专利名称：大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构的制作方法
技术领域：
本发明属于大型射电天文望远镜馈源定位平台零部件范围，特别 涉及一种能够抑止振动、具有自平衡能力的大型射电天文望远镜馈源 定位平台自平衡机构机械结构。
技术背景射电天文学是探测宇宙天体电磁辐射以揭示天体奥秘的一门科学，60余年来，借助现代电子技术，无线电通信，计算机技术的迅 猛发展，射电天文技术方法得到长足的进步。作为射电天文主要探 测工具的射电望远镜，在人类探索宇宙的过程中，研究环境问题以 及军事领域上，都成为必不可少的工具。正是基于大望远镜的重要 性，各国竞相建造大型天文望远镜，目前世界上最大的射电望远镜 是美国300米口径的Arecibo望远镜,其观测结果有力地验证了 Einstein广义相对论关于引力辐射的结论，该项成就于1993获得 Nobel奖。著名的Appolo计划的月面选址也是由其完成的。1993年， 在日本京都国际无线电科联第24次大会上，澳、中、美、德、法、 英、俄、荷和加拿大、印度十国射电天文学家联合倡议筹建等效接 受面积为一平方公里的大射电望远镜阵列。我国贵州省众多天然喀 斯特洼地用于建造Arecibo型大射电望远镜阵列具有得天独厚的条 件，加之安静的电磁环境，国内的天文学者希望将阵列争取建造在 我国。 目前，在中科院知识创新工程的资助下，北京天文台及国际合作 者已推进在我国贵州省建造反射面口径为五百米的大型射电望远镜，称为FAST (Five—hundred—meter—aperture spherical telescope)项目，作为国际大射电望远镜阵列计划的先导项目。Science杂志 先后两次报道FAST项目，足见其科学意义。得益于科技的进步，五百米口径望远镜的平台结构的重量可以从 Arecibo望远镜方案中的近万吨减至几十吨，这样FAST项目可以不 再使用巨型的桁架结构作为馈源定位机构，于是科学家提出采用绳 索牵引馈源平台的方式进行工作，有望大大降低建造成本。目前提 出的馈源机构的精度是达到均方根误差小于4mm。目前比较可行的 方案是采用两级定位方式。图1所示的大型射电望远镜的馈源定位 设计方案中，第一级为绳索牵引机构，第二级为馈源二次定位机构。 馈源系统通过改变四根绳索的长度进行一级定位。二级定位装置为 一个Stewart平台，下平台为静平台，上面安装馈源接收器。一、 二级平台通过一转动平台连接。这个方案虽然解决了馈源机构的精 度问题，但是绳索机构是一个风敏感机构，会产生比较大的振动， 如何保证馈源二次定位机构的水平位置平衡就成为实现馈源机构精 度的关键。这一馈源定位装置是风敏感装置，其前三阶固有频率小 于l，对定位的精度控制提出了很大的难题。发明内容本发明的目的是提供一种大型射电望远镜的馈源定位的馈源平
台自平衡机构，其特征在于所述大型射电望远镜的馈源定位的馈 源平台自平衡机构依据虎克铰一弹簧机构的固定位置不同包括两种 结构方案；在方案一中，上平台l通过由2个弹簧2、虎克铰3构成 的虎克铰一弹簧机构和连接杆4的上端连接，连接杆4的下端和下 平台6固接，四根支撑杆5斜向对称地和连接杆4、下平台6固接。所述虎克铰一弹簧机构为弹簧2固接在虎克铰3上的轴3.1外侧， 其输出的预紧力可有效提高阻尼，加快平台自平衡。此机构中共使 用2个弹簧2。在方案二中，上平台l和连接杆4的上端固接，连接杆4的下端 通过虎克铰3和下平台6连接，四个拉簧7代替方案一中四根支撑 杆5斜向对称地和连接杆4、下平台6固接。本发明的有益效果是.本发明提出一种联接一级和二级定位机构 的自平衡机构，当下平台出现振动，虎克铰进行自平衡调整，弹簧 机构自身带预紧力，其阻尼效果可以加速这一调整，实现馈源平台 的快速自平衡，可短时间内实现馈源平台水平位置的自平衡，提高 馈源定位的精度，解决背景技术中保证馈源二次平台的水平位置平 衡，实现馈源机构精度的关键问题。
图1为传统的大型射电望远镜的馈源定位设计方案示意图。 图2为大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构方案一示 意图。图3为大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构方案一中 虎克铰一弹簧机构A-A剖面图。 图4为大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构方案二示 意图。
具体实施方式
本发明提供了一种大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构。在图2所示的大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构方案 一示意图中，上平台l通过由2个弹簧2、虎克铰3构成的虎克铰一 弹簧机构和连接杆4的上端连接，连接杆4的下端和下平台6固接， 四根支撑杆5的两端分别和连接杆4、下平台6固接。在图3所示大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构方案 一中的虎克铰一弹簧机构A-A剖面图中，弹簧2固接在虎克铰3上 的轴3.1外侧，其输出的预紧力可有效提高阻尼，加快平台自平衡。在图4所示的大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构方 案二示意图中，上平台l和连接杆4的上端固接，连接杆4的下端通 过虎克铰3和下平台6连接，四个拉簧7代替图2中的四根支撑杆5 斜向对称地和连接杆4、下平台6固接。本发明的工作原理是当下平台出现振动，虎克铰3进行自平衡调 整，弹簧机构自身带预紧力，其阻尼效果可以加速这一调整，实现馈 源平台的快速自平衡。
权利要求
1.一种大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构，其特征在于所述大型射电望远镜的馈源定位的馈源平台自平衡机构依据虎克铰-弹簧机构的固定位置不同包括两种结构方案；在方案一中，上平台(1)通过由2个弹簧(2)、虎克铰(3)构成的虎克铰-弹簧机构和连接杆(4)的上端连接，连接杆(4)的下端和下平台(6)固接，四根支撑杆(5)斜向对称地和连接杆(4)、下平台(6)固接。
2. 根据权利要求1所述的大型射电天文望远镜馈源定位平台自 平衡机构，其特征在于所述虎克铰一弹簧机构为弹簧(2)固接在 虎克铰(3)上的轴(3.1)外侧，其输出的预紧力可有效提高阻尼， 加快平台自平衡。此机构中共使用2个弹簧(2)。
3.根据权利要求1所述大型射电天文望远镜馈源定位平台自平 衡机构，其特征在于在方案二中，上平台(1)和连接杆(4)的上 端固接，连接杆(4)的下端通过虎克铰(3)和下平台(6)连接， 四个拉簧(7)代替四根支撑杆(5)斜向对称地和连接杆(4)、下平 台(6)固接。
全文摘要
本发明公开了属于大型射电天文望远镜馈源定位平台零部件范围，特别涉及一种能够抑止振动、具有自平衡能力的大型射电天文望远镜馈源定位平台自平衡机构。它由上平台、虎克铰-弹簧机构以及四根支撑杆、连接杆、下平台组成。本发明提出一种连接一级和二级定位机构的自平衡机构，当下平台出现振动，虎克铰进行自平衡调整，弹簧机构自身带预紧力，其阻尼效果可以加速这一调整，实现馈源平台的快速自平衡，可短时间内实现馈源平台水平位置的自平衡，提高馈源定位的精度。解决保证馈源二次定位机构的水平位置平衡，实现馈源机构精度的关键问题。
文档编号G01R29/10GK101131405SQ20071012257
公开日2008年2月27日 申请日期2007年9月27日 优先权日2007年9月27日
发明者唐晓强, 蕊 姚, 汪劲松, 邵珠峰, 鹏 黄 申请人:清华大学