《空間折展機構設計》（Design of Space Deploable and Foldable Mechanisms）在對空間折展機構多年理論研究和工程經驗積累的基礎上，密切結合航天事業發展對空間折展機構的需求，主要以空間折展機構為對象，對國內外航天工程套用的空間折展機構分類、技術發展與套用進行全面概括；基於圖論和李群理論對摺展機構的基本折展單元進行構型綜合與設計，並提出大尺度空間折展機構組網方法及空間折展機構性能評價與最佳化設計方法；對兩種典型的空間折展機構進行實例設計；結合工程套用介紹空間折展機構主要功能裝置及地面模擬試驗與測試方法。
基本介紹
- 書名：空間折展機構設計
- 作者：鄧宗全
- 出版日期：2013年6月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787560340067, 7560340067
- 出版社：哈爾濱工業大學出版社
- 頁數：315頁
- 開本：16
- 品牌：哈爾濱工業大學出版社
內容簡介,作品目錄,作品影響,作者簡介,
內容簡介
《空間折展機構設計》編著者鄧宗全。
本書是作者結合多年空間折展機構的理論研究和工程實踐撰寫而成的，主要包括空間折展機構設計方法、設計實例、主要功能部件及地面模擬試驗與測試等內容。全書共分9章：第l章介紹空間折展機構的概念、主要結構形式與分類、技術發展與套用，以及本書的主要研究內容；第2章介紹圖論、李群理論、螺旋理論等機構構型綜合與分析的數學基礎；第3章介紹基於圖論、李群理論、螺旋理論對基本折展單元進行構型綜合設計與自由度分析；第4章闡述多閉環機構的自由度分析方法，提出大尺度模組化空間折展機構的組網方法；第5章系統闡述折展機構的各種性能指標分析計算與評價方法，提出空間折展機構多目標最佳化設計方法；第6章對空間伸展臂進行實例設計，包括結構與機構設計、靜力學與動力學建模分析、樣機研製等；第7章對拋物面天線折展支撐桁架機構進行實例設計，包括方案設計與評價、空間幾何建模方法、運動學與動力學分析、樣機研製等；第8章介紹空間折展機構所套用的功能裝置，包括驅動與傳動裝置、壓緊釋放裝置、鉸鏈組件等……
本書是作者結合多年空間折展機構的理論研究和工程實踐撰寫而成的，主要包括空間折展機構設計方法、設計實例、主要功能部件及地面模擬試驗與測試等內容。全書共分9章：第l章介紹空間折展機構的概念、主要結構形式與分類、技術發展與套用，以及本書的主要研究內容；第2章介紹圖論、李群理論、螺旋理論等機構構型綜合與分析的數學基礎；第3章介紹基於圖論、李群理論、螺旋理論對基本折展單元進行構型綜合設計與自由度分析；第4章闡述多閉環機構的自由度分析方法，提出大尺度模組化空間折展機構的組網方法；第5章系統闡述折展機構的各種性能指標分析計算與評價方法，提出空間折展機構多目標最佳化設計方法；第6章對空間伸展臂進行實例設計，包括結構與機構設計、靜力學與動力學建模分析、樣機研製等；第7章對拋物面天線折展支撐桁架機構進行實例設計，包括方案設計與評價、空間幾何建模方法、運動學與動力學分析、樣機研製等；第8章介紹空間折展機構所套用的功能裝置，包括驅動與傳動裝置、壓緊釋放裝置、鉸鏈組件等……
作品目錄
第1章緒論
1.1概述
1.2空間折展機構主要結構形式
1.3空間折展機構技術發展與套用
1.3.1空間伸展臂
1.3.2平面型折展天線
1.3.3拋物面型折展天線
1—4空間折展機構研究內容
1.5本章小結
參考文獻
第2章機構構型綜合與分析的數學基礎
2.1概述
2.2圖論
2.2.1 圖論在機構學中的常用定義
2.2.2機構拓撲圖的數學描述
2.3螺旋理論
2.4位移李群理論
2.4.1群、交換群和子群
2.4.2李群、李子群和李代數
2.4.3特殊歐氏群SE（3）及剛體運動描述
2.5本章小結
參考文獻
第3章折展機構單元的構型綜合與幾何設計
3.1概述
3.2基於圖論的平面折展機構單元拓撲綜合
3.2.1拓撲圖模型的建立
3.2.2拓撲對稱性判別
3.2.3構型的演化
3.3基於圖論的空間折展單元拓撲綜合
3.3.1空間靜定桁架圖譜建立
3.3.2空間折展單元圖譜的建立
3.4空間折展機構單元的同構判別
3.4.1空間折展單元的關聯度碼錶示
3.4.2空間折展單元同構判別方法
3.4.3平面摺疊態的四稜錐單元的綜合
3.5基於位移李群的機構單元構型綜合
3.5.1開環運動鏈的自由度分析與綜合
3.5.2對稱運動度閉環機構的分析與綜合
