射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)，包括左、右拉桿組合，兩個(gè)拉桿組合上端連接一個(gè)上連桿，通過(guò)所述上連桿連接下拉索，拉桿組合下端分別連接液壓缸，液壓缸連接促動(dòng)器底座；所述拉桿組合設(shè)置有套筒，套筒內(nèi)設(shè)置有伸縮桿，伸縮桿上端連接所述上連桿，伸縮桿的桿體上沿周向設(shè)置有若干個(gè)環(huán)形槽，套筒外筒體上相對(duì)設(shè)置有兩組鎖定機(jī)構(gòu)，鎖定機(jī)構(gòu)伸出抗剪鍵至套筒內(nèi)，與伸縮桿環(huán)形槽配合限制伸縮桿的位置；鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有軟軸進(jìn)行抗剪鍵的伸縮控制，軟軸的控制手柄設(shè)置在所述套筒的下端附近。
【專利說(shuō)明】射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可遠(yuǎn)端控制桿件軸向滑移或鎖死的射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)，在對(duì)大型射電天文望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器進(jìn)行拆換時(shí)，首先通過(guò)該機(jī)構(gòu)對(duì)促動(dòng)器卸載荷。

【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。利用貴州嘻斯特掛坑作為臺(tái)址，在洼坑內(nèi)鋪設(shè)500m球冠狀反射面，通過(guò)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。望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)壽命30年，促動(dòng)器發(fā)生故障不可避免，這將降低望遠(yuǎn)鏡的使用效率及面型精度。同時(shí)，促動(dòng)器分布較廣，洼地坡面崎嶇、陡峭，且被下拉索、促動(dòng)器、底座及地錨阻擋，現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)條件較差。
[0004]針對(duì)大射電天文望遠(yuǎn)鏡維修問(wèn)題，有必要設(shè)計(jì)一種故障促動(dòng)器快速拆換機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)要求包括:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，重量輕，易攜帶，拆換方便快速，出力大，可長(zhǎng)期保持大載荷。
[0005]在中國(guó)實(shí)用新型專利“一種大射電天文望遠(yuǎn)鏡下拉索驅(qū)動(dòng)裝置快速更換機(jī)構(gòu)”(專利號(hào):ZL201220060401.2)中介紹了一種促動(dòng)器更換機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)設(shè)置有左右兩個(gè)拉桿，兩個(gè)拉桿頂端搭接一個(gè)“下拉索接頭”連接下拉索下端，兩個(gè)拉桿底端分別連接液壓缸，左右液壓缸同步加載即可轉(zhuǎn)移促動(dòng)器的載荷。
