一种圆形折展机构的设计与应用

刘 凯

吉林电子信息职业技术学院 吉林 132021

0 引言

随着科学技术的不断发展，航空航天、工业及农业生产领域对可折展机构的设计与普及受到普遍重视。折展机构是指能从一定的收拢状态展开到预先设定好或期望的结构形态，且能承受特定载荷的一类机构。其中，折展结构作为一种新型的工程结构形式，其利用折叠和展开的能力在建筑工程、航天工程空间可展结构以及日常生活方面均具有广泛的应用前景[1]。扩展结构采用模块化独有设计，将强度比高、韧性高、弹性高的构件作为主要材料，使折展机构具有可靠性高、折叠占比大、总体质量小、占用体积小、热稳定性好等优点。因此，在某些具有特殊要求的航天工程领域中，折展机构得到广泛的关注和应用。由于折叠和展开的功能，使折展机构既能适应太空环境，满足航天任务的需求，还能推动航天技术的不断发展[2]。

由于航天机构的尺寸越来越趋于大型化和功能多样性，其内部空间具有局限性，这就要求当航天空间机构在发射阶段必须借助自身的结构功能使其折叠起来并收拢，用以节省空间，待航天发射机构进入对应轨道后，再依靠驱动装置将结构逐步展开，最终达到完全展开的工作状态。除了在航空航天领域的应用外，近年来一些地面基础设施建设也会有所应用，如太阳能帆板的折展和太阳能电池矩阵等。由于航天工程中的空间折展机构与地面工程中的折展机构具有较大差异，受到真空、微重力等特殊环境的限制因素影响，故需从折展机构的设计结构、运动学及动力学分析等方面展开探讨与研究[3]。……