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近年来应用在探测器着陆腿、飞行器机动翼面或索杆式伸缩臂上的展开锁定机构越来越多,它们具有结构简单,操作方便,可靠性高等多种优势。根据锁定机构约束转动反射面的自由度数,可以将其分为单点锁定机构和多点锁定机构两类。目前在轨运行的卫星上安装的大部分锁定机构属于单点锁定类型。 为了进一步研究锁定机构的锁定机理,探索锁定机构的理论分析方法,设计出性能更为优越的锁定机构,论文分别选取研制成功的单点锁定机构和双点锁定机构进行分析,其中单点锁定机构应用于固面可展开天线和伞状天线、双点锁定机构应用于固面可展开天线。 使用商用有限元软件对锁定机构及可展开天线整体进行精细化建模,并在机构内部接触面设置接触模型,保证锁定机构有限元模型的准确性。 首先,使用锁定机构的精细化有限元模型进行模态分析,得到可展开天线的频率和振型,并将不同类型可展开天线的分析结果进行对比分析,结果表明双点锁定机构能为可展开天线提供更大的锁定刚度。其次,使用动力学仿真软件对选取的可展开天线进行动力学仿真,评估锁定机构对可展开天线整体的动力冲击、天线展开时间、销钉弹出速率等因素,并将分析结果进行对比,结果显示双点锁定机构对可展开天线的动力冲击较小,即双点锁定机构的锁定过程对卫星在轨姿态的影响较小。另外,对可展开天线进行高低温温度变化下的热变形分析,考察反射面型面精度的变化趋势以及残余变形大小。最后,从间隙消除和展开精度两个方面对双点锁定机构进行改进,设计出一种新型的双点锁定机构,并对锁定机理及部件进行了详细介绍。