[0006]促動(dòng)器收縮狀態(tài)時(shí)上下銷軸中心距為1.Sm，行程為1.2m，故障可能發(fā)生在其運(yùn)行的任一時(shí)刻，因此該拆換機(jī)構(gòu)至少要滿足在1.8?3m范圍內(nèi)長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)。原發(fā)明中拉桿由上下正反絲桿和中間套筒組成，朝不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)中間套筒即可伸長(zhǎng)或縮短拉桿，但對(duì)于變化量為1.2m的大尺寸拉桿，該調(diào)節(jié)是非常吃力的，且調(diào)節(jié)速度較慢，促動(dòng)器快速拆換目的很難實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，促動(dòng)器軸線最大豎直夾角約56°，部分洼地坡面較陡，下拉索下端與地面之間的鉛垂距離將大于3m，很難接觸到原發(fā)明中間套筒，不便于故障促動(dòng)器的拆換。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)，該拆換機(jī)構(gòu)主要采用套筒和伸縮桿的形式，套筒上設(shè)置可自動(dòng)復(fù)位的鎖定機(jī)構(gòu)對(duì)伸縮桿進(jìn)行位置鎖定，無(wú)鎖定時(shí)伸縮桿在套筒內(nèi)自由伸縮，鎖定機(jī)構(gòu)可遠(yuǎn)端控制，調(diào)節(jié)速度顯著加快，從而提高了促動(dòng)器的拆換速度。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
射電望遠(yuǎn)鏡的促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)，包括左、右拉桿組合，兩個(gè)拉桿組合上端連接一個(gè)上連桿，通過(guò)所述上連桿連接下拉索，拉桿組合下端分別連接液壓缸，液壓缸連接促動(dòng)器底座；所述拉桿組合設(shè)置有套筒，套筒內(nèi)設(shè)置有伸縮桿，伸縮桿上端連接所述上連桿，伸縮桿的桿體上沿周向設(shè)置有若干個(gè)環(huán)形槽，套筒外筒體上相對(duì)設(shè)置有兩組鎖定機(jī)構(gòu)，鎖定機(jī)構(gòu)伸出抗剪鍵至套筒內(nèi)，與伸縮桿環(huán)形槽配合限制伸縮桿的位置；鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有軟軸進(jìn)行抗剪鍵的伸縮控制，軟軸的控制手柄設(shè)置在所述套筒的下端附近。
[0010]進(jìn)一步，所述鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)呈十字交叉的移動(dòng)導(dǎo)桿，包括豎直導(dǎo)桿和水平導(dǎo)桿，兩個(gè)導(dǎo)桿均設(shè)置有復(fù)位彈簧，豎直導(dǎo)桿的軸向與伸縮桿軸向平行，水平導(dǎo)桿的軸向與伸縮桿軸向垂直，豎直導(dǎo)桿對(duì)水平導(dǎo)桿驅(qū)動(dòng)，水平導(dǎo)桿朝向伸縮桿的一端連接固定所述抗剪鍵，豎直導(dǎo)桿被所述軟軸拉動(dòng)，控制所述水平導(dǎo)桿朝向伸縮桿伸出或收回所述抗剪鍵。
[0011]進(jìn)一步，所述豎直導(dǎo)桿上設(shè)置有斜槽，所述抗剪鍵上設(shè)置有與所述斜槽配合的滑輪，豎直導(dǎo)桿對(duì)水平導(dǎo)桿的驅(qū)動(dòng)通過(guò)所述斜槽與滑輪進(jìn)行，所述軟軸對(duì)豎直導(dǎo)桿不施加拉力時(shí)，豎直導(dǎo)桿在自身復(fù)位彈簧的驅(qū)動(dòng)下復(fù)位，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)水平導(dǎo)桿朝向伸縮桿移動(dòng)，伸出所述抗剪鍵對(duì)伸縮桿進(jìn)行限位；所述軟軸對(duì)豎直導(dǎo)桿施加拉力時(shí)，豎直導(dǎo)桿放開(kāi)對(duì)水平導(dǎo)桿的限制，所述水平導(dǎo)桿在自身復(fù)位彈簧的驅(qū)動(dòng)下復(fù)位，收回所述抗剪鍵，伸縮桿在套筒內(nèi)可自由滑動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步，所述豎直導(dǎo)桿和水平導(dǎo)桿安裝在導(dǎo)向套內(nèi)，該導(dǎo)向套為立方體形狀并且內(nèi)部中空，導(dǎo)向套的底板為弧形板，導(dǎo)向套通過(guò)所述底板固定在所述套筒外壁上；或者，所述套筒上端設(shè)置一個(gè)可拆卸的安裝座套筒，安裝座套筒為立方體形狀并且內(nèi)部帶有圓孔，所述導(dǎo)向套的底板為平板，導(dǎo)向套通過(guò)所述底板固定在該安裝座套筒的側(cè)面上。
