一种FAST反射面中心孔索张拉柔性封堵结构的制作方法

本发明涉及一种fast反射面中心孔索张拉柔性封堵结构，该结构安装、拆卸完全采用人工操作，可满足fast观测工况、维护工况的需求。

背景技术

500米口径球面射电望远镜(five-hundred-meteraperturesphericalradiotelescope，fast)是全球最大的单口径射电天文望远镜，具有三项自主创新：利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址；主动变形反射面；采用六索并联拖动的柔性轻型机构拖动馈源舱实现一次索驱动，馈源舱内的ab转轴机构、stewart并联机构实现对馈源位姿二次精调，实现对馈源的支撑。

fast反射面是用钢缆编成柔性三角形网格的索网，在上面安装4450块边长约11m的三角形铝合金反射面单元，在2225个索网节点上用下拉索和安装在地面的液压促动器连接。在观测工况，由于地球自转运动，射电波的入射角度会随着天体东升西落而同步发生变化。为了满足这一变化要求，fast通过促动器驱动下拉索和索网节点的径向运动，使300米口径反射面主动变形，由球面形成瞬时抛物面，保证抛物面始终指向需要观测的天体，并将来自天体的射电波信号进行聚焦。同时，处于焦点位置的馈源接收机接收电波信号并进行处理，这个过程是连续的。

反射面外边缘直径600米的圆周上均布着6座百余米高的馈源支撑塔，每座塔支撑有一条直径46mm的钢丝绳，每条钢丝绳由各塔底的驱动卷扬机驱动，经地面导向滑轮、塔中心索通道、塔顶导向滑轮机构与馈源舱可靠连接，6条钢丝绳进行并联运动，拖动馈源舱进行天文跟踪观测轨迹的初步定位。

馈源舱是承载馈源接收机，并对其位姿进行进一步精调控制的主体设备，主要包括星形框架、ab轴机构、stewart平台、多波束接收机转向装置、舱罩和其他附属设备/设施等。馈源舱总体尺度为直径13米、高6米，重约30吨。

在fast反射面底部中心处建造了一套光电一体化的舱停靠平台设备，用于馈源舱的检修维护等。舱停靠平台在fast观测状态处于收藏状态，其高度小于等于3.5米，其水平投影在直径为16米的圆内。当舱入港检修维护时，舱停靠平台承接馈源舱的升降立柱升高至5.02米，避免6索及缆线入舱机构与反射面单元干涉。

为了方便馈源舱的建造、入港停靠，反射面底部中心处留有内切圆直径为16.8米的正五边形孔，孔下面建有一直径26米的基础圆台。当fast观测时，馈源舱离港，需要将该正五边形孔进行封堵，以便有效屏蔽地面热辐射产生的噪声。馈源舱入港停靠时，需将覆盖正五边形孔用的封堵结构、机构等移除。

当fast反射面主动变形时，索网中心正五边形顶点在水平投影面内两个方向上分别产生侧偏量，最大侧偏量约140mm，同时顶点所在的节点盘的高度会产生变化，变化量在±500mm以内。中心处正五边形孔的封堵结构和机构，应满足反射面变形要求。

本发明涉及一种fast反射面中心孔索张拉柔性封堵结构，该封堵结构要满足中心正五边形孔封堵、拆除功能，能够适应反射面各工况的变形要求，实现结构装拆时操作简单可靠，且不能与其相邻反射面板、索网、舱停靠平台、馈源舱、拖动馈源舱的6索及缆线入舱机构干涉。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种fast反射面中心孔索张拉柔性封堵结构，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明采用一种fast反射面中心孔索张拉柔性封堵结构，包括：5套小节点盘部件、5根边索、5根中心张拉索、中心节点盘、5块反射面板边缘封堵钢网单元以及5块等腰三角形钢网单元；其中，

5套所述小节点盘部件分别与fast反射面中心正五边形孔顶角处的5个节点盘固定连接；

5根所述边索通过5套小节点盘部件依次连接，5根所述中心张拉索的一端均与所述中心节点盘连接，另一端分别与5套小节点盘部件连接；由此，5根边索和5根中心张拉索构成5个等腰三角形；

5块所述反射面板边缘封堵钢网单元分别用于封堵5根边索和边索相邻反射面板之间的缝隙，反射面板边缘封堵钢网单元的一侧与反射面板固定连接，另一侧与边索可拆卸连接；

5块所述等腰三角形钢网单元分别用于封堵5个所述等腰三角形；等腰三角形钢网单元的三个边分别与等腰三角形的三个边可拆卸连接；等腰三角形钢网单元的三个顶角分别与小节点盘部件、中心节点盘连接。

