專利名稱:射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括促動(dòng)器安裝底座、支架，所述支架上設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)設(shè)置有軸或軸承，通過軸或軸承安裝杠桿，杠桿支點(diǎn)由旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)構(gòu)成；所述杠桿下端吊掛負(fù)載，所述杠桿上端通過連桿連接力傳感器，力傳感器再連接促動(dòng)器的拉桿，所述杠桿下臂長(zhǎng)度大于上臂長(zhǎng)度；檢測(cè)過程中，所述促動(dòng)器上端受到的載荷為連續(xù)無(wú)跳動(dòng)變化值，促動(dòng)器載荷與拉桿位移接近線性關(guān)系，且大于線性負(fù)載；所述杠桿與負(fù)載、連桿連接處、所述連桿與力傳感器連接處、所述力傳感器與促動(dòng)器拉桿連接處均設(shè)置有軸和軸承。
【專利說(shuō)明】射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)，可以對(duì)大型射電天文望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器進(jìn)行性能檢測(cè)。

【背景技術(shù)】
[0002]500m 口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡 FAST (Five-hundred-meter Aperture Sphericalrad1 Telescope)將是國(guó)際上最大、最靈敏的射電天文望遠(yuǎn)鏡。利用貴州喀斯特洼坑作為臺(tái)址，在洼坑內(nèi)鋪設(shè)500m球冠狀反射面，通過主動(dòng)控制形成拋物面以匯聚電磁波，采用輕型鋼索拖動(dòng)饋源平臺(tái)實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡的指向跟蹤。
[0003]在望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)，采用促動(dòng)器驅(qū)動(dòng)下拉索方式改變反射面單元面型，以跟蹤天體。促動(dòng)器為機(jī)、電、液一體化單元，工作于貴州黔南潮濕洼地中，始終承受最大6?10噸拉力變載荷作用，平均速度約0.2mm/s，數(shù)量為2225套。促動(dòng)器的性能直接影響了望遠(yuǎn)鏡的工作性能，所以在安裝之前必須進(jìn)行檢測(cè)。
[0004]現(xiàn)有的射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)，結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示，試驗(yàn)臺(tái)需要設(shè)置促動(dòng)器安裝底座、支架(圖中未示出)，支架上設(shè)置定滑輪或鏈輪(G點(diǎn)和G’點(diǎn))，定滑輪或鏈輪支撐牽引繩索，牽引繩索通常采用鋼絲繩或者短環(huán)鏈，一端連接促動(dòng)器的拉桿，另一端連接負(fù)載，促動(dòng)器對(duì)負(fù)載做一定次數(shù)的牽引才能完成檢測(cè)。由于鋼絲繩和定滑輪、短環(huán)鏈和鏈輪一直摩擦，無(wú)論是鋼絲繩還是短環(huán)鏈，均容易發(fā)生斷裂，這是現(xiàn)有試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)最薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，盡管也采用涂抹潤(rùn)滑油等降低摩擦的手段，但是效果沒有明顯提高。
[0005]此外，使用定滑輪支撐牽引繩索，促動(dòng)器載荷與負(fù)載重量基本相當(dāng)，為了方便實(shí)驗(yàn)，通常在現(xiàn)場(chǎng)選取土石方裝進(jìn)容器中構(gòu)成負(fù)載，促動(dòng)器載荷為小噸位時(shí)還此類型負(fù)載還容易制作，對(duì)于較大噸位的測(cè)試，例如7t、10t、15t時(shí)，需要的土石方較多，負(fù)載就不容易制作。
[0006]當(dāng)使用兩側(cè)設(shè)置有負(fù)載的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)(如圖3所示)，如果牽引繩索采用短環(huán)鏈，由于短環(huán)鏈和鏈輪的配合不平穩(wěn)，將產(chǎn)生較大振動(dòng)，促動(dòng)器受力不均勻，實(shí)際檢測(cè)結(jié)果如圖2所示(促動(dòng)器載荷、促動(dòng)器拉桿速度和位置的關(guān)系圖)，從中可以看出，促動(dòng)器載荷曲線變化不平穩(wěn)，跳動(dòng)頻繁，這樣的受力狀況與促動(dòng)器實(shí)際受力狀況是不相符的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)，該試驗(yàn)臺(tái)在旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)處設(shè)置軸或軸承，通過軸或軸承安裝杠桿，有效降低了摩擦，而且利用杠桿原理，負(fù)載的實(shí)際重量減輕了，但是驅(qū)動(dòng)器的模擬載荷仍然能夠達(dá)到要求。