56、径向肋天线紧凑型铰链机构与摇臂转向架式太阳跟踪机器人技术解析

径向肋天线紧凑型铰链机构与摇臂转向架式太阳跟踪机器人技术解析

径向肋天线紧凑型铰链机构

径向肋天线（RRA）的紧凑型铰链机构在设计上有诸多关键考量，以满足其在天线系统中的精确运行和性能要求。
- 材料选择
- 天线的抛物形肋由碳纤维增强聚合物（CFRP）制成，并与铰链机构的眼端支架相连。
- 选择Ti6Al4V合金作为部分组件材料，因其具有较高的强度 - 质量比和较低的热膨胀系数（CTE）。
- 轴承采用硬化和回火的SS 440C制成，并与钛合金组件配合使用。在极端温度条件下，由于轴承合金的CTE高于钛合金组件，仍能保证轴承滚动无干扰。
- 在组件制造过程中，通过退火消除应力，确保材料的可加工性。
- 设计要点
- 铰链点确定 ：通过使铰链点到收起点和展开点的距离相等来确定铰链点位置。设收起点坐标为$(x_s, y_s)$，展开点坐标为$(x_d, y_d)$，铰链点坐标为$(x, y)$，则有方程$\sqrt{(x - x_s)^2 + (y - y_s)^2} = \sqrt{(x - x_d)^2 + (y - y_d)^2}$。结合物理约束条件，可求解出铰链点位置。
- 驱动电缆设计 ：RRA机构是单自由度机构，有一根驱动电缆需穿过所有铰链并终止于特定支架。铰链设计包含滑轮和固定销，驱动电缆通过它们进行布线。在收起状态下，驱动电缆的作用线不通过铰链中心轴。当驱动执行器启动，电缆产生张力，其径向向内的分力作用于每个铰链，产生使铰链展开的力矩，力矩大小为$M_t = 2 T \sin \