农业机械学报

作者：韩博，高超，韩媛媛，许允斗，姚建涛，赵永生

单位：燕山大学,燕山大学,衡水学院,燕山大学,燕山大学,燕山大学,

关键词：双环多杆机构;可展开天线;螺旋理论;运动学;动力学

基金：国家自然科学基金项目(52105035、52075467)、河北省自然科学基金项目(E2021203109)、机器人技术与系统国家重点实验室开放研究项目(SKLRS-2021-KF-15)和河北省工业机械手控制与可靠性技术创新中心项目(JXKF2105)

针对一种双环多杆天线展开机构进行了运动学与动力学特性分析，首先分析了展开机构构型特征，并对整体机构进行了单元分解，基于螺旋理论，绘制了单元机构的螺旋约束图；进而建立了单元机构的螺旋约束方程组，然后通过螺旋速度递推求得机构中构件的角速度和质心线速度，采用坐标转换求导法得到了速度雅可比矩阵，利用螺旋导数并基于螺旋加速度合成法则得到了构件的螺旋加速度和角加速度以及质心线加速度；最后基于拉格朗日方程，建立了整体机构的动力学方程，通过数值计算与模拟仿真，分析得到了不同构件的运动学与动力学特性，验证了理论推导的正确性。本文分析的双环多杆天线展开机构为单自由度机构，整体结构简单，仅需一个驱动便可收拢和展开，基于螺旋理论和拉格朗日法相结合的运动学和动力学建模分析方法物理意义明确，可以较好地应用于此类空间可展开机构的分析中。

来源：2023年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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