一种FAST反射面单元自适应连接机构制造技术

本实用新型专利技术涉及FAST射电天文望远镜技术领域，尤其是涉及一种FAST反射面单元自适应连接机构。本实用新型专利技术新型0#连接机构保留原1#连接机构的节点轴，节点轴上端增加轴套实现对1个平动自由度约束，关节轴承采用新产品，其球面副增加聚四氟乙烯衬垫。本实用新型专利技术新型1#连接机构采用新产品，其关节轴承的球面副和滑动副均增加聚四氟乙烯衬垫。本实用新型专利技术2#连接机构不变，仍保留原有产品。

【技术实现步骤摘要】
一种FAST反射面单元自适应连接机构
本技术涉及FAST射电天文望远镜
，尤其是涉及一种FAST反射面单元自适应连接机构。
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、主动变形的反射面、采用六索并联拖动的柔性轻型馈源支撑。FAST反射面采用柔性索网作为主要支承结构和主动变形的关键部件。索网结构共包括6670根主索、2225根下拉索和2225个索网节点盘。每一根下拉索和一台液压促动器连接并锚固于地面基墩。每个节点盘和相邻6根主索相互连接，共同编织形成了巨大的主索网，也是FAST反射面几何面形的基础。通过协调控制2225台液压促动器的伸缩运动，进而带动主索和节点盘的运动，可以实现反射面面形的改变，如基准球面(曲率半径300米)和天文观测所需的旋转抛物面(口径300米)等。主索网所构成的曲面面域主要采用短程线分割方法，全域被划分为4300个近似等边三角形域和150个边缘四边形域，每一个节点盘均位于这些三角形和四边形的顶点位置。主索网的每个三角形域和四边形域均安装全铝合金反射面单元，覆盖整个面域，构成FAST反射面。相邻反射面单元之间留有约65mm的间隙，保证反射面面形改变时相邻单元不会发生碰撞干涉。其中三角形单元边长约11米，重量约450-480Kg。反射面单元的每个顶点分别通过一个自适应连接机构与其对应的索网节点盘进行约束连接。对于三角形单元而言，不同的顶点连接不同的自适应连接机构，可分为0#连接机构、1#连接机构和2#连接机构三种。0#连接机构约束3个平动自由度，1#连接机构约束2个平动自由度，2#连接机构约束1个平动自由度。通过这样的约束连接方式约束刚性反射面单元的六个自由度，从而保证了反射面单元以简支约束的方式与索网结构连接，不会因为索网结构自身的运动变形而引起附加内力。FAST反射面单元的自适应连接机构是一种完全创新的产品，没有现成的实例可供参考，需要在故障-改进-更新的循环中不断完善原有产品设计和安装工艺。自适应连接机构的润滑非常重要，但因长期暴露在野外环境下工作，随着工作时间增长，润滑性能变差，甚至可能失效，导致自适应连接机构无法通过内部滑动消解反射面主动变形时的相对位置变化，从而危及反射面单元。目前，发生故障的三角形反射面单元全部为一个角点位于上方，两个角点位于下方的反射面单元，结合图1和图2所示，上方的角点连接1#连接机构(图中标有“1”代表1#连接机构的布置位置)，下方左侧的角点连接2#连接机构(图中标有“2”代表2#连接机构的布置位置)，下方右侧角点连接0#连接机构(图中标有“0”代表0#连接机构的布置位置)。图中标有“a”的三角形面板单元出现故障，其余位置反射面单元未有故障发生。“G”箭头标示的是重力方向，故障单元上部的1#节点轴发生直线滑动副到达前端极限位置不能退回，与其节点轴球节点连接的杆件变形或连接螺栓断裂问题。结合图3至图5所示：原0#连接机构的0#节点轴101固定于关节轴承102的内孔，端部通过挡圈4、防松垫圈5和螺钉6锁紧。关节轴承102活动连接于0#轴座3上。关节轴承102限制3个方向的平动自由度。原1#连接机构的1#节点轴7在关节轴承2的内孔可以自由滑动，1#轴座8通过螺栓与反射面单元连接盘连接。原2#连接机构的球面副13限制3个方向的平动自由度，滑动座14在反射面单元连接盘上滑动，限制1个移动方向的自由度，2#节点轴9固定连接于2#轴座10，端部通过挡圈11、螺钉12锁紧连接。采用上述形式的连接机构使用时，其故障的形式多为上部角点1#连接机构的节点轴下滑至极限位置后无法复位至初始位置或复位卡滞，严重情况下连接该节点轴球节点的反射面单元背架的上弦杆、腹杆螺栓、杆件变形或螺栓断裂。经分析，由于反射面单元自身重力作用、加上反射面背架刚性不足，致使上方1#连接机构发生故障。另存在节点轴转动、滑动的摩擦力过大因素引发故障。公开于该
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部分的信息仅仅旨在加深对本技术的总体