3.6折展機構單元的幾何設計
3.6.1連桿構件的幾何設計
3.6.2基本展開形貌的綜合
3.6.3折展單閉環機構的幾何設計
3.7本章小結
參考文獻
第4章大尺度折展機構的組網方法
4.1概述
4.2多閉環機構運動度分析
4.3機構模組單元的可動連線方法
4.3.1共用支鏈連線
4.3.2共用連桿連線
4.3.3共用附加機構連線
4.4典型機構的大尺度組網
4.4.1 4R Bennett機構的組網
4.4.2 5R Myard機構的組網
4.4.3 6R Bricard機構的組網
4.5本章小結
參考文獻
第5章折展機構的性能分析與最佳化設計
5.1概述
5.2折展機構的性能分析與評價
5.2.1性能評價指標
5.2.2折展機構運動學分析
5.2.3折展機構動力學分析
5.3折展機構多目標最佳化設計
5.4本章小結
參考文獻
第6章空間伸展臂設計實例
6.1概述
6.2伸展臂及其驅動機構設計
6.2.1伸展臂展收與驅動原理
6.2.2伸展臂展開過程受力分析
6.2.3伸展臂機構設計
6.2.4伸展臂及驅動機構實物
6.3伸展臂靜力學特性分析
6.3.1伸展臂性能參數分析
6.3.2伸展臂靜力學參數計算
6.3.3伸展臂結構參數對性能參數的影響
6.3.4伸展臂結構參數確定
6.4伸展臂動力學特性分析
6.4.1連續梁等效模型
6.4.2伸展臂動力學分析
6.4.3伸展臂動力學有限元分析
6.4.4動力學模型對比分析
6.5本章小結
參考文獻
第7章拋物面天線折展支撐桁架機構設計實例
7.1概述
7.2折展支撐桁架機構方案設計與評價
7.2.1基本折展單元的設計與評價
7.2.2折展支撐桁架機構方案設計
7.3折展支撐桁架機構的空間幾何建模
7.3.1天線工作表面擬合方法
7.3.2等尺寸模組的幾何建模
7.3.3不等尺寸模組的幾何建模
7.3.4模型的驗證
7.4折展支撐桁架機構運動學分析
7.4.1折展支撐桁架機構尺寸關係
7.4.2折展肋單元展開運動學分析
7.5折展支撐桁架機構動力學分析
7.5.1有限元建模及模態分析
7.5.2支撐桁架機構的模態分析
7.5.3支撐桁架機構的諧回響分析
7.5.4固有頻率影響因素分析
7.6折展支撐桁架機構參數設計
7.6.1結構參數的最佳化模型
7.6.2結構最佳化參數預測模型
7.6.3最佳化設計結果分析
7.7折展支撐桁架機構設計
7.8本章小結
參考文獻
第8章折展機構主要功能裝置
8.1概述
8.2驅動與傳動裝置
8.2.1驅動裝置
8.2.2傳動裝置
8.2.3驅動與傳動一體化裝置
8.2.4冗餘驅動裝置
8.3壓緊釋放裝置
8.3.1火工壓緊釋放裝置
8.3.2記憶合金壓緊釋放裝置
8.4關節鉸鏈
8.4.1彈簧鉸鏈
8.4.2高精度鉸鏈
8.4.3高剛度鉸鏈
8.4.4柔性鉸鏈
8.5本章小結
參考文獻
第9章折展機構地面模擬試驗
9.1概述
9.2微重力模擬試驗
9.2.1試驗方法
9.2.2伸展臂微重力模擬測試
9.2.3天線支撐桁架機構微重力模擬測試
9.3精度測量試驗
9.3.1測量方法
9.3.2天線支撐桁架機構展開精度測量
9.4動力學試驗
9.4.1測試方法
9.4.2伸展臂動力學試驗
9.5模態試驗
9.5.1伸展臂模態試驗
9.5.2模態試驗結果分析
9.5.3天線支撐桁架機構動力學試驗
9.6本章小結
參考文獻
名詞索引
1.1概述
1.2空間折展機構主要結構形式
1.3空間折展機構技術發展與套用
1.3.1空間伸展臂
1.3.2平面型折展天線
1.3.3拋物面型折展天線
1—4空間折展機構研究內容
1.5本章小結
參考文獻
第2章機構構型綜合與分析的數學基礎
2.1概述
2.2圖論
2.2.1 圖論在機構學中的常用定義
2.2.2機構拓撲圖的數學描述
2.3螺旋理論
2.4位移李群理論
2.4.1群、交換群和子群
2.4.2李群、李子群和李代數
2.4.3特殊歐氏群SE（3）及剛體運動描述
2.5本章小結
參考文獻
第3章折展機構單元的構型綜合與幾何設計
3.1概述
3.2基於圖論的平面折展機構單元拓撲綜合
3.2.1拓撲圖模型的建立
3.2.2拓撲對稱性判別
3.2.3構型的演化
3.3基於圖論的空間折展單元拓撲綜合
3.3.1空間靜定桁架圖譜建立
3.3.2空間折展單元圖譜的建立
3.4空間折展機構單元的同構判別
3.4.1空間折展單元的關聯度碼錶示
3.4.2空間折展單元同構判別方法
