一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构，可满足FAST观测工况、维护工况的需求。该结构包括：索网、桁架梁、封堵面板以及附属连接件；该结构采用10根钢索与反射面原索网节点盘、中心处节点盘连接，张拉成由五个等边三角形组成的预应力正五边形轴对称网格，支撑桁架梁，再由桁架梁支撑小面板的方案。钢索长度和应力可以通过附属的花篮螺母进行调节，桁架梁与钢索之间、面板与桁架梁和节点盘之间均可以自由滑动，以此自适应因FAST反射面变形带来的正五边形孔几何形状的改变。该封堵结构完全采用人工组装/拆卸方式。

A Cable-tensioned Sealing Structure for the Center Hole of FAST Reflector

The utility model relates to a cable tensioning and sealing structure for the central hole of FAST reflector, which can meet the requirements of FAST observation and maintenance conditions. The structure includes: cable net, truss beam, blocking panel and accessory connectors; the structure uses 10 steel cables to connect with the original cable net node plate and the node plate at the center of the reflector, and is stretched into a prestressing pentagonal axisymmetric grid composed of five equilateral triangles to support the truss beam and then the truss beam to support the small panel. \u3002 The length and stress of the cable can be adjusted by the attached basket nuts, and it can slide freely between the truss girder and the cable, between the panel and the truss girder and the joint disc, so as to adapt to the change of the geometry of the regular pentagonal hole caused by the deformation of the FAST reflector. The plugging structure is completely manually assembled/disassembled.

【技术实现步骤摘要】
一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构
本技术涉及一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构，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。
技术介绍
500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meterApertureSphericalradioTelescope，FAST)是我国十一五期间的重大科学装置，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，同时馈源支撑。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，索网中心正五边形在水平投影面内会沿钢索轴向和垂直钢索轴向两个方向上分别产生侧偏量，最大侧偏量为140mm，同时5套节点盘的高度会产生变化，变化量±500mm。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。本技术涉及一种FAST反射面底部中心处正五边形孔封堵的结构，该结构要满足中心5块面板移除、复位、参与反射面板变形等工况的要求，实现结构、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
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本技术的总体
技术介绍
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
本技术的目的在于提供一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构，以解决现有技术中存在的技术问题。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术采用一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构，包括：索网、桁架梁以及封堵面板；其中，所述索网包括5根边索和5根向心索；5根所述边索通过5个节点盘转接件与FAST反射面底部中心处正五边形孔周向的五个节点盘连接构成正五边形结构；5根所述向心索的一端与所述节点盘转接件连接，另一端均连接至所述正五边形结构中心的中心节点盘，所述中心节点盘的下方连接下拉索以及液压促动器；所述桁架梁包括5个长桁架梁以及15个短桁架梁；其中，5个所述长桁架梁首尾相连构成五边形结构，且相邻的长桁架梁之间通过转动连接组件转动连接后通过旋转压板机构与所述向心索滑动连接；15个所述短桁架梁的一端与长桁架梁的中部固定连接，另一端均通过所述旋转压板机构与所述向心索或边索滑动连接；最终在每根边索、向心索上均形成两个连接节点；所述封堵面板包括5块大三角形面板，5块所述大三角形面板与5根边索构成的正五边形结构被5根向心索划分的五个等腰三角形空间一一对应；每个大三角形面板均包括9块小三角形面板；所述中心节点盘、正五边形孔周向的五个节点盘、长桁架梁与向心索的连接位置、短桁架梁与长桁架梁的连接位置、短桁架梁与边索和向心索的连接位置上均设置用于支撑所述小三角形面板的小节点盘；每一个所述三角形空间内的9块小三角形面板的三个角均通过支撑件支撑在所述小节点盘上；除支撑在中心节点盘、正五边形孔周向的五个节点盘上的小节点盘上以外的所有小三角形面板的角均通过定位连接件与小节点盘定位连接。作为一种进一步的技术方案，5根所述边索以及5根所述向心索中任意相邻的两根的中部均设置有花篮螺母。作为一种进一步的技术方案，所述转动连接组件包括设置在相邻的所述长桁架梁中其中一个长桁架梁上的转轴，所述转轴上、个各套设一个套管，所述套管上设置有连接耳板；另一个长桁架梁上设置有与所述连接耳板连接的连接板，所述连接耳板与所述连接板通过螺栓固定连接。作为一种进一步的技术方案，所述旋转压板机构包括下端面带有U型凹槽的连接块和旋转固定板；所述旋转固定板的一端通过销轴与所述连接块的一侧端面转动连接，旋转固定板的另一端设置有侧开口的固定孔，连接块的另一侧端面设置有与所述固定孔相适配的锁紧用内六角螺钉；所述连接块的上端面固定在所述长桁架梁或所述短桁架梁的下方。作为一种进一步的技术方案，所述连接块的U型凹槽的宽度大于所述向心索或边索的直径。作为一种进一步的技术方案，所述支撑件为设置在所述小三角形面板角上的万向球。作为一种进一步的技术方案，所述定位连接件包括定位孔和定位销，二者分别设置在所述小三角形面板和所述小节点盘上。作为一种进一步的技术方案，所述定位孔和定位销的间隙为3mm。采用上述技术方案，本技术具有如下有益效果：该结构采用10根钢索与反射面原索网节点盘、中心处节点盘连接，张拉成由五个等边三角形组成的预应力正五边形轴对称网格，支撑桁架梁，再由桁架梁支撑小面板的方案。钢索长度和应力可以通过附属的花篮螺母进行调节，桁架梁与钢索之间、面板与桁架梁和节点盘之间均可以自由滑动，以此自适应因FAST反射面变形带来的正五边形孔几何形状的改变。该封堵结构完全采用人工组装/拆卸方式。当馈源舱准备入港前，该封堵结构按面板、桁架梁、钢索和中心节点盘的次序被依次快速拆除，腾出空间容纳馈源舱入港停靠。当FAST馈源舱离港后，可按照与拆卸相反的顺序快速恢复封堵结构。附图说明为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施方式，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为本技术提供的索网结构示意图；图2为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构，其特征在于，包括：索网、桁架梁以及封堵面板；其中，所述索网包括5根边索和5根向心索；5根所述边索通过5个节点盘转接件与FAST反射面底部中心处正五边形孔周向的五个节点盘连接构成正五边形结构；5根所述向心索的一端与所述节点盘转接件连接，另一端均连接至所述正五边形结构中心的中心节点盘，所述中心节点盘的下方连接下拉索以及液压促动器；所述桁架梁包括5个长桁架梁以及15个短桁架梁；其中，5个所述长桁架梁首尾相连构成五边形结构，且相邻的长桁架梁之间通过转动连接组件转动连接后通过旋转压板机构与所述向心索滑动连接；15个所述短桁架梁的一端与长桁架梁的中部固定连接，另一端均通过所述旋转压板机构与所述向心索或边索滑动连接；最终在每根边索、向心索上均形成两个连接节点；所述封堵面板包括5块大三角形面板，5块所述大三角形面板与5根边索构成的正五边形结构被5根向心索划分的五个三角形空间一一对应；每个大三角形面板均包括9块小三角形面板；所述中心节点盘、正五边形孔周向的五个节点盘、长桁架梁与向心索的连接位置、短桁架梁与长桁架梁的连接位置、短桁架梁与边索和向心索的连接位置上均设置用于支撑所述小三角形面板的小节点盘；每一个所述三角形空间内的9块小三角形面板的三个角均通过支撑件支撑在所述小节点盘上；除支撑在中心节点盘、正五边形孔周向的五个节点盘上的小节点盘上以外的所有小三角形面板的角均通过定位连接件与小节点盘定位连接。...

