CN101834350A - 大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构，包括支撑塔、馈源舱、支撑索，馈源舱通过支撑塔及支撑索悬吊在射电望远镜主动反射面上空的焦点位置上，馈源舱位置和支撑索长度均随焦点位置的改变而改变，所述馈源舱与外界相接的缆线沿其中一根支撑索向外引出。本发明利用支撑索将馈源舱的缆线引出，不但消除了缆线对馈源舱空中位置、空中姿态变化时的干扰，以及对馈源舱内设备工作的影响，保证了馈源舱对射电望远镜主动反射面空中焦点位置的实时精确跟踪，而且取消了专门的缆线支撑装置，使其实施更加容易，同时也提高了工作的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其是一种大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构。
背景技术
随着天文观测技术的发展和对大射电望远镜的深入研究，对于大口径射电望远镜的各项设计指标均提出更高的要求。例如，大口径望远镜的馈源舱与地面之间只有通过悬吊的支撑索建立的柔性连接机构，而且柔性支撑索还随着馈源舱的大范围移动而不断改变长度和方向，这使得在舱与地面之间很难建立固定的动力电缆和信号光缆进舱通道。针对这个问题，西安电子科技大学申请了专利号为200620079587.0的实用新型专利，该专利中通过在两个支撑塔的顶部连接一条附加的钢索，来作为动力线和信号线的支撑机构。这种结构形式存在以下问题：1、从钢索上的缆线引出点到进入馈源舱之间仍存在很长的缆线悬垂段，由于这一段缆线不可能与任何支撑机构连接，因此可能会因承载过大而损坏。2、垂下的缆线会对馈源舱内设备的工作造成干扰，如会遮挡激光全站仪靶标的视线，与舱罩干涉造成磨损等。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构，包括支撑塔、馈源舱、支撑索，馈源舱通过支撑塔及支撑索悬吊在射电望远镜主动反射面上空的焦点位置上，馈源舱位置和支撑索长度均随焦点位置的改变而改变，其中，所述馈源舱与外界相接的缆线沿其中一根支撑索向外引出。
进一步，引出所述缆线的所述支撑索所在的支撑塔的顶端设置有该缆线的第一固定点，缆线在该第一固定点与支撑塔相固定后再向外引出，支撑塔与馈源舱之间的缆线通过若干个可沿支撑索滑动的活动索夹吊挂在支撑索上，缆线与各活动索夹一一固定，相邻活动索夹之间悬垂有预定长度的缆线，随着馈源舱空中位置的改变，缆线通过活动索夹沿支撑索展开或收拢以适应馈源舱与第一固定点之间距离的变化。
进一步，所述相邻活动索夹之间以及径向最外侧活动索夹与所述第一固定点之间还设置有纤绳，由活动索夹所分隔的各区间的纤绳的预留长度均小于相应区间缆线的预定长度，在缆线随着所述馈源舱空中位置的改变而沿支撑索展开时，通过纤绳对相邻活动索夹之间的最大间距及径向最外侧活动索夹与第一固定点之间的间距进行限定，以保证各区间的缆线在展开后仍保留有一定的裕度。
进一步，引出所述缆线的所述支撑索的中部还设置有缆线第二固定点，该第二固定点与所述馈源舱之间的缆线贴近支撑索设置，位于第二固定点外侧的缆线通过所述活动索夹吊挂在支撑索上，第二固定点将其外侧的缆线隔离在馈源舱的安全工作距离之外，避免收拢后悬垂下来的缆线干扰馈源舱内设备的正常工作。
进一步，所述第二固定点与所述馈源舱之间的缆线通过若干个固定索夹吊挂在所述支撑索上，各固定索夹沿支撑索间隔定点设置，固定索夹可绕支撑索转动，以保持下垂状态，缆线与各固定索夹一一固定，相邻固定索夹之间的缆线留有预定的裕度。
进一步，所述活动索夹在其排列方向的一侧或两侧还设置有限位器，通过该限位器对相邻活动索夹收拢后靠在一起时的最小间距进行限定，以保证相邻活动索夹之间的缆线在悬垂时的弯折半径大于其所允许的最小弯折半径。
进一步，所述活动索夹和所述固定索夹上均设置有中间上凸的弧形托板，所述缆线承托固定在该弧形托板上，并从弧形托板两侧垂下，弧形托板的弯曲半径大于缆线所允许的最小弯折半径。
进一步，所述活动索夹通过其上安装的滑轮组可滑动吊挂在所述支撑索上，滑轮组中的滑轮上下配置，将支撑索夹持在其间。
本发明利用现有支撑索将馈源舱的缆线引出，不但可以避免过长的缆线悬垂段，使得缆线不至于承受很大载荷而损坏，也可以消除缆线对馈源舱内设备工作的影响和对舱罩的干涉，保证了馈源舱对射电望远镜主动反射面空中焦点位置的实时精确跟踪，而且取消了专门的附加钢索，简化了结构，使其实施更加容易，同时也提高了工作的可靠性。