作为一种进一步的技术方案，5根所述边索的长度均可调，边索的中部设置有花篮螺母；5根所述中心张拉索中的两根长度可调，这两根中心张拉索的中部设置有花篮螺母；且长度可调的两根中心张拉索相邻。

作为一种进一步的技术方案，所述边索和所述中心张拉索的两端均设置有索锚固头，所述小节点盘部件和所述中心节点盘上设置有连接孔；边索和中心张拉索通过所述索锚固头以及插销与所述连接孔连接。

作为一种进一步的技术方案，长度可调的所述边索和中心张拉索均由两段索构成，两段索的连接端均设置有索锚固头，两个所述锚索固头分别与所述花篮螺母的两端连接。

作为一种进一步的技术方案，所述小节点盘部件通过上、下支座与fast反射面中心正五边形孔顶角处的原节点盘固定连接；其中，所述下支座的底部与节点盘的下节点盘通过1个螺钉固定连接，所述上支座的底部与节点盘的上节点盘通过2个螺钉固定连接，下支座的上部与上支座的下部侧面通过4个螺钉固定连接，小节点盘部件套接在上支座的顶部后通过压板和螺钉与上支座固定连接。

作为一种进一步的技术方案，所述反射面板边缘封堵钢网单元的一侧放在反射面板上，用开口销穿过反射面板上原有的直径5mm的孔、反射面板边缘封堵钢网单元和垫圈，再将开口销折弯，实现反射面板边缘封堵钢网单元的一侧与反射面板的固定连接；反射面板边缘封堵钢网单元的另一侧包裹一根直径5mm的钢丝绳，用细钢丝将钢丝绳缝合固定在反射面板边缘封堵钢网单元上，将挂钩穿过钢丝绳内侧的钢网面，并闭合挂钩；所述挂钩另一端挂于所述边索上；实现反射面板边缘封堵钢网单元的另一侧与边索的可拆卸连接。

作为一种进一步的技术方案，所述挂钩的间隔为200mm。

作为一种进一步的技术方案，所述等腰三角形钢网单元的边缘包裹5mm的钢丝绳，用细钢丝将所述钢丝绳牢固缝制在钢网单元内，同时在靠近钢丝绳的内侧打孔，连接上挂钩并闭合挂钩，挂钩的另一端挂于边索或中心张拉索上即可实现等腰三角形钢网单元与所述等腰三角形的可拆卸连接；所述挂钩的间隔为200mm。

作为一种进一步的技术方案，所述等腰三角形钢网单元的三个顶角处上、下面分别设置有连接板和压板，所述连接板、等腰三角形钢网单元的顶角处以及所述压板的对应位置均设置有连接孔，将螺钉插入所述连接孔后，使用螺母将三者固定连接，所述连接板的另一端设置有安装孔，连接板的另一端通过螺栓与所述小节点盘部件或所述中心节点盘固定连接。

作为一种进一步的技术方案，所述等腰三角形钢网单元的底边长度比所述等腰三角形的底边长100mm；等腰三角形钢网单元的腰边长度比所述等腰三角形的腰边长160mm。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

该封堵结构不仅能满足对地面热噪声的封堵，同时还具有一定的面形精度，能参与电磁波信号的反射聚焦。馈源舱入港时，只需拆卸中心处封堵单元的一部分即可，大大降低封堵结构拆除工作量，减少了拆除、安装时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的封堵结构在封堵状态的整体结构示意图；

图2为本发明提供的封堵结构在封堵状态的小节点盘部件的结构示意图；

图3为本发明提供的小节点盘部件与边索和中心张拉索的连接结构示意图；

图4为本发明提供的封堵结构在封堵状态的中心节点盘的结构示意图；

图5为本发明提供的小节点盘部件与节点盘的连接剖视图；

图6为本发明提供的小节点盘部件与节点盘的连接立体图；

图7为本发明提供的边索和中心张拉索构成5个等腰三角形的结构示意图；

图8为本发明提供的长度可调的边索和中心张拉索的剖面结构示意图；

图9为本发明提供的定长的边索和中心张拉索的剖面结构示意图；

图10为本发明提供的反射面板边缘封堵钢网单元在封堵状态的结构示意图；

图11为本发明提供的反射面板边缘封堵钢网单元与反射面板的连接处的剖面结构示意图；

图12为本发明提供的反射面板边缘封堵钢网单元的侧视图；

图13为本发明提供的等腰三角形钢网单元的剖面结构示意图；

图14为本发明提供的等腰三角形钢网单元的结构示意图；

图标：1-小节点盘部件；2-边索；3-中心张拉索；4-中心节点盘；5-反射面板边缘封堵钢网单元；6-等腰三角形钢网单元；7-反射面板；8-花篮螺母；9-索锚固头；10-插销；11-锚索固头；12-下支座；13-下节点盘；14-螺钉；15-上支座；16-上节点盘；17-螺钉；18-螺钉；19-压板；20-螺钉；21-开口销；22-垫圈；23-钢丝绳；24-挂钩；25-钢丝绳；26-挂钩；27-连接板；28-压板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

