3R-3RSR单自由度四面体可展单元
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摘要
提出了一种3R-3RSR单自由度四面体可展单元,其由一个顶花盘、三根等长的摇摆杆、三根折叠杆、九个转动副(R)和三个球副(S)组成。三根摇摆杆上端均通过R副与顶花盘连接,该R副轴线垂直于由三根摇摆杆轴线的交点、四面体单元底面三角形的外心以及对应摇摆杆下端点确定的平面,且顶花盘上的三个R副共面;每根折叠杆由两根等长的连杆通过一个S副连接而成,折叠杆两端均通过R副与摇摆杆的下端连接,且每根折叠杆两端的转动副轴线相互平行且垂直于两转动副中心的连线。首先,基于修正的Kutzbach-Grübler公式分析了单闭环R-RSR-R机构的自由度。其次,基于3R-3RSR四面体单元的结构组成及单闭环机构的主动关节速度和被动关节速度之间的关系推导得到了3R-3RSR四面体单元最多具有1个自由度及自由度存在的几何条件。最后,基于Adams软件对3R-3RSR四面体单元的自由度进行了仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。该3R-3RSR四面体可展单元仅需在任意转动副处添加扭簧即可实现展开运动,具有单自由度、驱动简便、铰链数目少、结构简单、收拢体积小等优点,适用于大口径构架式可展天线中。
引文