【技术特征摘要】
1.一种FAST反射面中心孔索张拉封堵结构，其特征在于，包括：索网、桁架梁以及封堵面板；其中，所述索网包括5根边索和5根向心索；5根所述边索通过5个节点盘转接件与FAST反射面底部中心处正五边形孔周向的五个节点盘连接构成正五边形结构；5根所述向心索的一端与所述节点盘转接件连接，另一端均连接至所述正五边形结构中心的中心节点盘，所述中心节点盘的下方连接下拉索以及液压促动器；所述桁架梁包括5个长桁架梁以及15个短桁架梁；其中，5个所述长桁架梁首尾相连构成五边形结构，且相邻的长桁架梁之间通过转动连接组件转动连接后通过旋转压板机构与所述向心索滑动连接；15个所述短桁架梁的一端与长桁架梁的中部固定连接，另一端均通过所述旋转压板机构与所述向心索或边索滑动连接；最终在每根边索、向心索上均形成两个连接节点；所述封堵面板包括5块大三角形面板，5块所述大三角形面板与5根边索构成的正五边形结构被5根向心索划分的五个三角形空间一一对应；每个大三角形面板均包括9块小三角形面板；所述中心节点盘、正五边形孔周向的五个节点盘、长桁架梁与向心索的连接位置、短桁架梁与长桁架梁的连接位置、短桁架梁与边索和向心索的连接位置上均设置用于支撑所述小三角形面板的小节点盘；每一个所述三角形空间内的9块小三角形面板的三个角均通过支撑件支撑在所述小节点盘上；除支撑在中心节点盘、正五边形孔周向的五个节点盘上的小节点盘上以外的所有小三角形面板的角均通过定位连接件与小节点盘定位连接。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，杨清阁，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台，
类型：新型
国别省市：北京,11