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括促動(dòng)器安裝底座、支架，所述支架上設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)設(shè)置有軸或軸承，通過軸或軸承安裝杠桿，杠桿支點(diǎn)由旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)構(gòu)成；所述杠桿下端吊掛負(fù)載，所述杠桿上端通過連桿連接力傳感器，力傳感器再連接促動(dòng)器的拉桿，所述杠桿下臂長(zhǎng)度大于上臂長(zhǎng)度；檢測(cè)過程中，所述促動(dòng)器上端受到的載荷為連續(xù)無(wú)跳動(dòng)變化值，促動(dòng)器載荷與拉桿位移接近線性關(guān)系，且大于線性負(fù)載；所述杠桿與負(fù)載、連桿連接處、所述連桿與力傳感器連接處、所述力傳感器與促動(dòng)器拉桿連接處均設(shè)置有軸和軸承。
[0010]進(jìn)一步，所述支架上左、右對(duì)稱設(shè)置有兩組所述旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)和杠桿。
[0011]進(jìn)一步，所述支架上設(shè)置有一組所述旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)和杠桿。
[0012]進(jìn)一步，所述杠桿的下臂與上臂的長(zhǎng)度比值為3?5。
[0013]進(jìn)一步，左、右所述連桿連接所述力傳感器時(shí)連接在同一根軸上。
[0014]進(jìn)一步，所述杠桿采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，設(shè)置有至少兩塊平行的受力板，受力板之間設(shè)置內(nèi)支撐，在受力板之間設(shè)置若干組軸承或軸，軸承或軸的軸線垂直所述受力板。
[0015]進(jìn)一步，所述受力板之間設(shè)置三組軸承或軸，中部的軸承或軸與所述旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)組合，三組軸承或軸的中心連線，在中部的軸承或軸處的夾角呈鈍角，且該鈍角背向促動(dòng)器設(shè)置。
[0016]采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)置的射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]該試驗(yàn)臺(tái)在旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)處設(shè)置有軸或軸承，通過軸或軸承安裝杠桿，再通過杠桿兩端分別連接負(fù)載和促動(dòng)器，有效降低了摩擦，可以徹底避免牽引繩索易斷裂的缺陷，系統(tǒng)可長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。
[0018]該試驗(yàn)臺(tái)利用杠桿原理，可以減輕負(fù)載的實(shí)際重量，但是促動(dòng)器的模擬載荷仍然能夠達(dá)到要求，負(fù)載重量?jī)H約為促動(dòng)器最大力的1/5，從而簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，便于模擬7t、10t、15t不同工況。
[0019]使用該試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)過程中，促動(dòng)器受到的載荷為連續(xù)無(wú)跳動(dòng)變化值，這是因?yàn)殡S著杠桿的旋轉(zhuǎn)，實(shí)際力臂長(zhǎng)度是不斷變化的，設(shè)置雙負(fù)載的試驗(yàn)臺(tái)，還存在分力角度持續(xù)變化的因素，這樣更接近促動(dòng)器現(xiàn)實(shí)受力狀況，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度。

【附圖說(shuō)明】

[0020]圖1為促動(dòng)器的使用狀態(tài)示意圖；
[0021]圖2為使用雙負(fù)載的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行促動(dòng)器檢測(cè)過程中，促動(dòng)器載荷、促動(dòng)器拉桿速度和位置的關(guān)系圖；
[0022]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置雙負(fù)載的試驗(yàn)臺(tái)的主視圖；
[0023]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)置單負(fù)載的試驗(yàn)臺(tái)的主視圖；
[0024]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的主視圖；
