● 摘要
空间展开机构是一种重要的空间机构，在空间探测，空间飞行等众多任务中都有着广泛的应用，而空间展开机构中，使用最广泛的是空间伸杆机构。随着空间活动的不断深入和小型空间飞行器的广泛应用，空间机构的小型化、特殊化应用也逐渐成为研究热点之一。本文根据小型卫星星载探测器的任务需求设计了一种空间直线式伸杆机构，本机构具有体积小，功耗低，磁洁净度高等特点，可应用于小型空间任务。 论文在对大量文献的分析、总结的基础上，提出一种薄壁套筒式的综合展开方案，该方案通过驱动卷绕的薄壁弹性合金材料推动收拢状态的套筒系展开，并由安装于套筒系上的锁定机构约束机构相对位移，使机构具有较高的刚度和强度。论文同时对机构关键部件高弹性铍青铜材料的加工和热处理工艺进行了研究，利用 Ansys/LS-Dyna准静态过程模拟屈曲试验对弹性部件进行了屈曲强度分析，并设计试验与之进行对比，进一步修正模型参数，最后得到一种较为可行的建模方式，用该方法对机构主体部件进行分析，获得机构的理论承载能力数据。 论文完成了机构原理样机的设计、加工和组装工作，对机构各系统进行了验证操作，试验表明机构具有逐级展开并自动锁定的能力，基本满足设计需求，试验证明样机方案设计可行。论文同时针对机构加工中出现的位置精度问题，提出了通过约束加工精度参数来保证机构性能的方案。为此类伸杆机构的进一步研究提供了良好的技术经验和理论依据。