罗阿妮 刘贺平 李 杨 张桐鸣

哈尔滨工程大学，哈尔滨，150001

0 引言

由于发射航天器的火箭荷载舱的容量有限，因而传统的固面天线制约了大口径空间天线的发展。可折叠展开结构的出现拓宽了大口径空间天线的应用领域，使空间天线得到了前所未有的发展［1－3］。在空间可展结构这一领域，我国与国外还有较大差距，研究大口径空间可展结构的相关理论和技术，提高卫星的通讯能力和对地观测能力，已成了当前航天技术研究的一项重要任务［4－5］。本文针对一种仿造花朵形态的空间可展天线，通过分析确定了其结构参数。

1 结构简述

图1 花瓣式可展天线

图1所示为花瓣式可展天线的折叠和展开状态。此可展结构是由1个中心正s边形和s个花瓣组成。每个花瓣由p块刚板组成。每个花瓣的根部刚板是1个直角三角形，这样可以保证花瓣整体能够翻转到与中心正多边形垂直的平面上。每个花瓣的中间p－2块刚板都为梯形，以便花瓣能够盘绕到中心正多边形周围。花瓣最顶端是一块不规则形状的刚板，刚板的一条边为花瓣式可展天线完全展开后形成的圆的一部分。刚板之间由铰链连接，为了使各花瓣间协调运动和减少驱动构件数，各花瓣由杆构件和运动副连接。

2 连接形式的确定

空间机构的自由度计算公式为

式中，n为机构的构件数；j为移动副的个数；ui为关节i的约束数量［6］。

本文研究的花瓣式可展天线是一个多刚体空间机构，运动复杂。为了减小驱动能量和驱动装置质量，降低控制难度，必须限制天线的自由度。……