Adams立方星可展开天线机构设计

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上世纪末期以来，微纳卫星技术凭借其小型化、低功耗、低成本等优势在通信、导航、对地观测等领域发挥着非常重要作用。美国加州理工学院与斯坦福大学通过一项科学研究项目使得立方体纳卫星成为了微纳卫星的一项通用标准。它的外形尺寸为 10x10x10cm，质量小于 10kg，只有相当于手机的输出功率[14]。

本文围绕设计新型立方星天线可展开机构，主要介绍了立方体纳卫星的研究背景、现状及未来发展趋势，并着重介绍了立方星可展开天线机构的创新设计及仿真与实体加工，并在最后作毕业设计的总结。69388

立方体卫星可展开天线机构 Adams 仿真创新设计

Title The design of cubesat deployable antenna mechanism

Abstract

Since the 1990s,micro-nano satellite plays an important role in areas such as communication, navigation and earth observation with the advantage of small volume,low power consumption and low cost.A scientific research project was adopted by California Institute of Technology and Stanford University,which made the Cubesat became a universal standard for micro-nano satellites. It appears as a cube of side length 10cm, the output power is equivalent to an ordinary cell phone, and it weighs less than 1kg. This paper concentrates on the problem to design a new type of cubesat deployable antenna, and totally introduces the research background,current situation and the future development trends of the cubesat,and emphatically introduces the innovative design of the cubesat deployable antenna, its simulation and physical processing. At last we make a summary of this graduation project.

Keywords Cubesat,Deployable antenna,Adams simulation, Innovative design

1 引言 6

1.1 研究背景 6

1.2 立方星可展开天线设计发展现状 8

1.3 立方星可展开开线机构未来发展趋势 13

1.4 本文研究的意义和目的 13

1.5 本文主要的研究内容 14

2 动力学分析理论基础 15

2.1 单自由度系统自由振动 15

2.2 单自由度系统受迫运动 17

3 立方星可展开天线机构设计 18

3.1 背景介绍 18

3.2 立方星可展开天线先期机构设计的缺陷 18

3.3 立方星可展开天线机构创新设计要点 20

3.4 立方星可展开天线机构实际工作原理 27

4 立方星可展开天线的运动学仿真 28

4.1 Adams 软件简介 28

4.2 用 Adams 软件对立方星可展开天线进行仿真分析 28

4.3 实物加工 33

4.4 仿真与实物加工总体分析 36

总结 37

致谢 38

参考文献 39

1 引言

1.1 研究背景

近年来随着通信、微机电系统、计算机软件、材料、传感器等科技的快速发展与应用，立方体卫星技术的发展也显著加速，将立方体卫星应用于通信、对地遥感等领域也都已经成为可能,同时立方体卫星因其低廉的成本促使了世界范围内对立方体卫星研制计划的大量涌现[1]。立方体卫星可以简化名称为立方星，是边长为 10 厘米的正方体，只有和手机类似的输