[0013]進(jìn)一步，所述軟軸用于傳遞軸向直線運(yùn)動(dòng)，由鋼絲繩內(nèi)芯、螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套及外層非金屬保護(hù)層組成，在靠近鎖定機(jī)構(gòu)和控制手柄處分別設(shè)置軟軸支座以固定螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套，該軟軸支座限制螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套在彎曲軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩內(nèi)芯在螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述鎖定機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離彎曲控制；所述軟軸在鎖定機(jī)構(gòu)和控制手柄之間緊貼所述套筒外壁設(shè)置，并通過(guò)卡箍固定。
[0014]進(jìn)一步，所述控制手柄通過(guò)定位套固定在所述套筒外壁上，定位套上設(shè)置支座，支座上設(shè)置轉(zhuǎn)軸，把握的手柄安裝在轉(zhuǎn)軸上，該手柄上設(shè)置軟軸接頭，軟軸接頭在手柄內(nèi)可調(diào)節(jié)固定長(zhǎng)度從而調(diào)節(jié)軟軸的控制距離，支座上設(shè)置有上下兩個(gè)止位沉孔，手柄設(shè)置定位銷與止位沉孔配合，手柄在不同止位沉孔固定時(shí)所述鎖定機(jī)構(gòu)完成對(duì)抗剪鍵的伸出或收回。
[0015]進(jìn)一步，所述上連桿包括基板，基板中部設(shè)置呈倒置T型的主連接孔連接下拉索下端，主連接孔兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)副連接孔連接伸縮桿。
[0016]進(jìn)一步，所述主連接孔的孔壁伸出基板上下表面，孔壁與基板之間設(shè)置加強(qiáng)筋，孔壁上設(shè)置開(kāi)口，開(kāi)口寬度與下拉索直徑匹配，下拉索可通過(guò)該開(kāi)口進(jìn)入主連接孔；基板相對(duì)所述開(kāi)口的一邊向外延伸構(gòu)成加強(qiáng)段。
[0017]進(jìn)一步，所述副連接孔設(shè)置有鍵槽，所述伸縮桿上端設(shè)置有鍵，伸縮桿插入副連接孔后不可轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮桿上端還設(shè)置有銷釘，阻止上連桿在伸縮桿上向下滑移。
[0018]進(jìn)一步，所述拉桿組合的套筒外壁設(shè)置若干短軸，通過(guò)短軸可架設(shè)爬梯。
[0019]采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)置的促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.便于安裝。
[0020]安裝過(guò)程地面作業(yè)，無(wú)需空中操作，主要部件均采用鋁合金制作，重量輕。安裝過(guò)程:①兩側(cè)拉桿與上連桿地面連接利用拉桿舉起上連桿；③上連桿開(kāi)口穿過(guò)直徑較小的下拉索索體；④用力向下拉緊兩側(cè)拉桿，拉桿與下拉索錨具配合，完成安裝。
[0021]2.加載安全可靠。
[0022]調(diào)節(jié)左右拉桿初始長(zhǎng)度后，加載裝置完成最大10噸載荷施加。加載方式選擇因素包括:
