一种具有自动展开功能的大型馈源天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有自动展开功能的大型馈源天线，属于面板展开装置领域，其包括设置在中央反射面单元下的固定座筒和用于升起并扭转反射面单元的升降杆筒，升降杆筒插入到固定座筒的腔体中，升降杆筒的下端连接到升降机构，升降杆筒的上端连接到中央反射面单元的边缘处；固定座筒的腔体内靠近上沿的位置处设有滚轮导向键，在与滚轮导向键位置相应处的升降杆筒的侧壁上设有按升降、转动要求设计的凸轮槽，所述的滚轮导向键与凸轮槽相配，本装置集成在反射面单元下，使得展开面板时不会与索绳和馈源索绳产生干涉，不需要借用其他外在设备，无需另设存放场地，搭建使用非常便捷，结构简单，定位准确，可靠性高。
【专利说明】 一种具有自动展开功能的大型馈源天线
【技术领域】
[0001]本实用新型属于面板展开装置领域，特别涉及一种具有自动展开功能的大型馈源天线。
【背景技术】
[0002]射电望远镜是窥探和研宄宇宙空间的重要设备，其由馈源舱与反射面单元组成，天线的反射面由多个反射面单元拼装组成，分为周边反射面单元与反射面单元，而随着科技的发展，射电望远镜的探测范围越来越广，体积越来越大，根据FAST总体设计，射电望远镜必然的就会使用大体积的馈源舱，在馈源舱入港停靠过程中，即馈源舱与反射面的组合过程中，反射面必须移开让出馈源舱所需空间，现有的反射面移开方案分别有:
[0003]拆装法，将反射面单元整体拆装，借助馈源拉索将反射面单元吊移，但这需要在馈源拉索上设置吊装装置，过程较为复杂，操作不可靠；
[0004]翻转法，是依次将每块反射面单元以与其和周边反射面单元相邻的边为轴进行翻转，为馈源舱入港停靠让开空间，但如此必须设置灵活可靠的转轴部件。此外，由于反射面单元的尺度较大和重量较重，需要较为复杂的翻转机构，以保证反射面单元在翻转过程的可操作性、翻转过程中和翻转到位后的安全可靠，而这样的翻转机构所占的空间又受到馈源舱入港停靠平台的限制，不容易实现。
[0005]推划法，首先将每块反射面单元提升到周边反射面单元工作面之上，然后依次将它们沿轨道向外推划到周边反射面单元工作面上面，但如此推划轨道难以布置，即受到轨道尺度大、轨道支撑基础很弱的限制，又受到轨道增加遮挡的影响。
[0006]以上方案，皆有重大缺陷，且必须借助繁杂的外部设备，例如吊塔，大型推拉滑轮机构，此种繁杂的外部设备的组装就极其耗时，且在对反射面板的操作中难度较大，较难实现，成本也随之增加，或者需要在周边反射面上增加滑轨机构，利用滑轨机构移开反射面，而滑轨机构会遮挡反射面单元，对设备精度造成影响，故以上方案及其设备皆不可取，需提出一种可自动展开的大型馈源天线。
实用新型内容
[0007]为解决天线单元难以展开的问题，提供了一种具有自动展开功能的大型馈源天线，以使得展开天线面板更加自动化和便捷化。
[0008]提供的技术方案为，提供了一种具有自动展开功能的大型馈源天线，所述天线的反射面由多个反射面单元拼装组成，其在一个或多个反射面单元的背面边缘处配装有一个升降旋转装置；所述的升降旋转装置包括设置在反射面单元下的固定座筒和用于升起并扭转反射面单元的升降杆筒，升降杆筒插入配合在座筒的腔体中，升降杆筒的下端连接到升降机构，升降杆筒的上端连接到反射面单元的边缘处；固定座筒的腔体内靠近上沿的位置处设有滚轮导向键，在与滚轮导向键位置相应处的升降杆筒的侧壁上开设有凸轮槽，所述的滚轮导向键与凸轮槽相配；所述的凸轮槽包括与升降杆筒的轴线同向为直槽形状的升降段和绕升降杆筒的侧壁向下螺旋为弯槽形状的旋转段，升降段的下端与旋转段的上端相接以组合形成凸轮槽。
[0009]进一步的，所述的升降杆筒的正上方设置有扭力套筒，扭力套筒的内腔口正对升降杆筒上端，且扭力套筒的内腔形状与升降杆筒的外形一致，扭力套筒靠近反射面单元的边缘处固定设置。
