CN104979640A - 射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，包括促动器，所述促动器设置有活塞杆，所述活塞杆上端连接节点盘，所述促动器的常态为受压状态；若干块反射面单元的顶角压靠在所述节点盘上；所述促动器安装在支撑架上，所述支撑架顶端设置有支撑座，底端设置有底座，中部设置限位板，所述促动器通过支撑轴安装在所述支撑座上，所述促动器下方设置有限位杆与所述限位板配合从而限制所述促动器的位置，所述节点盘、促动器和支撑架组成一个支撑模块。

Description

射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置

技术领域

本发明涉及一种射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，具体涉及射电望远镜反射面单元在射电望远镜中心的支撑和驱动机构。

背景技术

500m口径球面射电望远镜FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）将是国际上最大、最灵敏的射电天文望远镜。利用贵州喀斯特洼坑作为台址，在洼坑内铺设球冠状反射面，通过主动控制形成抛物面以汇聚电磁波，采用轻型钢索拖动馈源平台实现望远镜的指向跟踪。

FAST主动反射面基准面是一个口径500m、半径300m的球面，由主体支承结构、促动器、反射面单元组成。主动反射面主体支承结构由圈梁和格构柱以及格构柱基础、主索网、下拉索组成。主索网为短程线型三角形网格，三角形反射面单元安装在主索网上，边长约为10.4m～12.4m，数量约4300块。

在望远镜观测时，采用促动器驱动下拉索方式改变反射面单元面形，以跟踪天体。促动器为机、电、液一体化单元，工作于贵州黔南潮湿洼地中，始终承受最大7～15吨拉力变载荷作用，平均速度约0.2mm/s，数量为2225 套。

反射面中心处留有内切圆直径16.8m的正五边形孔，此五边形孔采用5块反射面单元覆盖，每块反射面单元位于反射面中心处的顶角汇交于一个节点上，在观测时，此处的5块反射面单元需要参与反射面整体变形，所以需要解决多块反射面单元顶角汇交处的支撑和驱动问题。

在望远镜反射面上空需要设置支撑馈源的馈源舱结构，考虑到其初始安装及后期检修，反射面中心设计有环形馈源舱停靠平台，总高3.5m，净空高3m。对应该区域的节点盘及其促动器需要方便拆卸并灵活搬运至非干涉区域，且通过该环形馈源舱停靠平台时，不应超过3m限高。为此，该中心5块反射面单元的支撑和驱动不宜延用上述主体支承结构。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，多块反射面单元同时压靠在一个节点盘顶端，下方设置促动器顶推该节点盘，既构成了支撑装置，也构成了变形驱动装置。将原中心节点盘受拉驱动改进为节点盘受压状态，重点解决受压节点盘的支撑与驱动问题。受力方面，该节点盘除5块反射面单元对其产生的压力外，部分工况受到水平侧向力作用。因此，该中心受压促动器及其支撑装置应具备运动平稳可控、强抗弯能力、快速装拆、搬运灵活的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，包括促动器，所述促动器设置有活塞杆，所述活塞杆上端连接节点盘，所述促动器的常态为受压状态；若干块反射面单元的的顶角压靠在所述节点盘上；所述促动器安装在支撑架上，所述支撑架顶端设置有支撑座，底端设置有底座，中部设置限位板，所述促动器通过支撑轴安装在所述支撑座上，所述促动器下方设置有限位杆与所述限位板配合从而限制所述促动器的位置，所述节点盘、促动器和支撑架组成一个支撑模块。

进一步，所述节点盘下方设置有连接管，所述连接管周围设置有加强筋板，所述连接管上设置连接孔，所述活塞杆插入所述连接管中，在所述连接孔中插入销轴完成所述促动器与节点盘的连接。