①載荷較大，單側(cè)拉桿為5噸重量輕，易攜帶；③左、右兩側(cè)拉桿同時(shí)加載，需要同步盡量遠(yuǎn)程操作，避免發(fā)生事故；⑤技術(shù)成熟，液壓傳動(dòng)具有功率重量比大、負(fù)載大、可遠(yuǎn)距離控制、易實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]3.拉桿地面調(diào)節(jié)。
[0024]長(zhǎng)度可調(diào)拉桿的設(shè)計(jì)要求包括:①促動(dòng)器行程1.2m,故障可能發(fā)生在O?1.2m任一位置，這要求左、右拉桿長(zhǎng)度1.2m可調(diào)；②長(zhǎng)度調(diào)節(jié)后，拉桿應(yīng)可靠鎖緊；③因拉桿與上連桿先掛在下拉索錨具上，人應(yīng)在地面可控制拉桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)或鎖緊；④重量輕，易攜帶。
[0025]4.拆換銷軸爬梯。
[0026]促動(dòng)器與下拉索的連接銷軸與地面之間的軸向距離約1.8?3m，故障促動(dòng)器卸載后，人手必須可觸碰到該銷軸，才能完成拆換。為此，利用左拉桿左側(cè)、右拉桿右側(cè)各焊接4根短軸，鋁制爬梯卡在短軸上，通過(guò)爬梯，人可實(shí)現(xiàn)銷軸的拆換。
[0027]

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖；
圖2為促動(dòng)器底座的主視圖；
圖3為促動(dòng)器所使用銷軸的左視圖；
圖4為促動(dòng)器所使用銷軸的右視圖；
圖5為本發(fā)明所采用上連桿的俯視圖；
圖6為本發(fā)明所采用上連桿的主視圖；
圖7為本發(fā)明所采用外筒體和鎖定機(jī)構(gòu)的主視圖；
圖8為鎖定機(jī)構(gòu)的局部視圖；
圖9為本發(fā)明所采用伸縮桿的主視圖；
圖10為外筒體和伸縮桿的組合視圖；
圖11-14為本發(fā)明所采用控制手柄的結(jié)構(gòu)視圖；
圖15為促動(dòng)器的使用狀態(tài)示意圖；
圖16為本發(fā)明和爬梯配合使用的示意圖。
[0029]圖中:1.促動(dòng)器；2.上連桿；2-1.基板'2-2.主連接孔；2_3.加強(qiáng)筋；2_4.副連接孔；2-5.開(kāi)口。
[0030]3.拉桿組合；3-1.套筒；3-2.支座；3-3.水平導(dǎo)桿；3-4.豎直導(dǎo)桿；3_5.導(dǎo)向套；3_6.軟軸；3_7.控制手柄；3_7_1.手柄；3_7_2.定位套；3_7_3.止位沉孔；3_7_4.連接桿；3-7-5.定位銷；3-8.連接孔；3-9.復(fù)位彈簧；3_10.底板；3_11.抗剪鍵；3_12.滑輪；3-13.定位套；3-14.伸縮桿；3-15.環(huán)形槽；3-16.卡箍；3-17.短軸。
[0031]4.液壓缸；5.底座；5-1.安裝孔；6.銷軸；7.銷軸；8.爬梯。
[0032]

【具體實(shí)施方式】
[0033]為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(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)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特征以及功效詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0034](一)促動(dòng)器的安裝結(jié)構(gòu)
本發(fā)明中所描述的促動(dòng)器，安裝方案如圖1所示，促動(dòng)器I下方設(shè)置有底座5，促動(dòng)器I下端與底座銷軸7連接，為與拆換機(jī)構(gòu)連接，底座5采用雙孔設(shè)計(jì)，分別安裝銷軸6和銷軸7,該安裝靠近地面，可接近性好。
[0035]拆換促動(dòng)器時(shí)，在促動(dòng)器兩側(cè)均設(shè)置拉桿組合3，分為左、右拉桿組合。兩個(gè)拉桿組合3上端連接一個(gè)上連桿2，通過(guò)上連桿2連接下拉索，拉桿組合3下端分別連接液壓缸4，液壓缸4下端需要和銷軸6連接，液壓缸4的液壓桿上端設(shè)置橢圓孔，這樣方便和拉桿組合3的連接，液壓缸4可以配合手動(dòng)液壓泵使用。
