机械工程学报

作者：赵宏跃, 史创, 郭宏伟, 刘荣强

单位：哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 哈尔滨 150001

关键词：环形张拉机构,运动学,动力学分析,驱动优化；

基金：国家自然科学基金资助项目(52175010,52005123)。

空间环形张拉机构是实现天线口径大型化的理想结构形式之一。为了研究环形张拉结构的动力学特性，首先介绍空间环形张拉结构的系统组成，然后对张拉结构的环形桁架进行了运动学分析。根据铰链节点的展开速度，对其展开过程进行运动规划。然后基于运动学结果建立环形桁架机构的动力学模型，通过牛顿—欧拉公式综合考虑了斜拉索索力、关节摩擦阻尼及关节锁紧力矩对动力学特性的影响，分析当机构采用无源驱动时，对斜拉索索力的影响规律。以斜拉索索力变化偏差均值及最大索力值最小为优化目标，对采用的弹簧驱动进行了优化设计，其中优化后的弹簧刚度降低了24.5%，拉索张力偏差均值及索拉力峰值分别降低了45.2%和41.6%。最后研制了缩比原理样机，进行动力学试验，通过试验结果验证了动力学分析方法的正确性。

来源：2024年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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