随着空间站和深空探测技术的发展,折展式太阳翼运用增多,对其品质也提出了更高要求,太阳翼地面零重力展开试验的需求也随之增加。为便于试验装置综合利用以及节省空间,提高试验设备的灵活性和响应速度,本课题提出了一种可移动、伸缩式自动调平的太阳翼地面零重力展开试验装置。该装置具有高精度、低摩擦、大跨度和大刚度的特点。根据技术指标要求,进行了系统的总体方案设计,设计出一种粗调就位和精调定位的二级混联伸缩的吊梁系统;采用弹簧和滑轮系统相结合的方式解决了调平和锁定工况消除间隙的问题,为系统稳定的工作提供了保障;采用刚铰结合的方式解决了大跨度安装难题;利用Solid Works和Auto CAD分别建立了试验装置机械系统的三维模型和二维工程图纸。针对该系统的结构,建立了高效、高精度计算系统等效刚度的数学模型,并导出了刚度计算公式,利用SAP84验证了公式的正确性;利用ANSYS建立了平台、摇臂架和整机的有限元模型,对它们在自重单独作用、载荷单独作用等工况进行了结构有限元静力分析,验证了刚度和强度均满足指标要求。分别进行了模态分析和瞬态动力学分析。模态分析得到了系统前10阶振型和固有频率值,为系统避免共振提供了理论依据。采用控制变量法,施加不同脉冲激振力进行试验装置瞬态分析,得到了平台上力作用点处的位移时程响应曲线,结合系统水平度要求以及测倾传感器的灵敏度要求,优化了平台精调定位时所给脉冲激振力的取值范围,为水平度精调控制提供了依据。采用本方案图纸完成了零重力模拟试验装置加工和现场装配,验证了大跨度安装方案的可行性;调平试验结果表明装置能达到高水平度要求。本课题所研究的可移动、伸缩式自动调平太阳翼地面零重力展开试验装置的创新型设计理论,为同类装置的研究提供了理论指导;装置加工和装配的成功完成,为同类产品的生产提供了素材。