伸展肋天线一种特殊结构形式的伞天线,其支撑肋既可以相互收拢,自身又能折叠伸展,因此伸展肋天线具有更高的收纳比,是当前极大型和超大型空间天线的一个研究热点。本文提出一种应用于伸展肋天线支撑肋的伸展臂,该伸展臂具有循环往复驱动的特点,具有较高的驱动效率。本文通过对伸展臂的结构设计、运动学规划和仿真、动力学分析和设计以及结构特性的分析和仿真,重点解决包络设计和动力学设计问题,完成了伸展臂的设计和研究。主要完成以下研究内容:1)对当前国内外不同形式的空间伸展臂进行总结和分析,总结得出套筒式伸展臂适合应用于伸展肋天线的结论,并在当前套筒式伸展臂的研究基础上,设计一种循环往复驱动式套筒伸展臂;2)对新型伸展臂的工作模式进行分析,分别对驱动模块、伸展模块和锁紧机构进行结构设计和分析,对其具体的零部件结构形式进行设计,并基于设计基础完成5m工程样机的设计和3D打印模型;3)基于包络理论解决运动学规划和传动问题。通过假设传动比进行运动学规划,基于空间坐标变换求解运动轨迹方程,根据包络理论计算传动孔的包络母线,用MATLAB进行数值仿真和验证,并对传动销的数量进行分析,最后基于ADAMS软件对伸展臂进行运动学验证和分析;4)基于空间刚体动力学完成动力学设计,根据空间复合运动原理和刚体动力学建立刚体动力学微分方程,求解其动力学结果,完成驱动的设计;5)基于有限元法对伸展臂进行结构特性分析,主要包括静力学和动力学分析。静力学仿真是对单个套筒和完全伸展时的应变和应力分析,确保满足结构强度;结构动力学仿真是对伸展臂在收拢状态和完全伸展时的模态分析。本课题通过对伸展臂的研究表明,循环驱动式套筒伸展臂结构简明,原理清晰,能够满足伸展肋天线支撑肋的结构要求。