含旋转副间隙的空间可展开机械手动态特性研究

雷远航; 何亚银; 陈礼军; 赵永强; 任志贵; 王军利

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含旋转副间隙的空间可展开机械手动态特性研究

更新时间：2026-06-08

- 含旋转副间隙的空间可展开机械手动态特性研究
- Dynamic characterization of spatially deployable manipulator with rotating pair clearance
- 机械传动 2026年页码：1-10
- 作者机构：
  
  陕西理工大学机械工程学院，汉中 723000
- 作者简介：
  
  雷远航，男，2001年生，陕西宝鸡人，硕士研究生；主要研究方向为空间可展开机构；1795528174@qq.com。
  何亚银（通信作者），女，1975年生，陕西蒲城人，教授，工学硕士；主要研究方向是机械设计及理论、机械动力学；heyayin@21cn.com。
- 基金信息：
  
  陕西省自然科学未来新兴产业领域重点研发计划(2025CY-YBXM-019);陕西省科技厅基金项目(2024NC-YBXM-203)
- DOI：
  中图分类号： TH122
- 收稿：2025-06-17，
  
  修回：2025-07-21，
  
  网络首发：2026-06-08，
- 稿件说明：
移动端阅览
雷远航，何亚银，陈礼军，等.含旋转副间隙的空间可展开机械手动态特性研究［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-10.

LEI Yuanhang，HE Yayin，CHEN Lijun，et al.Dynamic characterization of spatially deployable manipulator with rotating pair clearance［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-10.
雷远航，何亚银，陈礼军，等.含旋转副间隙的空间可展开机械手动态特性研究［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-10. DOI：

LEI Yuanhang，HE Yayin，CHEN Lijun，et al.Dynamic characterization of spatially deployable manipulator with rotating pair clearance［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-10. DOI：

摘要

目的

为研究旋转副间隙对空间可展机构动态特性的影响，设计了一种空间剪叉式可展开机械手。

方法

建立旋转副间隙数学模型，基于IMPACT函数的接触力模型对含旋转副间隙的空间机械手进行动力学仿真，分析间隙大小、恢复系数、间隙位置和间隙数量等因素对其展开过程动态特性的影响。

结果

结果表明，间隙大小在0.02~0.04 mm、所选择材料的恢复系数在0.4~0.8时，展开过程相对稳定；越远离执行件的位置，旋转副间隙对执行件的动态特性越大；间隙数量增加会使机械手展开过程中振动频率增大，影响其展开过程的稳定性。因此，选择合适的参数和材料至关重要。研究结果可为空间可展开机械手的研究与机构优化提供参考。

Abstract

Objective

In order to study the influence of the rotating pair clearance on the dynamic characteristics of the space deployable mechanism

a space shear-fork deployable manipulator was designed.

Methods

A mathematical model of the rotating pair clearance was established

and a dynamic simulation analysis of the space manipulator containing a rotating pair clearance was carried out based on the contact force model of the IMPACT function to analyze the effects of the gap size

the recovery coefficient

the position of the gap and the number of gaps on the dynamic characteristics of its unfolding process.

Results

The results show that the deployment process remains relatively stable when the joint clearance ranges from 0.02 mm to 0.04 mm and the restitution coefficient of the selected material is between 0.4 and 0.8. The rotational joint clearance exerts a more significant influence on the dynamic characteristics of the executive component at positions farther away from it. The increase in the number of clearances raises the vibration frequency of the manipulator during deployment

which deteriorates the stability of the deployment process. Therefore

the selection of appropriate structural parameters and materials is crucial. The research findings can provide a reference for the research and structural optimization of space deployable manipulators.

关键词

Keywords

references

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