[0010]进一步的，升降杆筒的外侧面上还设有与其上表面相齐平的扭转键，扭力套筒设有用以容纳扭转键的扭力键槽。
[0011]进一步的，所述的升降机构包括升降丝杠，升降丝杠垂直设置在固定座筒的内腔中央，升降丝杠的一端连接到升降杆筒的下面板，升降丝杠的另一端连接到驱动电机。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:
[0013]使用所述的具有自动展开功能的大型馈源天线装置可以实施旋转方案，采用丝杠螺母副升降机构以将反射面单元升起至预定高度，避免使用吊塔吊装，且丝杠螺母副定位精准可控性好成本低。
[0014]自动展开装置包含固定座筒和升降杆筒，升降杆筒连接到反射面单元的边缘处，升降杆筒上开有按升降、转动要求设计的凸轮槽，配合固定座筒上设置的扭转键，使得升降杆筒按照既定轨迹进行上升和旋转，进而将反射面生气并旋移到既定位置，此种旋转机构的结构更加简单，定位更加准确，大大提高了可靠性。
[0015]所述的凸轮槽包括与升降杆筒的轴线同向为直槽形状的升降段和绕升降杆筒的侧壁向下螺旋为弯槽形状的旋转段，凸轮槽的形状易于加工在，大型设备本身就难以制作，更加难以加工，本升降旋转凸轮槽具有结构简单、性能高效、易于加工的特点。
[0016]将扭力套筒固定在反射面单元的边缘处，在升降杆设有扭转键，扭力套筒设有用以容纳扭转键的扭力键槽，且保证内腔形状与升降杆筒的外形一致，二者正对，升降杆筒与扭力套筒之间存在一定高度差，升降杆筒上升，其顶端则嵌入扭力套筒内，因升降杆筒设有扭转键，升降杆筒设有扭转键槽，故升降杆筒旋转带动扭力杆筒进而带动反射面单元旋转，当需要旋转时扭力套筒衔接升降杆筒与反射面，当进行收藏状态时，升降杆筒与扭力套筒分离，升降杆筒与反射面非直接连接而为间接连接，节约了杆筒材料减轻重量，设备更加轻便，使得各个部件更易于加工，大大降低成本。
[0017]本设备集成在反射面单元下，使得展开面板时不会与索绳和馈源索绳产生干涉，不需要借用其他外在设备，无需另设存放场地，搭建使用更为便捷。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型结构示意图
[0019]图2为本实用新型内部结构示意图
[0020]图3为本实用新型剖视图
[0021]图4为升降杆筒结构不意图图
[0022]图5为旋转方案示意图
[0023]图6为天线的反射面单元与升降旋转装置连接位置关系示意图【具体实施方式】
[0024]本实用新型包括反射面单元、固定座筒1、升降杆筒2、升降丝杠3、减速箱、驱动电机，扭力套筒4组成。其中，固定座筒I设有滚轮导向键Ia ;升降杆筒2的侧壁上开有凸轮槽2a、扭转键2b ;扭力套筒4上带有扭力键槽4a。
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0026]如图1、2所示，固定座筒I固定在地面上，是设备的基础支撑部件，筒体起支撑作用，内壁对升降杆筒2起导向作用，固定座筒I为圆筒形，在固定座筒I的底部设置有升降装置，升降装置包括，升降丝杠3，升降丝杠3垂直设置在固定座筒I的内腔中央，升降丝杠3上连接有丝杠螺母，丝杠螺母与升降杆筒2相连接，升降丝杠3的下端连接到可以90°传递力矩的减速箱的输出轴上，例如涡轮蜗杆减速箱或伞齿轮减速箱，减速箱的输入轴连接驱动电机，固定座筒I的腔体内位于靠近上沿的位置处设有滚轮导向键la，滚轮导向键Ia与固定座筒I的连接处还嵌入有轴承，在与滚轮导向键Ia位置相应处的升降杆筒2的侧壁上设有按升降、转动要求设计的凸轮槽2a，凸轮槽2a包括与升降杆筒2的轴线同向为直槽形状的升降段和绕升降杆筒2的侧壁向下螺旋为弯槽形状的旋转段，升降段的下端与旋转段的上端相接以组合形成凸轮槽，所述的滚轮导向键Ia与凸轮槽2a相配形成高副，滚动导向键Ia可以沿着凸轮槽2a内壁的既定轨迹滚动，所述的升降杆筒2的外侧面上还设有与其上表面相齐平的