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第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2空间折展机构主要结构形式 1

1.3空间折展机构技术发展与应用 3

1.3.1空间伸展臂 3

1.3.2平面型折展天线 12

1.3.3抛物面型折展天线 14

1.4空间折展机构研究内容 21

1.5本章小结 22

参考文献 23

第2章 机构构型综合与分析的数学基础 26

2.1概述 26

2.2图论 26

2.2.1图论在机构学中的常用定义 26

2.2.2机构拓扑图的数学描述 28

2.3螺旋理论 29

2.4位移李群理论 31

2.4.1群、交换群和子群 31

2.4.2李群、李子群和李代数 31

2.4.3特殊欧氏群SE（3）及刚体运动描述 32

2.5本章小结 36

参考文献 36

第3章 折展机构单元的构型综合与几何设计 37

3.1概述 37

3.2基于图论的平面折展机构单元拓扑综合 38

3.2.1拓扑图模型的建立 38

3.2.2拓扑对称性判别 39

3.2.3构型的演化 45

3.3基于图论的空间折展单元拓扑综合 46

3.3.1空间静定桁架图谱建立 46

3.3.2空间折展单元图谱的建立 50

3.4空间折展机构单元的同构判别 55

3.4.1空间折展单元的关联度码表示 55

3.4.2空间折展单元同构判别方法 57

3.4.3平面折叠态的四棱锥单元的综合 61

3.5基于位移李群的机构单元构型综合 63

3.5.1开环运动链的自由度分析与综合 63

3.5.2对称运动度闭环机构的分析与综合 67

3.6折展机构单元的几何设计 75

3.6.1连杆构件的几何设计 75

3.6.2基本展开形貌的综合 76

3.6.3折展单闭环机构的几何设计 78

3.7本章小结 89

参考文献 90

第4章 大尺度折展机构的组网方法 93

4.1概述 93

4.2多闭环机构运动度分析 93

4.3机构模块单元的可动连接方法 96

4.3.1共用支链连接 96

4.3.2共用连杆连接 96

4.3.3共用附加机构连接 98

4.4典型机构的大尺度组网 103

4.4.1 4R Bennett机构的组网 103

4.4.2 5R Myard机构的组网 106

4.4.3 6R Bricard机构的组网 113

4.5本章小结 117

参考文献 117

第5章 折展机构的性能分析与优化设计 118

5.1概述 118

5.2折展机构的性能分析与评价 118

5.2.1性能评价指标 118

5.2.2折展机构运动学分析 121

5.2.3折展机构动力学分析 124

5.3折展机构多目标优化设计 144

5.4本章小结 152

参考文献 152

第6章 空间伸展臂设计实例 153

6.1概述 153

6.2伸展臂及其驱动机构设计 153

6.2.1伸展臂展收与驱动原理 154

6.2.2伸展臂展开过程受力分析 157

6.2.3伸展臂机构设计 160

6.2.4伸展臂及驱动机构实物 165

6.3伸展臂静力学特性分析 166

6.3.1伸展臂性能参数分析 166

6.3.2伸展臂静力学参数计算 168

6.3.3伸展臂结构参数对性能参数的影响 176

6.3.4伸展臂结构参数确定 177

6.4伸展臂动力学特性分析 180

6.4.1连续梁等效模型 180

6.4.2伸展臂动力学分析 189

6.4.3伸展臂动力学有限元分析 194

6.4.4动力学模型对比分析 200

6.5本章小结 202

参考文献 202

第7章 抛物面天线折展支撑桁架机构设计实例 204

7.1概述 204

7.2折展支撑桁架机构方案设计与评价 204

7.2.1基本折展单元的设计与评价 204

7.2.2折展支撑桁架机构方案设计 211

7.3折展支撑桁架机构的空间几何建模 212

7.3.1天线工作表面拟合方法 212

7.3.2等尺寸模块的几何建模 215

7.3.3不等尺寸模块的几何建模 218

7.3.4模型的验证 221

7.4折展支撑桁架机构运动学分析 223

7.4.1折展支撑桁架机构尺寸关系 223

7.4.2折展肋单元展开运动学分析 225

7.5折展支撑桁架机构动力学分析 231

7.5.1有限元建模及模态分析 232

7.5.2支撑桁架机构的模态分析 232

7.5.3支撑桁架机构的谐响应分析 234

7.5.4固有频率影响因素分析 235

7.6折展支撑桁架机构参数设计 238

7.6.1结构参数的优化模型 238

7.6.2结构优化参数预测模型 239

7.6.3优化设计结果分析 244

7.7折展支撑桁架机构设计 245

7.8本章小结 252

参考文献 252

第8章 折展机构主要功能装置 253

8.1概述 253

8.2驱动与传动装置 253

8.2.1驱动装置 253

8.2.2传动装置 256

8.2.3驱动与传动一体化装置 260

8.2.4冗余驱动装置 261

8.3压紧释放装置 264

8.3.1火工压紧释放装置 264

8.3.2记忆合金压紧释放装置 268

8.4关节铰链 270

8.4.1弹簧铰链 270

8.4.2高精度铰链 271

8.4.3高刚度铰链 272

8.4.4柔性铰链 275

8.5本章小结 284

参考文献 284

第9章 折展机构地面模拟试验 286

9.1概述 286

9.2微重力模拟试验 286

9.2.1试验方法 286

9.2.2伸展臂微重力模拟测试 288

9.2.3天线支撑桁架机构微重力模拟测试 289

9.3精度测量试验 291

9.3.1测量方法 291

9.3.2天线支撑桁架机构展开精度测量 294

9.4动力学试验 298

9.4.1测试方法 298

9.4.2伸展臂动力学试验 300

9.5模态试验 305

9.5.1伸展臂模态试验 305

9.5.2模态试验结果分析 308

9.5.3天线支撑桁架机构动力学试验 309

9.6本章小结 312

参考文献 312

名词索引 313