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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反射面单元自适应连接机构及布局方法，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：第一方面，本技术提供一种FAST反射面单元自适应连接机构，包括：位于反射面单元上部顶点的0#连接机构，包括：关节轴承、原1#节点轴、原1#轴座和轴套，所述关节轴承的球面副中增设衬垫，所述原1#节点轴插装连接于所述关节轴承，所述原1#节点轴的末端设置有用于阻止其自身滑动的轴套；所述关节轴承活动设置于所述原1#轴座上，所述原1#轴座固定于反射面单元连接盘上；位于反射面单元右侧顶点的1#连接机构，包括：关节轴承、1#节点轴、1#轴座；所述关节轴承的球面副和滑动副中均增设衬垫，所述1#节点轴插装连接于所述关节轴承，所述关节轴承活动设置于所述1#轴座中，所述1#轴座固定于反射面单元连接盘上；位于反射面单元左侧顶点的2#连接机构，包括：2#节点轴、2#轴座、滑动座；所述2#节点轴固定连接于所述2#轴座中，所述2#轴座通过球面副安装于所述滑动座上，所述滑动座滑动连接在反射面单元连接盘上。作为进一步的技术方案，所述关节轴承通过弹簧卡圈对衬垫进行轴向限位。作为进一步的技术方案，所述衬垫的材质为聚四氟乙烯。作为进一步的技术方案，所述0#连接机构的原1#节点轴的端部开设有螺钉安装孔；所述0#连接机构在螺钉安装孔内安装螺钉；所述螺钉与所述螺钉安装孔之间设置有挡圈。作为进一步的技术方案，所述1#连接机构的1#节点轴的端部开设有螺钉安装孔；所述1#连接机构在螺钉安装孔内安装螺钉；所述螺钉与所述螺钉安装孔之间设置有挡圈。作为进一步的技术方案，所述2#连接机构的2#节点轴的端部开设有螺钉安装孔；所述2#连接机构在螺钉安装孔内安装螺钉；所述螺钉与所述螺钉安装孔之间设置有挡圈。第二方面，本技术提供一种根据所述FAST反射面单元自适应连接机构的布局方法，其包括：在反射面单元的每个角点顶点分别通过一个自适应连接机构与其对应的索节点盘进行约束连接，不同的顶点连接不同的自适应连接机构，其中：选择一个角点位于上方、两个角点位于下方的反射面单元；其中，将0#连接机构布置在反射面单元的上部顶点；其中，将1#连接机构布置在反射面单元的右侧顶点；其中，将2#连接机构布置在反射面单元的左侧顶点。作为进一步的技术方案，通过所述0#连接机构约束3个平动自由度；通过所述1#连接机构约束2个平动自由度；通过所述2#连接机构约束1个平动自由度；以上述约束连接方式约束反射面单元的六个自由度。作为进一步的技术方案，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FAST反射面单元自适应连接机构，其特征在于，包括：/n位于反射面单元上部顶点的0#连接机构，包括：关节轴承、原1#节点轴、原1#轴座和轴套，所述关节轴承的球面副中增设衬垫，所述原1#节点轴插装连接于所述关节轴承，所述原1#节点轴的末端设置有用于阻止其自身滑动的轴套；所述关节轴承活动设置于所述原1#轴座上，所述原1#轴座固定于反射面单元连接盘上；/n位于反射面单元右侧顶点的1#连接机构，包括：关节轴承、1#节点轴、1#轴座；所述关节轴承的球面副和滑动副中均增设衬垫，所述1#节点轴插装连接于所述关节轴承，所述关节轴承活动设置于所述1#轴座中，所述1#轴座固定于反射面单元连接盘上；/n位于反射面单元左侧顶点的2#连接机构，包括：2#节点轴、2#轴座、滑动座；所述2#节点轴固定连接于所述2#轴座中，所述2#轴座通过球面副安装于所述滑动座上，所述滑动座滑动连接在反射面单元连接盘上。/n

【技术特征摘要】
1.一种FAST反射面单元自适应连接机构，其特征在于，包括：
位于反射面单元上部顶点的0#连接机构，包括：关节轴承、原1#节点轴、原1#轴座和轴套，所述关节轴承的球面副中增设衬垫，所述原1#节点轴插装连接于所述关节轴承，所述原1#节点轴的末端设置有用于阻止其自身滑动的轴套；所述关节轴承活动设置于所述原1#轴座上，所述原1#轴座固定于反射面单元连接盘上；
位于反射面单元右侧顶点的1#连接机构，包括：关节轴承、1#节点轴、1#轴座；所述关节轴承的球面副和滑动副中均增设衬垫，所述1#节点轴插装连接于所述关节轴承，所述关节轴承活动设置于所述1#轴座中，所述1#轴座固定于反射面单元连接盘上；
位于反射面单元左侧顶点的2#连接机构，包括：2#节点轴、2#轴座、滑动座；所述2#节点轴固定连接于所述2#轴座中，所述2#轴座通过球面副安装于所述滑动座上，所述滑动座滑动连接在反射面单元连接盘上。


2.根据权利要求1所述的FAST反射面单元自...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏，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