一种基于六索并联驱动附加液压推杆的FAST新型馈源舱

本技术属于精调机构，尤其是涉及一种基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱；该六索驱动机构安装在馈源舱内，可实现馈源的转动角度需求及精确定位，可以降低馈源舱重量，将fast现有馈源舱内ab轴转动角度从±18°提升至大于±36°以上，液压推杆增加下平台部件抗干扰能力。

背景技术：

1、500米口径球面射电望远镜(five-hundred-meter aperture spherical radiotelescope，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；基于两级并联机器人的轻型馈源支撑方案。

2、现在的fast馈源支撑系统方案如下：采用六索组成的索并联机器人牵引30吨的馈源舱，馈源舱内有一个ab两轴转向机构(实现±18°转角)和六杆stewart并联机器人，共同实现馈源在140m以上的高空，207m范围内的高精度定位，其定位精度达10mm。

3、受限于现在馈源舱30吨的安全阈值，fast难以同时安装新型的馈源接收设备，并且也难以响应更大的观测天顶角。本实用新型涉及馈源舱内机构的升级改造，通过新实用新型实现fast观测角度的大幅提升、并有效降低馈源舱重量，为望远镜的性能提升提供大力的支撑。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型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。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，本实用新型用索驱动机构，实现对下平台的并联驱动，代替现有馈源舱的ab转环机构和刚性并联机构，以解决现有馈源舱存在的控制角度小、馈源舱重量大等技术问题，可以将下平台整套装配部件的重量从10.5吨降低到6吨。用液压推杆与星形框架和下平台连接，增加下平台的抗干扰能力。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、本实用新型提供一种基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，包括：星形框架、索驱动机构、液压推杆、下平台部件和馈源接收机；其中，所述索驱动机构的伺服滑台机构或卷筒索驱动机构与所述星形框架上的座板，索驱动机构的下端与所述下平台部件连接；所述液压推杆的顶部与星形框架中的顶部结构连接，液压推杆的底部与下平台部件连接，通过索驱动机构中钢丝绳的移动或收放实现对下平台部件俯仰角度的调节；所述馈源接收机固定在下平台部件上。

4、进一步，所述索驱动机构由6套滑台索驱动机构组成，6套所述滑台索驱动机构的伺服滑台机构沿所述星形框架竖直中心线的圆周均布，分别安装于所述座板上；6套滑台索驱动机构的下端索用虎克铰在所述下平台部件上两两相邻安装做为1对，且相对于两套临近的伺服滑台机构的对称平面对称分布，3对所述下端索用虎克铰呈120°均布。

5、进一步，所述滑台索驱动机构包括：伺服滑台机构、两个索用虎克铰、销轴、开口销以及索部件；上部的所述索用虎克铰与伺服滑台固连，下部的索用虎克铰与所述下平台部件上的虎克铰安装座固连；上、下两套索用虎克铰之间通过所述轴销、开口销与所述索部件连接，形成转动副；所述伺服滑台机构由3套行程开关进行限位，l1为伺服滑台机构上行程；l2为伺服滑台机构下行程；l1、l2的数值由下平台部件的倾斜角度确定。

6、进一步，所述索驱动机构由卷筒索驱动机构、索及索用虎克铰组成；其中，所述卷筒索驱动机构通过卷筒的旋转驱动所述索收放，索运动拖动所述下平台部件转动；所述索用虎克铰安装于下平台部件上，索用虎克铰通过开式索节与索连接。

7、进一步，所述索用虎克铰由回转支撑、铰链座以及十字连接块构成，所述回转支撑的外圈通过螺栓与所述下平台部件中的下平台体、所述伺服滑台固连，所述铰链座通过螺栓与回转支撑的内圈连接；所述十字连接块通过销轴和开口销与铰链座连接形成转动副，十字连接块以销轴的中心线为中心相对铰链座转动。

8、进一步，所述星形框架是焊接球网架结构，包括星形框架体、舱索锚固头座、顶部结构以及座板；所述座板与所述星形框架体的节点球、竖管及横管焊接为一体，作为所述索驱动机构的支撑；所述顶部结构上设置有连接所述液压推杆的虎克铰安装座。

9、进一步，所述索部件由1根索及所述索两端用合金浇铸固接的2个开式索节构成。

10、进一步，所述下平台部件由下平台体、1#接收机、2#接收机、3#接收机、4#接收机、5#接收机、虎克铰安装座和液压推杆连接座构成；其中，所述液压推杆连接座与所述下平台体通过螺栓固连，5种接收机与下平台体通过螺栓固连，6处所述虎克铰安装座用于安装索用虎克铰。

11、进一步，所述液压推杆的上部通过螺栓副与虎克铰固连，所述虎克铰通过螺栓固连于星形框架顶部结构的虎克铰安装座上；液压推杆的下部通过螺栓与球铰固连，所述球铰5通过螺栓与下平台体上固连的液压推杆连接座固连。