附图说明
图1为大口径射电望远镜的结构示意图；
图2为缆线及其支撑索的结构示意图；
图3为活动索夹的主视图；
图4为活动索夹的剖视图；
图5为固定索夹的主视图；
图6为固定索夹的剖视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明一种大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构，包括支撑塔1、馈源舱2、支撑索3，馈源舱2通过多组支撑塔1和支撑索3悬吊在射电望远镜主动反射面4上空的焦点位置上，馈源舱2位置和支撑索3长度均随焦点位置的改变而改变，其中，馈源舱2与外界相接的缆线5沿其中一根支撑索31向外引出。缆线5包括扁平状电缆51和包覆在扁平状电缆51内的光缆52，缆线5的支撑索31所在的支撑塔11的顶端设置有缆线5的第一固定点6，缆线5在第一固定点6与支撑塔11相固定后再向外引出，支撑塔11与馈源舱2之间的缆线5通过若干个可沿支撑索31滑动的活动索夹7吊挂在支撑索31上。
如图3、图4所示，活动索夹7包括护罩75和滑轮组74，滑轮组74通过滑轮轴76套装在护罩75内，滑轮组74可滑动吊挂在支撑索31上，滑轮组74中的滑轮上下配置，并将支撑索31夹持在其间。活动索夹7在其排列方向一侧或两侧的护罩75上设置有限位器72，通过限位器72对相邻活动索夹7收拢后靠在一起时的最小间距进行限定，以保证相邻活动索夹7之间的缆线在悬垂时的弯折半径大于其所允许的最小弯折半径。在护罩75的底部上设置有中间上凸的弧形托板73，缆线5承托固定在弧形托板73上，并从弧形托板73的两侧垂下，弧形托板73的弯曲半径大于缆线所允许的最小弯折半径，从而防止了缆线5在固定部位弯折半径过小而发生折断现象。
缆线5与各活动索夹7一一固定，相邻活动索夹7之间悬垂有预定长度的缆线，随着馈源舱2空中位置的改变，馈源舱2会靠近或远离支撑塔11，当馈源舱2靠近支撑塔11时，相邻活动索夹7相互靠近，其之间的缆线将收拢；当馈源舱2远离支撑塔11时，相邻活动索夹7相互远离，其之间的缆线将展开，相邻活动索夹7之间预定长度的缆线将满足相邻的活动索夹7相互远离时的长度所需。缆线5通过活动索夹7沿支撑索31展开或收拢以适应馈源舱2与第一固定点6之间距离的变化。
相邻活动索夹7之间设置有纤绳8，由活动索夹7所分隔的各区间的纤绳的预留长度均小于相应区间缆线的预定长度，在缆线5随着馈源舱2空中位置的改变而沿支撑索31展开时，通过纤绳8对相邻活动索夹7之间的最大间距进行限定，以保证各区间的缆线在展开后仍保留有一定的裕度，以防止相邻活动索夹7之间的缆线5直接承受拉力。径向最外侧活动索夹71与第一固定点6之间同样设置有纤绳81，通过纤绳81对径向最外侧活动索夹71与第一固定点6之间的间距进行限定。
缆线5的支撑索31的中部还设置有缆线第二固定点9，第二固定点9与馈源舱2之间的缆线贴近支撑索31设置，以保证具有尽可能小的下垂量，位于第二固定点9外侧的缆线通过活动索夹7吊挂在支撑索31上，第二固定点9将其外侧的缆线隔离在馈源舱2的安全工作距离之外，避免了活动索夹7收拢后，相邻的活动索夹7之间悬垂下来的预留缆线遮挡馈源舱2内激光全站仪靶标的视线，影响其正常工作。
第二固定点9与馈源舱2之间的缆线通过若干个固定索夹10吊挂在支撑索31上，如图5、图6所示，固定索夹10包括吊环13和U型支架15，支撑索31被夹持在吊环13内，吊环13和U型支架15之间通过螺栓固定连接，在U型支架15的下部还固定连接有中间上凸的弧形托板12，缆线5承托固定在弧形托板12上，并从弧形托板12的两侧垂下，弧形托板12的弯曲半径大于缆线5所允许的最小弯折半径，从而防止了缆线5在固定部位弯折半径过小而发生折断现象。
各个固定索夹10沿支撑索31间隔设置，在沿支撑索31长度方向上，在每个固定索夹10的两侧上均设置有限位装置14，固定索夹10被限定在其两侧的限位装置14之间，以保证固定索夹10不能沿支撑索31的长度方向滑动。由于固定索夹10的位置被限定，即馈源舱2与每个固定索夹10的相对位置不变，并且固定索夹10上悬挂的缆线5为贴近支撑索31设置，这样在馈源舱2的运动过程中，在径向的一段距离之内，不会有缆线悬垂下来，从而保证了馈源舱2内设备的视线不会被遮挡。固定索夹10可通过吊环13绕支撑索31转动，以保持下垂状态，缆线5与各固定索夹10一一固定。相邻固定索夹10也可以设置纤绳8，利用该钎绳进一步对相邻固定索夹之间的间距进行限定，防止固定索夹10之间的缆线5直接承受拉力。
