CN205335409U - 一种空间受力均匀的射电望远镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种空间受力均匀的射电望远镜，包括俯仰机构、支承背架、支承背架上的反射面、副反射面和撑腿，俯仰机构对称的四个方位角上分别设置有伸臂小桁架，副反射面下方连接着四条撑腿，四条撑腿分别穿透反射面后连接在四条伸臂小桁架上；俯仰机构内部安装着一个倒置的伞撑架，且该伞撑架的中心轴与俯仰机构的中心轴重叠。这种射电望远镜，完全消除了背架结构表面集中力的作用；在中心轴上将背架结构与俯仰机构进行连接，保证了背架结构的约束条件关于中心轴极对称；角锥单元合理搭配，使得整个背架结构网格更为均匀，杆件布置更为密集，较前述桁架系方案空间受力更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及大型射电望远镜建造技术和支架承重技术，具体涉及一种空间受力均匀的射电望远镜。
背景技术
射电望远镜(radiotelescope)是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录﹑处理和显示系统等。
经典射电望远镜的基本原理是和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。用旋转抛物面作镜面易于实现同相聚焦，因此，射电望远镜天线大多是抛物面。射电望远镜表面和一理想抛物面的均方误差如不大于λ/16～λ/10，该望远镜一般就能在波长大于λ的射电波段上有效地工作。
传统的射电望远镜的结构中存在着一些缺点，具体如下：
1、传统的射电望远镜的结构中，望远镜副反射面通过4条撑腿直接与背架结构上弦（即反射面表面）相连，这样，副反射面及撑腿的重力以荷载的形式作用于反射面相应节点，集中力的存在必会引起反射面变形的不均匀，从而降低反射面精度。
2、传统的射电望远镜的结构中，支承背架结构的俯仰机构两端悬挂有大齿轮，另两端装有俯仰轴承座，这样就不可能实现极对称涉及，只能实现双轴对称设计。
3、传统的射电望远镜的结构中，其背架结构采用的都是肋环形交叉桁架系空间网格结构，这种结构整个背架结构网格不是很均匀，杆件布置比较宽松，桁架系方案空间受力不是很好。
实用新型内容
本实用新型的目的是在传统的射电望远镜的结构上进行改进，克服传统的射电望远镜的结构上在的一些不足。
为此，本实用新型提供了一种空间受力均匀的射电望远镜，包括俯仰机构、支承背架、支承背架上的反射面、副反射面和撑腿，所述的俯仰机构对称的四个方位角上分别设置有伸臂小桁架，副反射面下方连接着四条撑腿，四条撑腿分别穿透反射面后连接在四条伸臂小桁架上；
所述的俯仰机构内部安装着一个倒置的伞撑架，且该伞撑架的中心轴与俯仰机构的中心轴重叠。
所述的伞撑架包括上部的伞撑平台和下部的多个斜向杆，伞撑平台安装在俯仰机构上并且与支承背架连接成一体，斜向杆连接着伞撑平台的边缘和俯仰机构的最底部，所有的斜向杆的一个端部在伞撑平台的边缘均匀分布，另一端聚合在一起连接在俯仰机构的最底部。
所述的射电望远镜的支承背架呈碗状，分为内圈和外圈，其中，内圈分为上下两层，上层由多个三角锥网格平铺连接组成，下层由多个四角锥网格平铺连接组成，外圈为单体的四角锥网格平铺连接组成。
所述的支承背架的内圈上层的三角锥的锥顶之间，以及外圈的四角锥的锥顶之间通过连接杆件连接成多个过渡三角形。
本实用新型的有益效果：本实用新型的这种空间受力均匀的射电望远镜，在俯仰平台的对应位置分别伸起4片伸臂小桁架，作为副反射面撑腿的支撑点，使得副反射面及撑腿的重量直接传递给俯仰机构。这一改进措施完全消除了背架结构表面集中力的作用；在中心轴上将背架结构与俯仰机构进行连接，保证了背架结构的约束条件关于中心轴极对称；角锥单元合理搭配，使得整个背架结构网格更为均匀，杆件布置更为密集，较前述桁架系方案空间受力更好。
附图说明
以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
图1是本实用新型的整体结构示意图。
图2是副反射面通过撑腿作用于俯仰机构的结构示意图。
图3是俯仰机构的结构示意图。
图4是伞撑架的机构示意图。
图5是伞撑架与支承背架连接结合的示意图。
图6是伞撑架与俯仰机构结合后的结构示意图。
图7是传统望远镜支承背架的一榀单元上弦平面示意图。
图8是传统望远镜支承背架的一榀单元上弦立面示意图。
图9是传统望远镜平面俯视示意图。
图10是传统望远镜结构侧视图。
图11是本实用新型的这种望远镜支承背架的一榀单元上弦平面示意图。
图12是本实用新型的这种望远镜支承背架的一榀单元上弦立面示意图。
图13是本实用新型的这种望远镜平面俯视示意图。
图14是本实用新型的这种望远镜结构侧视图。
附图标记说明：1、反射面；2、副反射面；3、撑腿；4、伸臂小桁架；5、伞撑平台；6、斜向杆；7、俯仰机构；8、支承背架。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供一种空间受力均匀的射电望远镜，如图1和图2所示，包括俯仰机构7、支承背架8、支承背架8上的反射面1、副反射面2和撑腿3，所述的俯仰机构7对称的四个方位角上分别设置有伸臂小桁架4，副反射面2下方连接着四条撑腿3，四条撑腿3分别穿透反射面1后连接在四条伸臂小桁架4上。