结合图1至图14所示，本申请提供了一种fast反射面中心孔索张拉柔性封堵结构，包括：5套小节点盘部件1、5根边索2、5根中心张拉索3、中心节点盘4、5块反射面板边缘封堵钢网单元5以及5块等腰三角形钢网单元6；其中，

5套所述小节点盘部件1分别与fast反射面中心正五边形孔顶角处的5个节点盘固定连接；

5根所述边索2通过5套小节点盘部件1依次连接，5根所述中心张拉索3的一端均与所述中心节点盘4连接，另一端分别与5套小节点盘部件1连接；由此，5根边索2和5根中心张拉索3构成5个等腰三角形；

5块所述反射面板边缘封堵钢网单元5分别用于封堵5根边索2和边索相邻反射面板之间的缝隙(5根边索与其相邻的反射面板有一约200mm宽的缝隙)，反射面板边缘封堵钢网单元5的一侧与反射面板7固定连接，另一侧与边索2可拆卸连接；

5块所述等腰三角形钢网单元6分别用于封堵5个所述等腰三角形；等腰三角形钢网单元6的三个边分别与等腰三角形的三个边可拆卸连接；等腰三角形钢网单元6的三个顶角分别与小节点盘部件1、中心节点盘4连接。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，5根所述边索2的长度均可调，边索2的中部设置有花篮螺母8；5根所述中心张拉索3中的两根长度可调，这两根中心张拉索的中部设置有花篮螺母8；且长度可调的两根中心张拉索相邻。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述边索2和所述中心张拉索3的两端均设置有索锚固头9，所述小节点盘部件1和所述中心节点盘4上设置有连接孔；边索2和中心张拉索3通过所述索锚固头9以及插销10与所述连接孔连接。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，长度可调的所述边索和中心张拉索均由两段索构成，两段索的连接端均设置有索锚固头11，两个所述锚索固头11分别与所述花篮螺母8的两端连接。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述小节点盘部件1通过上、下支座与fast反射面中心正五边形孔顶角处的原节点盘固定连接；其中，所述下支座12的底部与节点盘的下节点盘13通过1个螺钉14固定连接，所述上支座15的底部与节点盘的上节点盘16通过2个螺钉17固定连接，下支座12的上部与上支座15的下部侧面通过4个螺钉18固定连接，小节点盘部件1套接在上支座15的顶部后通过压板19和螺钉20与上支座15固定连接。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述反射面板边缘封堵钢网单元5的一侧放在反射面板7上，用开口销21从底部穿过反射面板上原有的直径5mm的孔、反射面板边缘封堵钢网单元和垫圈22，再将开口销21折弯，实现反射面板边缘封堵钢网单元的一侧与反射面板的固定连接；反射面板边缘封堵钢网单元的另一侧包裹一根直径5mm的钢丝绳23，用细钢丝将钢丝绳缝合固定在反射面板边缘封堵钢网单元上，将挂钩24穿过钢丝绳内侧的钢网面，并闭合挂钩；所述挂钩另一端挂于所述边索上；实现反射面板边缘封堵钢网单元的另一侧与边索的可拆卸连接。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述挂钩24的间隔为200mm。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述等腰三角形钢网单元6的边缘包裹5mm的钢丝绳25，用细钢丝将所述钢丝绳25牢固缝制在钢网单元内，同时在靠近钢丝绳的内侧打孔，连接上挂钩26并闭合挂钩，挂钩26的另一端挂于边索或中心张拉索上即可实现等腰三角形钢网单元与所述等腰三角形的可拆卸连接；所述挂钩26的间隔为200mm。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述等腰三角形钢网单元6的三个顶角处上、下面分别设置有连接板27和压板28，所述连接板27、等腰三角形钢网单元的顶角处以及所述压板28的对应位置均设置有连接孔，将螺钉插入所述连接孔后，使用螺母将三者固定连接，所述连接板27的另一端设置有安装孔，连接板的另一端通过螺栓与所述小节点盘部件或所述中心节点盘固定连接。