本发明中，缆线5的总长度根据支撑索31的最大长度(由馈源舱的运动范围确定)和每段所需要的缆线悬垂富余量来确定。从馈源舱2到第二固定点9之间支撑索31的间隔L1上设置的为固定索夹10，相邻的固定索夹10之间保持最大间距，以防止缆线在馈源舱附近堆积造成对馈源舱及馈源舱内设备的干涉。固定索夹的两端安装有置于支撑索上的限位装置，保证固定索夹沿索长度方向不能滑动，但索夹可沿垂直于钢索方向旋转。第二固定点9和第一固定点6之间分为L2段和L3段，L2段为缆线集中堆积段，L3段为缆线展开段，支撑索长度在最大和最小长度之间变化时，多余的缆线和活动索夹在重力作用下自动相互并拢并堆积在L2段。所有相邻索夹之间均用柔性钎绳相连，此柔性钎绳的长度小于相邻索夹之间缆线的长度，其作用对活动索夹而言为最大间距地限定，此外即使其中某一个索夹不慎脱落时柔性钎绳亦能起到暂时悬挂缆线的作用，避免缆线直接承受拉力而被损坏。
本发明利用支撑索将馈源舱的缆线引出，解决了在柔性支撑的馈源舱大范围运动情况下，舱内各设备的电力供应及测控数据传输问题，保证馈源舱在大范围运动时能够正常工作；消除了缆线对馈源舱空中位置、空中姿态变化时的干扰，以及对馈源舱内设备工作的影响，保证了馈源舱对射电望远镜主动反射面空中焦点位置的实时精确跟踪，而且取消了专门的缆线支撑装置，使其实施更加容易，同时也提高了工作的可靠性。
本实施例中支撑索选用钢索，附带说明也可选用具有足够强度的由其他材料制成的支撑索。
Claims (8)
1.一种大口径射电望远镜被动式缆线进舱连接机构，包括支撑塔、馈源舱、支撑索，馈源舱通过支撑塔及支撑索悬吊在射电望远镜主动反射面上空的焦点位置上，馈源舱位置和支撑索长度均随焦点位置的改变而改变，其特征在于，所述馈源舱与外界相接的缆线沿其中一根支撑索向外引出。
2.如权利要求1所述的连接机构，其特征在于，引出所述缆线的所述支撑索所在的支撑塔的顶端设置有该缆线的第一固定点，缆线在该第一固定点与支撑塔相固定后再向外引出，支撑塔与馈源舱之间的缆线通过若干个可沿支撑索滑动的活动索夹吊挂在支撑索上，缆线与各活动索夹一一固定，相邻活动索夹之间悬垂有预定长度的缆线，随着馈源舱空中位置的改变，缆线通过活动索夹沿支撑索展开或收拢以适应馈源舱与第一固定点之间距离的变化。
3.如权利要求2所述的连接机构，其特征在于，所述相邻活动索夹之间以及径向最外侧活动索夹与所述第一固定点之间还设置有纤绳，由活动索夹所分隔的各区间的纤绳的预留长度均小于相应区间缆线的预定长度，在缆线随着所述馈源舱空中位置的改变而沿支撑索展开时，通过纤绳对相邻活动索夹之间的最大间距及径向最外侧活动索夹与第一固定点之间的间距进行限定，以保证各区间的缆线在展开后仍保留有一定的裕度。
4.如权利要求3所述的连接机构，其特征在于，引出所述缆线的所述支撑索的中部还设置有缆线第二固定点，该第二固定点与所述馈源舱之间的缆线贴近支撑索设置，位于第二固定点外侧的缆线通过所述活动索夹吊挂在支撑索上，第二固定点将其外侧的缆线隔离在馈源舱的安全工作距离之外，避免收拢后悬垂下来的缆线干扰馈源舱内设备的正常工作。
5.如权利要求4所述的连接机构，其特征在于，所述第二固定点与所述馈源舱之间的缆线通过若干个固定索夹吊挂在所述支撑索上，各固定索夹沿支撑索间隔定点设置，固定索夹可绕支撑索转动，以保持下垂状态，缆线与各固定索夹一一固定，相邻固定索夹之间的缆线留有预定的裕度。
6.如权利要求1所述的连接机构，其特征在于，所述活动索夹在其排列方向的一侧或两侧还设置有限位器，通过该限位器对相邻活动索夹收拢后靠在一起时的最小间距进行限定，以保证相邻活动索夹之间的缆线在悬垂时的弯折半径大于其所允许的最小弯折半径。
7.如权利要求5所述的连接机构，其特征在于，所述活动索夹和所述固定索夹上均设置有中间上凸的弧形托板，所述缆线承托固定在该弧形托板上，并从弧形托板两侧垂下，弧形托板的弯曲半径大于缆线所允许的最小弯折半径。
8.如权利要求1所述的连接机构，其特征在于，所述活动索夹通过其上安装的滑轮组可滑动吊挂在所述支撑索上，滑轮组中的滑轮上下配置，将支撑索夹持在其间。
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