基于蜘蛛网结构的伞状可展机构设计与分析

摘要

根据蜘蛛网结构的几何特点,建立了蜘蛛网的结构简化映射模型.在此基础上,以平面四杆曲柄滑块机构为可展单元提出了一种新型伞状可展机构.利用ANSYS Workbench软件对模型进行静力学分析与优化,给出了蜘蛛圆网结构模型中捕丝间距的最佳比例关系;同时,建立了蜘蛛网刚架模型的刚度矩阵,利用矩阵位移法给出了捕丝间的最优夹角.基于捕丝间距的最佳比例和捕丝最优夹角,提出了受力性能最佳的伞状可展机构,并对其静力学性能进行了仿真分析.结果表明:基于蜘蛛网结构模型优化后的伞状可展机构强度性能得到提升.最后,设计制造了展开直径为1.2 m的可展机构模型,并对其运动过程进行模拟,验证了模型展开与收拢过程的有效性.