三棱柱桁架式空间伸展臂的设计与分析

来源：机械工程学报杂志2025年第9期北京时间：

作者：侯铭轩, 刘德柱, 王哲, 任守志, 徐坤, 丁希仑

单位：1. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100191;2. 北京空间飞行器总体设计部 北京 100094

摘要：空间大型一维伸展臂是航天机构中的重要驱动组件，其在大型展开天线、太阳帆和望远镜的支撑骨架、太空机械手以及空间平台的建设中起重要作用。设计了一种剪叉机构和Sarrus机构组合的伸展臂单自由度空间展收单元，可通过串接该单元得到单自由度大型三棱柱桁架式空间伸展臂。给出了展收单元和伸展臂的折展比方程，建立了伸展臂机构的运动学与动力学模型，并对其展开过程进行了仿真。分析了展开过程与展开到位时伸展臂的静力学，加入Sarrus机构后伸展臂展开到位的承载能力大幅提高。制作了两单元串联的桁架式伸展臂样机，并开展了相关试验，验证了设计的可行性。

关键词：空间伸展臂,运动学,静态刚度,动力学分析；