[0036]故障促動(dòng)器拆換工作順序?yàn)?①組裝拆換機(jī)構(gòu)，與下拉索、底座接口連接；②采用左、右同步油缸加載，轉(zhuǎn)移故障促動(dòng)器載荷依次拔出故障促動(dòng)器上銷軸、下銷軸；④油缸保壓，更換新促動(dòng)器，依次插上促動(dòng)器下銷軸、上銷軸；⑤促動(dòng)器加載，轉(zhuǎn)移拆換機(jī)構(gòu)載荷；⑥拆卸拆換機(jī)構(gòu)與下拉索、底座接口的連接，取走拆換機(jī)構(gòu)。
[0037](二)拉桿組合的結(jié)構(gòu)
拉桿組合3的結(jié)構(gòu)如圖7、8、9、10所示，拉桿組合3設(shè)置有套筒3-1，套筒3_1內(nèi)設(shè)置有伸縮桿3-14，伸縮桿3-14上端連接上連桿2，伸縮桿3-14的桿體上沿周向設(shè)置有若干個(gè)環(huán)形槽3-15，套筒3-1外筒體上相對(duì)設(shè)置有兩組鎖定機(jī)構(gòu)，鎖定機(jī)構(gòu)伸出抗剪鍵3-11至套筒3-1內(nèi)，與伸縮桿3-14環(huán)形槽配合限制伸縮桿3-14的位置；鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有軟軸3-6進(jìn)行抗剪鍵3-11的伸縮控制，軟軸3-6的控制手柄3-7設(shè)置在套筒3-1的下端附近。
[0038]長(zhǎng)度可調(diào)拉桿組合的設(shè)計(jì)要求包括:①促動(dòng)器行程1.2m,故障可能發(fā)生在O?1.2m任一位置，這要求左、右拉桿組合長(zhǎng)度1.2m可調(diào)；②長(zhǎng)度調(diào)節(jié)后，拉桿應(yīng)可靠鎖緊；③因拉桿與上連桿先掛在下拉索錨具上，人應(yīng)在地面可控制拉桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)或鎖緊；④重量輕，易攜帶。
[0039]軟軸3-6用于傳遞軸向直線運(yùn)動(dòng)，由鋼絲繩內(nèi)芯、螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套(螺旋結(jié)構(gòu)的金屬軟管)及外層非金屬保護(hù)層組成，在靠近鎖定機(jī)構(gòu)和控制手柄處分別設(shè)置軟軸支座3-2以固定螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套，該軟軸支座3-2限制螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套在彎曲軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩內(nèi)芯在螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖定機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離彎曲控制。
[0040]支座3-2上設(shè)置透孔，鋼絲繩內(nèi)芯穿過(guò)該透孔但螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套及外層非金屬保護(hù)層被截止，支座3-2對(duì)軟軸構(gòu)成過(guò)渡支撐。為安全起見(jiàn)，軟軸3-6在鎖定機(jī)構(gòu)和控制手柄之間緊貼套筒3-1外壁設(shè)置，并通過(guò)卡箍3-16固定。
[0041]鋼絲繩內(nèi)芯包括多股鋼絲，拉力最大值為150N，選用6X7+IWS鋼芯鋼絲繩，公稱抗拉強(qiáng)度1470MPa，直徑為2mm，最小破斷拉力為2.llkN。
[0042](三)鎖定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)