[0025]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例2的主視圖；
[0026]圖7為使用圖5中所示的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行促動(dòng)器檢測(cè)過程中，促動(dòng)器拉桿位移和載荷的關(guān)系圖；
[0027]圖8為本實(shí)用新型所采用杠桿的結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖9為本實(shí)用新型所采用杠桿的結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖中:1.促動(dòng)器；2.負(fù)載；3.軸承座；4.受力板；5.內(nèi)支撐。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)到預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖和較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、特征以及功效詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0031]本實(shí)用新型中所描述的促動(dòng)器模擬試驗(yàn)臺(tái)，可以采用圖5、圖6所示的兩種實(shí)施方式，具體包括促動(dòng)器安裝底座、支架(圖中未示出)，支架可以采用類似十字形或三角形的結(jié)構(gòu)。促動(dòng)器安裝底座可以參考中國(guó)實(shí)用新型專利(CN202423536U)中的技術(shù)方案，該底座上設(shè)置有軸，促動(dòng)器安裝之后可轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]本實(shí)用新型中，支架上設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)，即圖5、圖6中的E點(diǎn)和E’點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)設(shè)置有軸或軸承，通過軸或軸承安裝杠桿，如果旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)設(shè)置有軸，則杠桿上安裝軸承，如果旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)設(shè)置有軸承，則杠桿上安裝軸。杠桿位于圖5、圖6中的D點(diǎn)和F點(diǎn)之間，以及D ’和F ’之間，杠桿支點(diǎn)由旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)構(gòu)成。
[0033]杠桿下端吊掛負(fù)載2，杠桿上端通過連桿連接力傳感器，力傳感器再連接促動(dòng)器的拉桿，杠桿下臂長(zhǎng)度大于上臂長(zhǎng)度；連桿與力傳感器連接點(diǎn)即圖5、圖6中的C點(diǎn)，力傳感器與促動(dòng)器的拉桿連接點(diǎn)即圖5、圖6中的B點(diǎn)，力傳感器設(shè)置在C點(diǎn)和B點(diǎn)之間。圖中B’點(diǎn)是促動(dòng)器拉桿下移時(shí)到達(dá)的位置。
[0034]檢測(cè)過程中，促動(dòng)器上端受到的載荷為連續(xù)無(wú)跳動(dòng)變化值，促動(dòng)器載荷與拉桿位移接近線性關(guān)系，且大于線性負(fù)載；杠桿與負(fù)載、連桿連接處、連桿與力傳感器連接處、力傳感器與促動(dòng)器拉桿連接處均設(shè)置有軸和軸承。
[0035]所設(shè)置的連桿即圖5、圖6中的C點(diǎn)和D點(diǎn)之間，以及C’和D’之間。
[0036]如圖5所示，促動(dòng)器在促動(dòng)器安裝底座上豎直安裝，支架上左、右對(duì)稱設(shè)置有旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)和杠桿。此時(shí)支架可以采用類似十字形的結(jié)構(gòu)。該方案中，左、右連桿連接力傳感器時(shí)連接在同一根軸上。
[0037]如圖6所示，促動(dòng)器在促動(dòng)器安裝底座上傾斜安裝。此時(shí)支架可以采用類似三角形的結(jié)構(gòu)。
[0038]本實(shí)用新型中，杠桿的下臂與上臂的長(zhǎng)度比值為3?5，如果結(jié)構(gòu)足夠強(qiáng)，該比值還可以增大到6?10，圖5中杠桿的下臂與上臂的長(zhǎng)度比值為4.5。使用圖5所示的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行促動(dòng)器檢測(cè)過程中，促動(dòng)器拉桿位移和載荷的關(guān)系如圖7所示，其中三組實(shí)驗(yàn)數(shù)值，分別為:①線性7t，模擬7.2t，負(fù)載總計(jì)1.5t ;②線性10t，模擬9.8U負(fù)載總計(jì)2.0t ;③線性15t，模擬14.8t，負(fù)載總計(jì)3.2t。從圖7可以看出，促動(dòng)器載荷與位移接近線性關(guān)系，且略大于線性負(fù)載。
