全向可动射电望远镜的副反射面六自由度并联调整机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全向可动射电望远镜的副反射面六自由度并联调整机构，包括动平台、定平台和位于动平台和定平台之间的用于连接动平台和定平台动的三对驱动杆和撑腿，其中两对驱动杆分别与动平台和定平台铰接，另一对驱动杆一端铰接于动平台上，一端铰接于撑腿上，撑腿一端连接在定平台上；铰接撑腿的驱动杆与另两对驱动杆近似或接近垂直，从而使动平台不同方向的力/力矩承载能力趋于平衡。并联机构随天线主反射面在0

【技术实现步骤摘要】
全向可动射电望远镜的副反射面六自由度并联调整机构


[0001]本技术涉及一种大型全可动射电望远镜副反射面调整机构，用于高精度定位和误差补偿的天线副反射面调整方面的


技术介绍

[0002]大口径反射面天线通常需要工作在露天环境下，由于天线机构主要由钢材等金属材料构成，容易受到重力、温度、风荷、雨雪等环境载荷影响，导致天线主反射面形状、副反射面支撑结构发生变形，使反射面表面精度变差、微波光路发生偏移而产生失准误差，从而使天线的增益降低、产生指向偏差，导致天线系统的灵敏度下降，因此需要在副面和撑杆之间安装调整机构。
[0003]对于精度要求较高的天线系统，尤其是大型射电望远镜天线由于副反射面直径大、自重大、所需调整量大、而且需要进行多个自由度的调整，故高精度射电望远镜天线的副反射面位姿调整机构需要具备高刚度、结构紧凑、精度高、多个自由度调整等性能，此时传统的副反射面位姿调整机构已不能满足使用要求。
[0004]经典型Stewart平台一般为对称结构，其定平台的六个铰链一般分布在同一个平面内，径向承载能力远小于其轴向承载能力，因此一般在天线仰角为0
°
时刚度最好。大型射电望远镜天线一般在0
°
至90
°
俯仰范围运动，在并联机构运动空间内需要承受等量的径向、轴向载荷和倾覆力矩，需要稳定的结构刚度。经典型Stewart平台承受倾覆力矩的能力相对不强，因此需要研究适合于大型射电望远镜天线的副面调整机构。

