本课题要研究的敏捷小卫星讲究快速灵敏成像,根据成像内容进行姿态调整,具有左右摆、前后摆、准确摆、快速摆,连续对感兴趣区域实现观测与成像的能力。由于敏捷小卫星的姿态不停变化,极易激起星上挠性部件的振动。国际上小卫星多数采用将单块太阳能帆板通过铰链直接连接在卫星本体的周围,帆板另一端为自由端,类似简支梁结构,具有典型的挠性特性,振动得不到抑制时将严重影响小卫星快速机动和敏捷成像,因此敏捷小卫星帆板展开后需满足刚度和基频要求。本文结合工程实际,设计了带状弹簧铰链展开机构,利用带状弹簧的壳体屈曲性能实现帆板展开及屈曲前的高抗弯刚度实现自动锁定,具有重量轻、结构简单及锁定力大的优点。设计了带状弹簧帆板支撑机构,用以弥补铰链结构的挠性缺陷,提高帆板展开后的刚度与基频,以满足星体对帆板的基频要求,且可避免机构的卡死现象,提高帆板展开的可靠性。针对帆板展开与支撑机构,本文第1章讨论了国内外展开与支撑机构的研究现状和带状弹簧的研究应用现状,并在第2章论述了带状弹簧展开与支撑机构的结构建模,给出了详细的总体设计方案。第3章研究了机构关键部件带状弹簧及带状弹簧铰链的力学特性,使用有限元建模方法重点分析了几何参数对屈曲性能的影响,获得铰链的力学性能与设计要素间的关系。第4章对帆板支撑机构的支撑位置进行了理论建模,并采用单一变量法对支撑方案进行有限元仿真分析,确定了优化后的支撑方案。第5章结合工程实际对展开机构进行动力学建模及ADAMS仿真,分析了帆板展开时间和冲击力等的变化情况。第6章主要进行带状弹簧铰链力矩测量试验、无支撑时的帆板模态试验、有支撑时的帆板模态试验及帆板展开实验,试验结果表明有支撑时的基频达到9.4Hz,是无支撑时4.7Hz的2倍,满足工程要求,该试验结果与仿真分析的基频基本一致,验证了本文展开与支撑机构的分析设计的正确性,试验结果可为后期优化设计提供指导。