12、采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

13、本实用新型用索驱动机构，实现对下平台的并联驱动，代替现有馈源舱的ab转环机构和刚性并联机构，以解决现有馈源舱存在的控制角度小、馈源舱重量大等技术问题，可以将下平台整套装配部件的重量从10.5吨降低到6吨。用液压推杆与星形框架和下平台连接，增加下平台的抗干扰能力。

技术特征：

1.一种基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，包括：星形框架、索驱动机构、液压推杆、下平台部件和馈源接收机；其中，所述索驱动机构的伺服滑台机构或卷筒索驱动机构与所述星形框架上的座板，索驱动机构的下端与所述下平台部件连接；所述液压推杆的顶部与星形框架中的顶部结构连接，液压推杆的底部与下平台部件连接，通过索驱动机构中钢丝绳的移动或收放实现对下平台部件俯仰角度的调节；所述馈源接收机固定在下平台部件上。

2.根据权利要求1所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述索驱动机构由6套滑台索驱动机构组成，6套所述滑台索驱动机构的伺服滑台机构沿所述星形框架竖直中心线的圆周均布，分别安装于所述座板上；6套滑台索驱动机构的下端索用虎克铰在所述下平台部件上两两相邻安装做为1对，且相对于两套临近的伺服滑台机构的对称平面对称分布，3对所述下端索用虎克铰呈120°均布。

3.根据权利要求2所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述滑台索驱动机构包括：伺服滑台机构、两个索用虎克铰、销轴、开口销以及索部件；上部的所述索用虎克铰与伺服滑台固连，下部的索用虎克铰与所述下平台部件上的虎克铰安装座固连；上、下两套索用虎克铰之间通过所述销轴、开口销与所述索部件连接，形成转动副；所述伺服滑台机构由3套行程开关进行限位，l1为伺服滑台机构上行程；l2为伺服滑台机构下行程；l1、l2的数值由下平台部件的倾斜角度确定。

4.根据权利要求1所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述索驱动机构由卷筒索驱动机构、索及索用虎克铰组成；其中，所述卷筒索驱动机构通过卷筒的旋转驱动所述索收放，索运动拖动所述下平台部件转动；所述索用虎克铰安装于下平台部件上，索用虎克铰通过开式索节与索连接。

5.根据权利要求3所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述索用虎克铰由回转支撑、铰链座以及十字连接块构成，所述回转支撑的外圈通过螺栓与所述下平台部件中的下平台体、所述伺服滑台固连，所述铰链座通过螺栓与回转支撑的内圈连接；所述十字连接块通过销轴和开口销与铰链座连接形成转动副，十字连接块以销轴的中心线为中心相对铰链座转动。

6.根据权利要求1所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述星形框架是焊接球网架结构，包括星形框架体、舱索锚固头座、顶部结构以及座板；所述座板与所述星形框架体的节点球、竖管及横管焊接为一体，作为所述索驱动机构的支撑；所述顶部结构上设置有连接所述液压推杆的虎克铰安装座。

7.根据权利要求3所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述索部件由1根索及所述索两端用合金浇铸固接的2个开式索节构成。

8.根据权利要求1所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述下平台部件由下平台体、1#接收机、2#接收机、3#接收机、4#接收机、5#接收机、虎克铰安装座和液压推杆连接座构成；其中，所述液压推杆连接座与所述下平台体通过螺栓固连，5种接收机与下平台体通过螺栓固连，6处所述虎克铰安装座用于安装索用虎克铰。

9.根据权利要求1所述的基于六索并联驱动附加液压推杆的fast新型馈源舱，其特征在于，所述液压推杆的上部通过螺栓副与虎克铰固连，所述虎克铰通过螺栓固连于星形框架顶部结构的虎克铰安装座上；液压推杆的下部通过螺栓与球铰固连，所述球铰5通过螺栓与下平台体上固连的液压推杆连接座固连。

技术总结
本技术公开了一种基于六索并联驱动附加液压推杆的FAST新型馈源舱，其包括：星形框架、索驱动机构、液压推杆、下平台部件和馈源接收机；索驱动机构的伺服滑台机构或卷筒索驱动机构与星形框架上的座板，索驱动机构的下端与下平台部件连接；液压推杆的顶部与星形框架中的顶部结构连接，液压推杆的底部与下平台部件连接；所述馈源接收机固定在下平台部件上。本技术用索驱动机构，实现对下平台的并联驱动，代替现有馈源舱的AB转环机构和刚性并联机构，以解决现有馈源舱存在的控制角度小、馈源舱重量大等技术问题，可以将下平台整套装配部件的重量从10.5吨降低到6吨。用液压推杆与星形框架和下平台连接，增加下平台的抗干扰能力。

技术研发人员：姚蕊,姜鹏,杨清阁,殷家宁,李辉
受保护的技术使用者：中国科学院国家天文台
技术研发日：20221116
技术公布日：2024/1/11