如圖8所示，鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)呈十字交叉的移動(dòng)導(dǎo)桿，包括豎直導(dǎo)桿3-4和水平導(dǎo)桿3-3,兩個(gè)導(dǎo)桿均設(shè)置有復(fù)位彈簧3-9,豎直導(dǎo)桿3-4的軸向與伸縮桿3-14軸向平行,水平導(dǎo)桿3-3的軸向與伸縮桿3-14軸向垂直，豎直導(dǎo)桿3-4對(duì)水平導(dǎo)桿驅(qū)動(dòng)，水平導(dǎo)桿3-3朝向伸縮桿3-14的一端連接固定抗剪鍵3-11，二者可采用螺紋連接，抗剪鍵3-11與伸縮桿3-14接觸的一端有必要設(shè)置成圓弧形，豎直導(dǎo)桿3-4被軟軸3-6拉動(dòng)，控制水平導(dǎo)桿3-3朝向伸縮桿3-14伸出或收回抗剪鍵3-11。
[0043]豎直導(dǎo)桿3-4上設(shè)置有斜槽，抗剪鍵3-11上設(shè)置有與該斜槽配合的滑輪3_12，豎直導(dǎo)桿3-4對(duì)水平導(dǎo)桿3-3的驅(qū)動(dòng)通過(guò)斜槽與滑輪3-12進(jìn)行，軟軸3-6對(duì)豎直導(dǎo)桿3_4不施加拉力時(shí)，豎直導(dǎo)桿3-4在自身復(fù)位彈簧的驅(qū)動(dòng)下復(fù)位，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)水平導(dǎo)桿3-3朝向伸縮桿移動(dòng)，伸出抗剪鍵3-11對(duì)伸縮桿3-14進(jìn)行限位，該限位是在對(duì)伸縮桿3-14的伸出長(zhǎng)度調(diào)節(jié)好之后進(jìn)行的；軟軸3-6對(duì)豎直導(dǎo)桿3-4施加拉力時(shí)，豎直導(dǎo)桿3-4放開(kāi)對(duì)水平導(dǎo)桿3-3的限制，水平導(dǎo)桿3-3在自身復(fù)位彈簧的驅(qū)動(dòng)下復(fù)位，收回抗剪鍵3-11，伸縮桿3-14在套筒3-1內(nèi)可自由滑動(dòng)，此時(shí)是為了放開(kāi)對(duì)下拉索的連接。
[0044]根據(jù)載荷與變形要求，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定復(fù)位彈簧3-9的有關(guān)參數(shù)如下。
[0045]豎直彈簧:小徑d=3_ ;中徑D=38_ ;材料65Mn ;彈簧自由高度HO=10mm ;節(jié)距t=16.5mm ;彈簧的最大壓縮量81mm:工作圈數(shù)n=6 ;當(dāng)載荷為150N時(shí)，彈簧壓縮量為59mm ；當(dāng)載荷為100N時(shí)，彈簧壓縮量為42mm。
[0046]水平彈簧:小徑d=2.5mm ;中徑D=32mm ;材料65Mn ;彈簧自由高度H0=40mm ;節(jié)距七=14.7_1;彈簧的最大壓縮量30.3111111:工作圈數(shù)11=2.5;當(dāng)載荷為100N時(shí)，彈簧壓縮量為21.2mm;當(dāng)載荷為50N時(shí)，彈簧壓縮量為10.5mm。
[0047]斜面最大法向力Fnmax發(fā)生在上松開(kāi)始階段，大小為Fsv/ ( μ sin Θ +cos θ )=233N ;滑輪3-12實(shí)際中可采用一個(gè)軸承，軸承選用深溝球軸承619/4，其基本額定載荷Cr=0.95kN, COr=0.35kN。
[0048]豎直導(dǎo)桿3-4和水平導(dǎo)桿3-3安裝在導(dǎo)向套3_5內(nèi)，導(dǎo)向套3_5為立方體形狀并且內(nèi)部中空，可以采用鋁合金板焊接而成，導(dǎo)向套3-5通過(guò)底板3-10固定在套筒3-1外壁上，此時(shí)底板3-10可設(shè)計(jì)為弧形板；或者，套筒3-1上端設(shè)置一個(gè)可拆卸的安裝座套筒，安裝座套筒為立方體形狀并且內(nèi)部帶有圓孔，可以采用一根方管制成，此時(shí)底板3-10可設(shè)計(jì)為平板，通過(guò)螺栓固定在該安裝座套筒的側(cè)面上。安裝座套筒與套筒3-1之間可螺紋連接，這樣設(shè)置是為了方便鎖定機(jī)構(gòu)的制作和組裝。