进一步，所述支撑座上设置有U型轴座，所述支撑轴落入所述轴座内。

进一步，所述节点盘呈圆形或五边形，所述节点盘下方设置若干吊耳，吊运所述支撑模块时吊索连接所述吊耳。

进一步，所述吊耳由焊接的耳板构成，或者由螺纹固定的螺栓构成。

进一步，安装所述促动器时，所述促动器从顶端落入所述支撑架中。

进一步，所述支撑架一侧设置有若干垂直所述支撑架的支腿，所述支腿可拆卸，所述支腿设置有脚轮，搬运所述支撑模块时将所述支撑模块放倒依靠所述支腿移动。

进一步，所述限位板中部设置有限位孔，所述限位杆插入所述限位孔中，所述限位杆下方设置有螺母阻止所述限位杆向上移动。

进一步，所述支撑架的架体由若干立柱和横梁构成，横截面呈矩形或三角形。

进一步，所述底座设置有连接孔，通过地锚固定在地基上。

采用上述结构设置的射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，具有以下优点：

促动器便于安装，促动器从顶端直接落入支撑架中，下端用螺母限位即可。节点盘、促动器和支撑架组成一个支撑模块。该支撑模块虽然高度较高，但利用吊运装置可方便进行支撑模块竖直与水平状态变换，以适应环形馈源舱停靠平台的高度限制，同时支撑架设置有转移用的带脚轮支腿，方便搬运。

促动器为液压驱动，加载安全可靠、运动平稳可控，促动器的活塞杆直接连接节点盘，向上顶推或者向下节点盘随动，二者之间不需要设置下拉索，与FAST射电望远镜中心部位以外其他位置的促动器连接方式不同。

促动器支撑轴设置在液压缸上端，加大了与底部限位杆的轴线距离，提高促动器自身的抗弯能力；同时，节点盘伸至上限位时，活塞仍距液压缸上端一定距离，既增强了促动器活塞杆的抗弯能力，也减小了对活塞杆、密封件、支撑件的损伤。

节点盘下方设置圆管型的连接管，连接管周围设置有加强筋板，使得节点盘抗弯能力增强。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为图1中的局部放大视图；

图3为本发明所采用节点盘的仰视图；

图4为本发明所采用节点盘的仰视图；

图5为本发明的水平推运状态图；

图6为图5中的局部放大视图；

图7为本发明的吊运状态图。

图中：1.支撑架；1-1.立柱；1-2.底座；1-3.限位板；1-4. 轴座；1-5.支撑座；1-6. 脚轮；1-7. 支腿；

2. 节点盘；2-1. 连接管；2-2.螺栓；2-3.加强筋板； 2-4. 连接孔；

3. 促动器；3-1.支撑轴；

4. 反射面单元；

5. 吊运装置；5-1.主架体；5-2.加强连杆；5-3. 加强连杆；5-4.脚轮。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明的结构、特征以及功效详细说明如后。

实施例1

如图1、图5所示为本发明的实施例之一，在该实施例中，射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，包括促动器3，促动器3设置有活塞杆，活塞杆上端连接节点盘2，促动器3的常态为受压状态；若干块反射面单元4的的顶角压靠在节点盘2上；促动器3安装在支撑架1上，支撑架1顶端设置有支撑座1-5，底端设置有底座1-2，中部设置限位板1-3，促动器3通过支撑轴3-1安装在支撑座1-5上，促动器3下方设置有限位杆与限位板1-3配合从而限制促动器3的位置，节点盘2、促动器3和支撑架1组成一个支撑模块。

反射面单元4变形时，促动器3可向上伸出活塞杆从而顶推节点盘2，或者向下缩回活塞杆从而拉动节点盘2，这与FAST射电望远镜中心部位以外其他的促动器工作方式不同。无论是上升过程还是下降过程，促动器3的液压回路要求工作稳定，不发生抖动。

在本实施例中，支撑座1-5由顶端的2根横梁构成。

如图2、图3所示，节点盘2呈圆形，节点盘2下方设置有圆管型连接管2-1，连接管2-1周围设置有加强筋板2-3，连接管2-1上设置连接孔2-4，活塞杆插入连接管2-1中，在连接孔2-4中插入销轴即可完成促动器3与节点盘2的连接。

连接管2-1的内径需要与活塞杆匹配，二者可以采用间隙配合，方便安装，但是间隙不易过大，这样能较好地保持节点盘2水平。连接管2-1、加强筋板2-3可以焊接在节点盘2下方。

如图1、图2所示，支撑座1-5上设置有U型轴座1-4，支撑轴3-1落入轴座1-4内，可以在轴座1-4内转动。

如图2、图6所示，节点盘2下方设置若干吊耳，吊运由节点盘2、促动器3和支撑架1所组成的支撑模块时吊索连接吊耳。吊耳由焊接的耳板构成，或者由螺纹固定的螺栓2-2构成。

