[实用新型]一种FAST馈源舱定位机构

说明书

本实用新型公开了一种FAST馈源舱定位机构，包括星形框架、若干套柔索双驱动机构和馈源平台等，所述馈源平台包括下平台和下平台转接环，多波束馈源接收机固定在所述下平台上；所述下平台通过螺栓副固连在下平台转接环上；所述星形框架的内侧面上部设置有沿圆周设置的若干套柔索双驱动机构，所述柔索双驱动机构包括竖直安装在星形框架内侧的伺服滑台、卷扬机构、钢丝绳、开式索节机构及下平台转接环上设置的回转支撑轴承和滑轮，柔索双驱动机构的钢丝绳穿过所述滑轮，将馈源平台悬挂在星形框架上。本实用新型用多套柔索双驱动机构，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。

技术领域

本实用新型涉及天文设备，具体涉及一种对FAST馈源舱进行定位的定位机构。

背景技术

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；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，实现对馈源的高精度定位。

FAST反射面可实现瞬时300米口径反射面主动变形，由球面变形成抛物面，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。

为接收无线电波，馈源接收机安装在馈源舱内，通过一套馈源支撑系统实现在140m的高空，207m范围内定位。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。AB轴机构是绕正交的A、B两轴进行二维旋转的机构，主要包括：A轴及其驱动，B轴及其驱动，AB轴转环。Stewart平台是六杆并联机构，包含上平台、下平台转接环、下平台、驱动腿、球铰和虎克铰等。其中上平台设置B轴接口，下平台需承载馈源接收机及附属机构。多波束接收机转向装置是Stewart下平台上调整多波束接收机绕其法线方向转动一定角度的装置。

当FAST反射面主动变形时，均匀分布在直径600米圆周的6座百米高塔支撑6根钢索，6根钢索组成一个索牵引并联机构为第一级控制机构，拖动30吨的FAST馈源舱在150米高空200米范围内做天文跟踪运动，索驱动可达到的控制精度（中心控制点为A轴线和B轴线的交点）：空间位置误差≤RMS 48mm，空间姿态误差最大值≤1°；AB轴机构为第二级控制机构，补偿Stewart上平台法线与星形框架中心轴线之间的夹角，当前设计的最大转角为±18°。Stewart平台作为第三级控制机构，仅补偿第一级和第二级的残余控制误差和馈源舱振动，在跟踪观测时对馈源位姿精调控制。最终要求FAST馈源实时空间位置误差≤RMS10mm；实现对天体的高精度指向跟踪观测。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构新颖独特，使用方便，并且能够有效降低馈源舱整体重量、提升馈源定位控制角度的FAST馈源舱定位机构；具体技术方案为：

一种FAST馈源舱定位机构，包括星形框架和馈源平台，所述馈源平台包括下平台和下平台转接环，多波束馈源接收机固定在所述下平台上；所述下平台通过螺栓副固连在下平台转接环上；所述星形框架的内侧面上部设置有沿圆周分布的若干套柔索双驱动机构，所述柔索双驱动机构包括竖直安装在星形框架内侧的伺服滑台和绳索、卷扬机构、开式索节机构及下平台转接环上设置的回转支撑轴承和滑轮，卷扬机构的钢丝绳穿过所述滑轮，将馈源平台悬挂在星形框架上。