3.4.3平面摺疊態的四稜錐單元的綜合
3.5基於位移李群的機構單元構型綜合
3.5.1開環運動鏈的自由度分析與綜合
3.5.2對稱運動度閉環機構的分析與綜合
3.6折展機構單元的幾何設計
3.6.1連桿構件的幾何設計
3.6.2基本展開形貌的綜合
3.6.3折展單閉環機構的幾何設計
3.7本章小結
參考文獻
第4章大尺度折展機構的組網方法
4.1概述
4.2多閉環機構運動度分析
4.3機構模組單元的可動連線方法
4.3.1共用支鏈連線
4.3.2共用連桿連線
4.3.3共用附加機構連線
4.4典型機構的大尺度組網
4.4.1 4R Bennett機構的組網
4.4.2 5R Myard機構的組網
4.4.3 6R Bricard機構的組網
4.5本章小結
參考文獻
第5章折展機構的性能分析與最佳化設計
5.1概述
5.2折展機構的性能分析與評價
5.2.1性能評價指標
5.2.2折展機構運動學分析
5.2.3折展機構動力學分析
5.3折展機構多目標最佳化設計
5.4本章小結
參考文獻
第6章空間伸展臂設計實例
6.1概述
6.2伸展臂及其驅動機構設計
6.2.1伸展臂展收與驅動原理
6.2.2伸展臂展開過程受力分析
6.2.3伸展臂機構設計
6.2.4伸展臂及驅動機構實物
6.3伸展臂靜力學特性分析
6.3.1伸展臂性能參數分析
6.3.2伸展臂靜力學參數計算
6.3.3伸展臂結構參數對性能參數的影響
6.3.4伸展臂結構參數確定
6.4伸展臂動力學特性分析
6.4.1連續梁等效模型
6.4.2伸展臂動力學分析
6.4.3伸展臂動力學有限元分析
6.4.4動力學模型對比分析
6.5本章小結
參考文獻
第7章拋物面天線折展支撐桁架機構設計實例
7.1概述
7.2折展支撐桁架機構方案設計與評價
7.2.1基本折展單元的設計與評價
7.2.2折展支撐桁架機構方案設計
7.3折展支撐桁架機構的空間幾何建模
7.3.1天線工作表面擬合方法
7.3.2等尺寸模組的幾何建模
7.3.3不等尺寸模組的幾何建模
7.3.4模型的驗證
7.4折展支撐桁架機構運動學分析
7.4.1折展支撐桁架機構尺寸關係
7.4.2折展肋單元展開運動學分析
7.5折展支撐桁架機構動力學分析
7.5.1有限元建模及模態分析
7.5.2支撐桁架機構的模態分析
7.5.3支撐桁架機構的諧回響分析
7.5.4固有頻率影響因素分析
7.6折展支撐桁架機構參數設計
7.6.1結構參數的最佳化模型
7.6.2結構最佳化參數預測模型
7.6.3最佳化設計結果分析
7.7折展支撐桁架機構設計
7.8本章小結
參考文獻
第8章折展機構主要功能裝置
8.1概述
8.2驅動與傳動裝置
8.2.1驅動裝置
8.2.2傳動裝置
8.2.3驅動與傳動一體化裝置
8.2.4冗餘驅動裝置
8.3壓緊釋放裝置
8.3.1火工壓緊釋放裝置
8.3.2記憶合金壓緊釋放裝置
8.4關節鉸鏈
8.4.1彈簧鉸鏈
8.4.2高精度鉸鏈
8.4.3高剛度鉸鏈
8.4.4柔性鉸鏈
8.5本章小結
參考文獻
第9章折展機構地面模擬試驗
9.1概述
9.2微重力模擬試驗
9.2.1試驗方法
9.2.2伸展臂微重力模擬測試
9.2.3天線支撐桁架機構微重力模擬測試
9.3精度測量試驗
9.3.1測量方法
9.3.2天線支撐桁架機構展開精度測量
9.4動力學試驗
9.4.1測試方法
9.4.2伸展臂動力學試驗
9.5模態試驗
9.5.1伸展臂模態試驗
9.5.2模態試驗結果分析
9.5.3天線支撐桁架機構動力學試驗
9.6本章小結
參考文獻
名詞索引
作品影響
2015年2月，該書獲得“第五屆中華優秀出版物（圖書）獎”。
作者簡介
鄧宗全，哈爾濱工業大學教授。博士生導師，國家教學名師，機械設計及理論學科帶頭人，1956年生人，於1982年和1984年在哈爾濱工業大學機械工程系獲學士和碩士學位一現任國務院學位委員會機械工程學科評議組成員，國家863計畫先進制造技術領域主題專家，軍口973項目首席科學家，教育部機械基礎課程教學指導委員會主任委員。宇航空間機構及控制技術國防重點學科實驗室主任，教育部學科創新引智計畫“裝備設計製造科學與技術”項目負責人。機械工程學會理事等，獲國家技術發明二等獎1項，國家科技進步三等獎1項，軍隊科技進步二等獎1項：獲國家級教學成果二等獎2項：發表論文300餘篇：獲國家發明專利39項。研究方向：空間大型折展機構。星球移動與採樣機構，空間連線與分離技術，特種機器人等。