安装促动器3时，促动器3从顶端落入支撑架1中。

如图5、图6所示，支撑架1一侧设置有若干垂直支撑架1的支腿1-7，支腿1-7可拆卸，支腿1-7设置有脚轮1-6，搬运前述支撑模块时将支撑架1放倒依靠支腿1-7移动。

如图1、图2所示，限位板1-3中部设置有限位孔，限位杆插入限位孔中，限位杆下方设置有螺母阻止限位杆向上移动。

如图1、图2所示，支撑架1的架体由若干立柱1-1和横梁构成，横截面呈矩形或三角形。这些横梁可以当做爬梯使用，在连接反射面单元4与节点盘2的过程中，在连接吊索与节点盘吊耳的过程中，均可以通过横梁爬上支撑架1的上部进行作业。

如图1所示，底座1-2设置有连接孔，通过地锚固定在地基上，从而固定支撑架1。

在安装与拆卸节点盘2、促动器3和支撑架1过程中，将这3个部件组装在一起形成一个支撑模块进行，具体操作流程，简述如下：

1、依靠支撑架1下部的支腿1-7将该支撑模块整体自环形馈源舱停靠平台外部推移至内部，然后使用吊运装置5起吊该支撑模块。

2、吊运过程如图7所示，所用到的吊运装置5设置有主架体5-1，主架体5-1为三脚架的结构，主架体5-1在不同高度设置有加强连杆5-2、5-3，均可方便拆卸，吊运装置5是在环形馈源舱停靠平台内部由零部件组装起来的。具体地，在底层设置2根加强连杆5-3，腰部设置1根加强连杆5-2，前述支撑模块可以从该侧进出吊运装置5内。主架体5-1上部设置有手动葫芦，吊索与节点盘吊耳连接之后，通过手动葫芦吊起该支撑模块，实现水平状态向竖直状态的转换。主架体5-1下端设置有脚轮5-4，吊运装置5吊起该支撑模块后可直接推移至地锚处，固定在地基上，完成支撑模块安装。

3、将吊运装置5拆解，并搬运至环形馈源舱停靠平台外部。

4、当望远镜后期检修时需要拆卸该支撑模块，其操作流程可按照上述安装过程的逆序进行。

实施例2

如图4所示为本发明实施例2，在该实施例中，节点盘2采用五边形，顶角带有圆角。连接管2-1周围的加强筋板2-3呈星形布置。节点盘2采用五边形，既能够与受力协调，也能够省料、减轻重量。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.射电望远镜中心受压促动器及其支撑装置，包括促动器，所述促动器设置有活塞杆，其特征在于，所述活塞杆上端连接节点盘，所述促动器的常态为受压状态；若干块反射面单元的的顶角压靠在所述节点盘上；所述促动器安装在支撑架上，所述支撑架顶端设置有支撑座，底端设置有底座，中部设置限位板，所述促动器通过支撑轴安装在所述支撑座上，所述促动器下方设置有限位杆与所述限位板配合从而限制所述促动器的位置，所述节点盘、促动器和支撑架组成一个支撑模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节点盘下方设置有连接管，所述连接管周围设置有加强筋板，所述连接管上设置连接孔，所述活塞杆插入所述连接管中，在所述连接孔中插入销轴完成所述促动器与节点盘的连接。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑座上设置有U型轴座，所述支撑轴落入所述轴座内。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节点盘呈圆形或五边形，所述节点盘下方设置若干吊耳，吊运所述支撑模块时吊索连接所述吊耳。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述吊耳由焊接的耳板构成，或者由螺纹固定的螺栓构成。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，安装所述促动器时，所述促动器从顶端落入所述支撑架中。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑架一侧设置有若干垂直所述支撑架的支腿，所述支腿可拆卸，所述支腿设置有脚轮，搬运所述支撑模块时将所述支撑模块放倒依靠所述支腿移动。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述限位板中部设置有限位孔，所述限位杆插入所述限位孔中，所述限位杆下方设置有螺母阻止所述限位杆向上移动。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑架的架体由若干立柱和横梁构成，横截面呈矩形或三角形。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座设置有连接孔，通过地锚固定在地基上。