[0039]從圖7還可以看出，檢測(cè)過程中，促動(dòng)器受到的載荷為連續(xù)無(wú)跳動(dòng)變化值。這是因?yàn)榇賱?dòng)器一端的實(shí)際力臂長(zhǎng)度，以及負(fù)載一端的實(shí)際力臂長(zhǎng)度始終是持續(xù)變化的，還存在分力角度持續(xù)變化的因素，由此造成了促動(dòng)器受力變化。而且促動(dòng)器不會(huì)受到的振動(dòng)。
[0040]本實(shí)用新型雖然采用了杠桿，但是提升和下降速度較慢，負(fù)載在上升和下降過程也不會(huì)出現(xiàn)擺動(dòng)現(xiàn)象。
[0041]考慮到杠桿需要承受彎曲應(yīng)力，杠桿可以采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，如圖8、圖9所示，設(shè)置有兩根平行的受力板4，兩根受力板4之間設(shè)置多個(gè)內(nèi)支撐5，在兩根受力板4之間設(shè)置三組軸承或軸(圖8、圖9中設(shè)置的是軸承座3，軸承座3中可以安裝軸承，或者不設(shè)置軸承座3，該處安裝軸也可以。)，軸承或軸的軸線垂直受力板4。根據(jù)使用的需要，杠桿上也可以設(shè)置多于三組的軸承或軸，這樣設(shè)置主要是為了改變力臂長(zhǎng)度。
[0042]如圖5、圖6所示，中部的軸承或軸與旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)組合，三組軸承或軸的中心連線，在中部的軸承或軸處的夾角呈鈍角，且該鈍角背向促動(dòng)器設(shè)置，這樣設(shè)置的目的是為了獲得促動(dòng)器與負(fù)載在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)的初始拉力關(guān)系。
[0043]上面所述只是為了說(shuō)明本實(shí)用新型，應(yīng)該理解為本實(shí)用新型并不局限于以上實(shí)施例，符合本實(shí)用新型思想的各種變通形式均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器變負(fù)載模擬試驗(yàn)臺(tái)，包括促動(dòng)器安裝底座、支架，其特征在于，所述支架上設(shè)置旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)設(shè)置有軸或軸承，通過軸或軸承安裝杠桿，杠桿支點(diǎn)由旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)構(gòu)成；所述杠桿下端吊掛負(fù)載，所述杠桿上端通過連桿連接力傳感器，力傳感器再連接促動(dòng)器的拉桿，所述杠桿下臂長(zhǎng)度大于上臂長(zhǎng)度；檢測(cè)過程中，所述促動(dòng)器上端受到的載荷為連續(xù)無(wú)跳動(dòng)變化值，促動(dòng)器載荷與拉桿位移接近線性關(guān)系，且大于線性負(fù)載；所述杠桿與負(fù)載、連桿連接處、所述連桿與力傳感器連接處、所述力傳感器與促動(dòng)器拉桿連接處均設(shè)置有軸和軸承。2.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述支架上左、右對(duì)稱設(shè)置有兩組所述旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)和杠桿。3.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述支架上設(shè)置有一組所述旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)和杠桿。4.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述杠桿的下臂與上臂的長(zhǎng)度比值為3?5。5.如權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，左、右所述連桿連接所述力傳感器時(shí)連接在同一根軸上。6.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述杠桿采用復(fù)合結(jié)構(gòu)，設(shè)置有至少兩塊平行的受力板，受力板之間設(shè)置內(nèi)支撐，在受力板之間設(shè)置若干組軸承或軸，軸承或軸的軸線垂直所述受力板。7.如權(quán)利要求6所述的試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于，所述受力板之間設(shè)置三組軸承或軸，中部的軸承或軸與所述旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)組合，三組軸承或軸的中心連線，在中部的軸承或軸處的夾角呈鈍角，且該鈍角背向促動(dòng)器設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G01M11-00GK204286747SQ201420764522
【發(fā)明者】薛建興, 吳明長(zhǎng), 古學(xué)東, 王啟明 [申請(qǐng)人]中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)