[0049](四)控制手柄的結(jié)構(gòu)
如圖11、12所示，控制手柄3-7通過(guò)定位套3-7-2固定在套筒3_1外壁上，定位套3_7_2可設(shè)計(jì)為弧形板，定位套3-7-2上設(shè)置支座，支座上設(shè)置轉(zhuǎn)軸，把握的手柄3-7-1安裝在轉(zhuǎn)軸上，該手柄3-7-1上設(shè)置軟軸接頭，即與手柄3-7-1螺紋連接的連接桿3-7-4，軟軸3_6與連接桿3-7-4連接，連接桿3-7-4在手柄3-7-1內(nèi)可調(diào)節(jié)固定長(zhǎng)度從而調(diào)節(jié)軟軸3_6的控制距離，這樣設(shè)置在為了在組裝拉桿組合3時(shí)，使得鎖定機(jī)構(gòu)能夠有效工作。
[0050]支座上設(shè)置有上下兩個(gè)止位沉孔3-7-3,手柄3-7-1設(shè)置定位銷3_7_5與止位沉孔3-7-3配合，手柄3-7-1在不同止位沉孔3-7-3固定時(shí)所述鎖定機(jī)構(gòu)完成對(duì)抗剪鍵的伸出或收回。
[0051]如圖13、14所示，手柄3-7-1旋轉(zhuǎn)±90°可實(shí)現(xiàn)軟軸3-6伸與縮。定位銷3_7_5加工了兩個(gè)半圓槽道，可與手柄3-7-1上彈簧壓緊的滾珠配合，實(shí)現(xiàn)防止定位銷3-7-5脫落以及可靠鎖緊的功能。
[0052](五)上連桿的結(jié)構(gòu)
如圖5、6所示，上連桿2包括基板2-1，基板2-1中部設(shè)置呈倒置T型的主連接孔2-2連接下拉索下端，主連接孔2-2兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)副連接孔2-4連接伸縮桿3-14。
[0053]副連接孔2-4設(shè)置有鍵槽，伸縮桿3-14上端設(shè)置有鍵，如圖1所示，伸縮桿3_14插入副連接孔2-4后不可轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮桿3-14上端還設(shè)置有銷釘，阻止上連桿2在伸縮桿3-14上向下滑移。伸縮桿3-14上端是帶螺紋的，插入副連接孔2-4后即用螺母鎖緊，受螺母和銷釘?shù)纳舷孪拗?，上連桿2在伸縮桿3-14上的位置也被固定，從而將左右拉桿組合穩(wěn)固地連接起來(lái)。
[0054]主連接孔2-2的孔壁伸出基板2-1上下表面，孔壁與基板2-1之間設(shè)置加強(qiáng)筋2-3。為快速、方便安裝拆換機(jī)構(gòu)，如圖5所示上連桿2為開(kāi)口非封閉C型結(jié)構(gòu)，安裝過(guò)程地面作業(yè)，無(wú)需空中操作?？妆谏显O(shè)置的開(kāi)口寬度與下拉索直徑匹配，下拉索可通過(guò)該開(kāi)口進(jìn)入主連接孔2-2。但是設(shè)置開(kāi)口會(huì)降低基板2-1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，所以基板2-1相對(duì)開(kāi)口的一邊向外延伸構(gòu)成加強(qiáng)段，如圖5中呈梯形的加寬部分。
[0055]上連桿2材料為40Cr，焊接而成。該結(jié)構(gòu)是與下拉索快速連接的保證，其設(shè)計(jì)重點(diǎn)為大載荷下開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形及質(zhì)量。
[0056](六)與爬梯的配合方案
拉桿組合3的套筒3-1外壁設(shè)置若干短軸3-17，通過(guò)短軸3-17可架設(shè)爬梯。促動(dòng)器與下拉索的連接銷軸與地面之間的軸向距離約1.8?3m，故障促動(dòng)器卸載后，人手必須可觸碰到該銷軸，才能完成拆換。為此，利用左拉桿組合左側(cè)、右拉桿組合右側(cè)各焊接4根短軸，如圖16所示，鋁制爬梯卡在短軸上，通過(guò)爬梯，人可實(shí)現(xiàn)銷軸的拆換。
[0057](七)拆換機(jī)構(gòu)的力學(xué)設(shè)計(jì)
