天线座作为雷达天线的支撑装置和伺服系统的控制对象,是天线电性能得以实现的关键保障。随着雷达电性能需求的提升、天线口径的增大,天线座的设计要求更加严苛。本文针对某大型舰载雷达天线座保精度设计过程中难以满足重量要求的问题,提出一种俯仰运动采用平面两自由度五杆机构、方位运动采用转盘轴承实现的倒竖式天线座创新方案,并对其运动与受力、优化设计、结构性能、动力学和轨迹规划进行了研究,通过虚拟仿真平台进行了动力学仿真分析。主要工作如下:(1)描述了倒竖式天线座的结构功能、工作原理、使用环境和精度要求,对不同工况下的载荷进行了计算。通过位置几何关系进行了天线座运动学分析和受力分析,并建立了以液压缸起竖力为目标的倒竖式天线座构型设计优化模型。采用人工蜂群算法对天线座的优化问题进行求解,得到了在满足液压缸极限长度之比、铰链位置和机构传动角约束的前提下,具有更好运动性能的设计参数。(2)进行了典型工况下倒竖式天线座的有限元分析,评估了其静态和动态性能。基于拓扑优化设计技术,对关键承载部件进行了结构拓扑优化,有效减轻了天线座的重量。从最大变形、最大应力、轴系精度和固有频率等方面对优化前后的天线座进行了对比,结果表明倒竖式天线座的结构设计满足指标要求。(3)建立了倒竖式天线座的拉格朗日动力学模型,分别以曲柄驱动功率最小、液压缸驱动功率最小和二者驱动功率均最小为目标,以多项式函数为插值方法,进行了倒竖式天线座关节空间的运动轨迹规划。采用多体动力学分析软件进行了不同运动轨迹下天线座的动力学仿真,验证了动力学模型的正确性和所规划轨迹的有效性。