如图4、图5和图6所示，本实施例中，在俯仰机构7内部安装着一个倒置的伞撑架，且该伞撑架的中心轴与俯仰机构7的中心轴重叠。
传统结构方案中，望远镜副反射面2通过四条撑腿3直接与支承背架8上弦（即反射面1表面）相连，由此带来的问题是：副反射面2及撑腿3的重力以荷载的形式作用于反射面1相应节点，集中力的存在必会引起反射面1变形的不均匀，从而降低反射面精度。鉴于此，本实施例的这种结构，在俯仰机构7的对应位置分别伸起四片伸臂小桁架4，作为副反射面2、撑腿3的支撑点，使得副反射面2及撑腿3的重量直接传递给俯仰机构7。这一改进措施完全消除了支承背架8表面反射面1集中力的作用。
本实施例中涉及的俯仰机构7为常规的结构，如图3所示，为半球形结构，上方为两个相互交叉的轴，两个轴的两端分别为大齿轮和轴承，这种结构在常规射电望远镜的俯仰机构中是常见的，在此不做详细说明。传统方案中，支承背架8的俯仰机构7两端悬挂有大齿轮，另两端装有俯仰轴承座，不可能实现极对称设计，只能实现双轴对称设计，因此只有在中心轴上将支承背架8与俯仰机构7进行连接，才能保证支承背架8的约束条件关于中心轴极对称。为了实现这种连接方式，本实施例设计一种伞形支承结构，简称伞撑，实现了俯仰机构7对整体支承背架8的极对称约束。
实施例2：
本实施例对伞撑架进一步进行说明，本实施例中，伞撑架包括上部的伞撑平台5和下部的多个斜向杆6，伞撑平台5安装在俯仰机构7上并且与支承背架8连接成一体，斜向杆6连接着伞撑平台5的边缘和俯仰机构7的最底部，所有的斜向杆6的一个端部在伞撑平台5的边缘均匀分布，另一端聚合在一起连接在俯仰机构7的最底部。
伞撑架由上部伞撑平台5与下部斜向杆6组成，通过上部伞撑平台5的环节点与支承背架8直接相连，组成一个整体。通过伞撑架的中心轴与俯仰机构7的中心轴重叠，实现了俯仰机构7对整体支承背架8的极对称约束。
实施例3：
本实施例在实施例1和实施例2的基础上，对射电望远镜的支承背架8进一步进行说明，在本实施例中，射电望远镜的支承背架8呈碗状，分为内圈和外圈，其中，内圈分为上下两层，上层由多个三角锥网格平铺连接组成，下层由多个四角锥网格平铺连接组成，外圈为单体的四角锥网格平铺连接组成。支承背架8的内圈上层的三角锥的锥顶之间，以及外圈的四角锥的锥顶之间通过连接杆件连接成多个过渡三角形。
传统望远镜支承背架8采用的都是肋环形交叉桁架系空间网格结构，如图7、图8、图9、图10所示，其共同为一榀单元上弦布置图。其中，一榀单元对应圆心角为15°，整个背架结构由24榀单元连接而成。这里选取有代表性的一类：上弦共11环，984个节点，采用沿圆周方向均布的24分主辐射梁、48分副辐射梁、96分副辐射梁以及若干环向杆件组成。由一榀单元立面图7可以看出，网格布置从核心筒处第一至第六环采用大网格小网格，自第七环开始向后收为单体网格。
基于此，提出背架结构采用角锥体系空间网格结构。结合图11、图12、图13和图14所示，该方案与传统的交叉桁架系方案不同之处在于：首先上弦网格由于引入了过渡三角形，使得网格分布更为均匀，接近双向板受力状态；其次从图12和图14看，总体呈现出上下两层，上层网格采用三角锥，下层网格采用四角锥，靠近悬挑端过渡为单体四角锥。两种角锥单元合理搭配，使得整个背架结构网格更为均匀，杆件布置更为密集，较前述桁架系方案空间受力更好。
综上所述，本实用新型的这种空间受力均匀的射电望远镜，完全消除了背架结构表面集中力的作用，保证了背架结构的约束条件关于中心轴极对称，角锥单元合理搭配，使得整个背架结构网格更为均匀，杆件布置更为密集，较前述桁架系方案空间受力更好。
以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种空间受力均匀的射电望远镜，包括俯仰机构（7）、支承背架（8）、支承背架（8）上的反射面（1）、副反射面（2）和撑腿（3），其特征在于：所述的俯仰机构（7）对称的四个方位角上分别设置有伸臂小桁架（4），副反射面（2）下方连接着四条撑腿（3），四条撑腿（3）分别穿透反射面（1）后连接在四条伸臂小桁架（4）上；
所述的俯仰机构（7）内部安装着一个倒置的伞撑架，且该伞撑架的中心轴与俯仰机构（7）的中心轴重叠。
2.如权利要求1所述的空间受力均匀的射电望远镜，其特征在于：所述的伞撑架包括上部的伞撑平台（5）和下部的多个斜向杆（6），伞撑平台（5）安装在俯仰机构（7）上并且与支承背架（8）连接成一体，斜向杆（6）连接着伞撑平台（5）的边缘和俯仰机构（7）的最底部，所有的斜向杆（6）的一个端部在伞撑平台（5）的边缘均匀分布，另一端聚合在一起连接在俯仰机构（7）的最底部。
3.如权利要求1或2所述的空间受力均匀的射电望远镜，其特征在于：所述的射电望远镜的支承背架（8）呈碗状，分为内圈和外圈，其中，内圈分为上下两层，上层由多个三角锥网格平铺连接组成，下层由多个四角锥网格平铺连接组成，外圈为单体的四角锥网格平铺连接组成。
4.如权利要求3所述的空间受力均匀的射电望远镜，其特征在于：所述的支承背架（8）的内圈上层的三角锥的锥顶之间，以及外圈的四角锥的锥顶之间通过连接杆件连接成多个过渡三角形。
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