扭转键lb，升降杆筒2的正上方设置有扭力套筒4，扭力套筒4是一个具有扭力键槽4a的筒件，其可以与升降杆筒2相配合，完成对反射面单元的支撑和扭转，扭力套筒4参与到反射面单元背架的结构中，既是面板展开装置的主要部件，又是反射面单元背架的组成零件，扭力套筒4的内腔的形状与升降杆筒2的外形一致，扭力套筒4设有用以容纳扭转键2b的扭力键槽4a，所述凸轮槽2a升降段的长度等于升降杆筒2上表面到扭力套筒4内顶面之间的距离，所述的扭力套筒4靠近反射面单元的边缘处设置，扭力套筒4的顶面与反射面单元固定连接，扭力套筒4的内腔口正对升降杆筒2上端。
[0027]参照图3进行说明，本实用新型的工作过程为，首先启动驱动电机，驱动电机带动减速箱转动，减速箱带动升降丝杠3转动，升降丝杠3与丝杠螺母之间发生相对转动，在固定座筒I和滚轮导向键Ia的导向作用下，升降杆筒2随着丝杠螺母上升而垂直上升，当滚轮导向键Ia恰好走完所述凸轮槽2a的升降段时，升降杆筒2的顶端嵌入且充满扭力套筒4的整个内腔，扭力键Ib与扭力键槽4a相配，此时反射面单元被升起至其他的反射面单元上方，被升起的反射面单元与其他反射面单元之间还留有安全间隙，随着升降杆筒2继续上升，滚轮导向键Ia开始进入凸轮槽2a的旋转段，此时滚轮导向键Ia配合旋转段使得升降杆筒2开始旋转，升降杆筒2通过扭力键Ib扭转扭力套筒4，待滚轮导向键Ia走完整个凸轮槽2a，旋转运动完毕，反射面单元正好旋转至其他反射面单元的工作面的上部，打开馈源舱入港所需空间。
[0028]本实用新型的收藏状态为，展开状态的逆运动，升降杆筒2首先将反射面单元旋回反射面中心处，完全降下至与反射面单元的扭力套筒4完全脱开，待将反射面单元降至预定位置收藏过程完毕。
【权利要求】
1.一种具有自动展开功能的大型馈源天线，所述天线的反射面由多个反射面单元拼装组成，其特征在于:在一个或多个反射面单元的背面边缘处配装有一个升降旋转装置；所述的升降旋转装置包括设置在反射面单元下的固定座筒(1)和用于升起并扭转反射面单元的升降杆筒(2)，升降杆筒(2)插入配合在座筒(1)的腔体中，升降杆筒(2)的下端连接到升降机构，升降杆筒(2)的上端连接到反射面单元的边缘处；固定座筒(1)的腔体内靠近上沿的位置处设有滚轮导向键(la)，在与滚轮导向键(la)位置相应处的升降杆筒(2)的侧壁上开设有凸轮槽(2a)，所述的滚轮导向键(la)与凸轮槽(2a)相配；所述的凸轮槽(2a)包括与升降杆筒(2)的轴线同向为直槽形状的升降段和绕升降杆筒(2)的侧壁向下螺旋为弯槽形状的旋转段，升降段的下端与旋转段的上端相接以组合形成凸轮槽。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动展开功能的大型馈源天线，其特征在于:所述的升降杆筒⑵的正上方设置有扭力套筒(4)，扭力套筒(4)的内腔口正对升降杆筒(2)上端，且扭力套筒(4)的内腔形状与升降杆筒(2)的外形一致，扭力套筒(4)靠近反射面单元的边缘处固定设置。
3.根据权利要求2所述的一种具有自动展开功能的大型馈源天线，其特征在于:升降杆筒(2)的外侧面上还设有与其上表面相齐平的扭转键(2b)，扭力套筒(4)设有用以容纳扭转键(lb)的扭力键槽(4a)。
4.根据权利要求1所述的一种具有自动展开功能的大型馈源天线，其特征在于:所述的升降机构包括升降丝杠(3)，升降丝杠(3)垂直设置在固定座筒⑴的内腔中央，升降丝杠⑶的一端连接到升降杆筒⑵的下面板，升降丝杠⑶的另一端连接到驱动电机。
【文档编号】H01Q1/08GK204257798SQ201420824363
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】李增科, 王大为, 冯贞国, 郑元鹏 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所