技术实现思路

[0005]针对上述所提及的传统副面调整机构存在的诸多不足，本技术提供一种六自由度并联机构，解决经典型Stewart平台承受倾覆力矩的能力相对较弱，刚性相对较差等问题。
[0006]本技术是通过下述技术方案来实现的。
[0007]本技术提供了一种全向可动射电望远镜的副反射面六自由度并联调整机构，包括动平台、定平台和位于动平台和定平台之间的用于连接动平台和定平台动的三对驱动杆和撑腿，其中两对驱动杆分别与动平台和定平台铰接，另一对驱动杆一端铰接于动平台上，一端铰接于撑腿上，撑腿一端连接在定平台上；铰接撑腿的驱动杆与另两对驱动杆趋于垂直。
[0008]优选的，驱动杆通过球铰和虎克铰与动平台、定平台和撑腿铰接。
[0009]优选的，球铰连接在动平台与驱动杆之间，虎克铰连接在定平台与驱动杆、撑腿与驱动杆之间。
[0010]优选的，各对驱动杆分别与动平台、定平台和撑腿铰接构成铰链点，各铰链点两两对称分布。
[0011]优选的，铰接撑腿的一对驱动杆底部分别与另一对驱动杆共同铰接在动平台上。
[0012]优选的，与铰接撑腿的驱动杆底部共同铰接的一对驱动杆顶部分别各自铰接在定平台上。
[0013]优选的，未与铰接撑腿的驱动杆底部连接的一对驱动杆顶部共同铰接在定平台上。
[0014]优选的，驱动杆采用电动缸。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术是一种大型全向可动射电望远镜副反射面六自由度并联调整机构，承受侧向载荷、轴向载荷和倾覆力矩的能力相对高，在大型射电望远镜全仰角范围内，调整具有大载荷的副反射面时，使每个支链承受的载荷更小。且该并联机构具有结构刚度大、承载能力强、静态误差小、响应速度快、高的定位精度和可靠性等优点,能够实现天线副反射面的实时位姿调整和精度控制，补偿因重力变形或其它环境因素导致天线性能和指向的变化，提高射电望远镜在全仰角下的电性能。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：
[0018]图1为本技术一种全向可动射电望远镜副反射面六自由度并联调整机构结构示意图；
[0019]图2(a)、2(b)为本技术六自由度并联调整机构受力示意图。
[0020]图中：1、动平台；2、定平台；3、第一驱动杆；4、第二驱动杆；5、第三驱动杆；6、第四驱动杆；7、第五驱动杆；8、第六驱动杆；9、球铰；10、虎克铰；11、撑腿。
具体实施方式
[0021]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此本技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
[0022]图1为本技术提供的一种全向可动射电望远镜副反射面六自由度并联调整机构结构示意图，包括动平台1、定平台2和位于动、定平台之间的用于连接动平台和定平台的第一、第二、
……
第六驱动杆3
‑
8和撑腿11，以及用于连接动平台1、定平台2和撑腿11的六个驱动杆的六个球铰9及六个虎克铰10。
[0023]其中，两对驱动杆即第一、第二驱动杆3、4和第三、第四驱动杆5、6分别与动平台1和定平台2铰接，另一对驱动杆即第五、第六驱动杆7、8分别一端铰接于动平台1上，一端铰接于撑腿11上，撑腿11一端连接在定平台2上；铰接撑腿的第五、第六驱动杆7、8与第一、第二驱动杆3、4和第三、第四驱动杆5、6分别近似(或接近趋于)垂直。驱动杆通过球铰9和虎克铰10与动平台1、定平台2和撑腿11铰接。球铰9连接在动平台1与驱动杆之间，虎克铰10连接在定平台2与驱动杆、撑腿11与驱动杆之间。各对驱动杆分别与动平台1、定平台2和撑腿11铰接构成铰链点，各铰链点两两对称分布。
[0024]其中，第三、第四驱动杆5、6底部分别与第五、第六驱动杆7、8底部共同铰接在动平台1上，第三、第四驱动杆5、6顶部分别各自铰接在定平台2上，第五、第六驱动杆7、8顶部分别铰接撑腿11，撑腿11顶部分别固定在定平台底部。
[0025]第一、第二驱动杆3、4底部分别铰接在动平台1上，顶部共同铰接在定平台2上。
[0026]本结构中，定平台2六个铰链点分别处于两个平面，即与第一、第二、第三、第四驱动杆3、4、5、6相连的铰链点位于同一平面，与第五、第六驱动杆7、8相连的铰链点位于另一个平面，使第五、第六驱动杆7、8近似与另四个第一、第二、第三、第四驱动杆3、4、5、6垂直，从而使并联机构动平台的轴向的载荷主要由第一、第二、第三、第四驱动杆3、4、5、6构成的支链承受，而在径向、切向的载荷主要由第五、第六驱动杆7、8构成的支链支撑。
[0027]如图2(a)、2(b)所示，为六自由度并联机构的受力示意图，该六自由度并联机构通过六个驱动杆的运动，动平台带动副面进行沿着x、y、z轴的平动和绕x、y、z轴转动。由于由第五、第六驱动杆7、8构成的支链A3、A4近似与另四个支链垂直，当并联机构定平台平行于水平面时(射电望远镜仰角为90
°
时)，如图2(a)所示，重力载荷G的方向垂直于动平台，此时动平台的载荷主要由第一、第二驱动杆3、4构成的支链A1、A2及第三、第四驱动杆5、6构成的支链A5、A6受力；当并联机构定平台平行于水平面时(射电望远镜仰角为0<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全向可动射电望远镜的副反射面六自由度并联调整机构，其特征在于，包括动平台、定平台和位于动平台和定平台之间的用于连接动平台和定平台动的三对驱动杆和撑腿，其中两对驱动杆分别与动平台和定平台铰接，另一对驱动杆一端铰接于动平台上，一端铰接于撑腿上，撑腿一端连接在定平台上；铰接撑腿的驱动杆与另两对驱动杆趋于垂直。2.根据权利要求1所述的六自由度并联调整机构，其特征在于，驱动杆通过球铰和虎克铰与动平台、定平台和撑腿铰接。3.根据权利要求2所述的六自由度并联调整机构，其特征在于，球铰连接在动平台与驱动杆之间，虎克铰连接在定平台与驱动杆、撑腿与驱动杆之间。4.根据权利要求1所述的六自由度并联调...

【专利技术属性】
技术研发人员：古丽加依娜，
申请(专利权)人：中国科学院新疆天文台，
类型：新型
国别省市：