曲强度,提出了基于伸展臂固有频率限制和根部弯矩限制的伸展臂参数设计方法。通过算例分析了伸展臂线密度、半径、纵杆截面面积等主要设计参数与伸展臂固有频率和根部弯矩之间的关系。研制了伸展臂原理样机,其弯曲刚度和抗弯强度分别为0.388 MN.m^2和562.12 N.m,验证了伸展臂具有较高的刚度和强度。对伸展臂物理样机的地面重复展开定位精度进行了测量实验,其轴向、水平、竖直方向上的重复展开精度分别为0.127 mm、0.645 mm和0.588 mm,证明了伸展臂具有较高的重复展开定位精度。

英文摘要:

A theoretical analysis model for a space cable-strut deployable articulated mast worked at its on-orbit state was developed by using Euler beam theory,which aimed to a working state that the mast was extended out the spacecraft and its load mass was supported by the mass tip.The natural frequency and the root bending strength of the mast when mast worked on-orbits were analyzed.The primary parameter design method of the mast were studied based on the natural frequency constraint and root moment constraint,then the relationships between the primary design parameters of the mast such as line density,mast radius,longeron section area and the natural frequency and the root bending moment were discussed through calculation examples.A prototype of space cable-strut deployable articulated mast was developed,and its bending stiffness and bending strength are 0.388 MN·m^2 and 562.12 N·m,respectively,which validates that the mast has very high bending stiffness and strength.Meanwhile,the repetitive deployable orientation precision of the mast prototype was measured on the ground.Results show that the mast prototype can offer higher repetitive precisions in 0.127,0.645 and 0.588 mm for axis,horizontal and vertical directions,respectively.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699