在本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述等腰三角形钢网单元6的底边长度比所述等腰三角形的底边长100mm；等腰三角形钢网单元的腰边长度比所述等腰三角形的腰边长160mm；以适应fast反射面变形时边索、向心索的长度变化，使等腰三角形钢网单元不被拉抻损坏。

当本发明的fast反射面中心正五边形孔索张拉柔性封堵结构初次安装时，安装步骤如下：

安装小节点盘部件：先安装小节点盘上支座，两个紧固螺钉不能拧紧，再安装小节点盘下支座，并将连接上下支座的4个螺钉初步预紧，此时同时调整上支座、下支座的位置，使上、下支座连接面贴合紧密，再拧紧上支座的连接螺栓，拧紧下支座底部的连接螺栓，最后拧紧下支座与上支座连接的4个螺钉，然后安装小节点盘。这样就可以用小节点盘下支座加强上支座的支撑，减小fast原节点盘部件上节点盘的倾覆力矩作用。

安装5根边索：先将5根可变长边索的花篮螺母放松，用插销将每根可变长边索两端的索锚固头与小节点盘连接，5根边索连接完成后，通过花篮螺母调节每根边索的长度，使得每根边索张紧力基本一致，小节点盘两边的连接孔受力均衡，位置相对向心索轴线基本对称。

安装3根定长向心索：将中心节点盘用人字梯安放在接近fast反射面正五边形孔的中心处，高度与理论高度基本等高，依次用插销将3根向心索一端索锚固头与中心节点盘的连接孔连接，另一端索锚固头用插销分别与正五边形孔角处小节点盘中间孔连接，3根定长向心索位置相邻。

安装2根可变长中心张拉索：先将2根可变长中心索的花篮螺母放松，依次用插销将2根可变长向心索一端索锚固头与中心节点盘对应的连接孔连接，另一端索锚固头用插销分别与对应的正五边形孔角处小节点盘中间孔连接，分别调整两根中心索上的花篮螺母长度，预紧中心5索，使中心节点盘水平投影的位置误差小于5mm。

安装5块反射面板边缘封堵单元：将一块反射面板边缘封堵单元放置在一块中心孔外的反射面板上，调整好安装位置，使挂钩挂在可变长边索上时，边缘封堵单元钢网在被封堵的缝隙处有50mm的富余长度，在反射面变形时，不能损坏边缘封堵单元。在反射面板下方适当位置孔处安装开口销、穿过钢网和平垫圈，折弯开口销，依次安装，开口销间距200mm，安装完第一块边缘封堵单元后，再依次安装其他4块。

安装5块等腰三角形钢网单元：将一块等腰三角形钢网单元底边两角处的连接板用螺钉连接到两个小节点盘上，底边用挂钩挂在边索上。再将等腰三角形钢网单元顶角处连接板用螺钉连接到中心节点盘上，等腰边用挂钩挂在向心索上，完成第一块等腰三角形钢网单元安装，依次安装其余4块等腰三角形钢网单元，完成fast反射面中心正五边形孔的封堵。

馈源舱需要入港时，fast反射面中心正五边形孔的封堵结构拆卸步骤如下：

拆卸5块等腰三角形钢网单元，先拆卸其顶角连接板与中心节点盘的连接，将每块等腰三角形单元等腰边、舱停靠平台设备外护栏以内的挂钩摘除，将外护栏全部升起，把三角形钢网单元拆卸部分捆绑在外护栏上。底边处的连接板及挂钩不拆卸，等腰边、舱停靠平台设备外护栏以外区域的挂钩不拆卸。

拆卸2根可变长中心索：通过调节2根可变长中心索上的花篮螺母，放松中心索的张拉力，拆卸2根可变长中心索与中心节点盘的连接，这样中心节点盘与3根紧邻的定长中心索连接，放置到舱停靠平台环梁平台内适当位置即可，2根可变长中心索也放置在舱停靠平台环梁平台内。至此完成fast反射面中心正五边形孔的封堵结构拆卸，馈源舱局部入港停靠条件。

馈源舱离港进行观测时，中心封堵结构安装与拆卸逆序进行即可。

本发明的封堵结构与相邻的原反射面板等高，不仅能满足对地面热噪声的封堵，同时还具有一定的面形精度，能参与电磁波信号的反射聚焦。馈源舱入港时，只需拆卸中心处封堵结构的以部分即可，大大降低封堵结构拆除工作量，减少了拆除、安装时间。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。