FAST望遠(yuǎn)鏡建成后，快速拆換機(jī)構(gòu)將是促動(dòng)器運(yùn)行維護(hù)的必要條件?；诮涌诒阌诎惭b、加載安全可靠、拉桿地面調(diào)節(jié)、拆換銷軸爬梯的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析:
(1)利用有限元方法，分析了開(kāi)口非封閉C型上連桿承受軸向載荷與側(cè)向載荷的最不利工況，結(jié)果表明:最大應(yīng)力329MPa，最大變形0.423mm，且上連桿不會(huì)因開(kāi)口擴(kuò)展而失效，滿足其使用要求。經(jīng)輕量化分析，質(zhì)量減輕為原結(jié)構(gòu)的91% ；
(2)以力學(xué)分析為基礎(chǔ)，假設(shè)豎直彈簧變形17mm載荷變動(dòng)為10_15kg，計(jì)算了水平彈簧變形1mm載荷變動(dòng)可為10-5kg，則抗剪鍵運(yùn)動(dòng)平順、伸縮可控、鎖緊可靠。
[0058]本發(fā)明中闡述的設(shè)計(jì)方案、分析思路及計(jì)算方法可用于后續(xù)FAST故障促動(dòng)器快速拆換機(jī)構(gòu)物理樣機(jī)研制，也對(duì)解決同類重型加載裝置的拆換具有借鑒意義。
[0059]上面所述只是為了說(shuō)明本發(fā)明，應(yīng)該理解為本發(fā)明并不局限于以上實(shí)施例，符合本發(fā)明思想的各種變通形式均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.射電望遠(yuǎn)鏡促動(dòng)器拆換機(jī)構(gòu)，包括左、右拉桿組合，兩個(gè)拉桿組合上端連接一個(gè)上連桿，通過(guò)所述上連桿連接下拉索，拉桿組合下端分別連接液壓缸，液壓缸連接促動(dòng)器底座；其特征在于，所述拉桿組合設(shè)置有套筒，套筒內(nèi)設(shè)置有伸縮桿，伸縮桿上端連接所述上連桿，伸縮桿的桿體上沿周向設(shè)置有若干個(gè)環(huán)形槽，套筒外筒體上相對(duì)設(shè)置有兩組鎖定機(jī)構(gòu)，鎖定機(jī)構(gòu)伸出抗剪鍵至套筒內(nèi)，與伸縮桿環(huán)形槽配合限制伸縮桿的位置；鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有軟軸進(jìn)行抗剪鍵的伸縮控制，軟軸的控制手柄設(shè)置在所述套筒的下端附近。
2.如權(quán)利要求1所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)呈十字交叉的移動(dòng)導(dǎo)桿，包括豎直導(dǎo)桿和水平導(dǎo)桿，兩個(gè)導(dǎo)桿均設(shè)置有復(fù)位彈簧，豎直導(dǎo)桿的軸向與伸縮桿軸向平行，水平導(dǎo)桿的軸向與伸縮桿軸向垂直，豎直導(dǎo)桿對(duì)水平導(dǎo)桿驅(qū)動(dòng)，水平導(dǎo)桿朝向伸縮桿的一端連接固定所述抗剪鍵，豎直導(dǎo)桿被所述軟軸拉動(dòng)，控制所述水平導(dǎo)桿朝向伸縮桿伸出或收回所述抗剪鍵。
3.如權(quán)利要求2所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述豎直導(dǎo)桿上設(shè)置有斜槽，所述抗剪鍵上設(shè)置有與所述斜槽配合的滑輪，豎直導(dǎo)桿對(duì)水平導(dǎo)桿的驅(qū)動(dòng)通過(guò)所述斜槽與滑輪進(jìn)行，所述軟軸對(duì)豎直導(dǎo)桿不施加拉力時(shí)，豎直導(dǎo)桿在自身復(fù)位彈簧的驅(qū)動(dòng)下復(fù)位，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)水平導(dǎo)桿朝向伸縮桿移動(dòng)，伸出所述抗剪鍵對(duì)伸縮桿進(jìn)行限位；所述軟軸對(duì)豎直導(dǎo)桿施加拉力時(shí)，豎直導(dǎo)桿放開(kāi)對(duì)水平導(dǎo)桿的限制，所述水平導(dǎo)桿在自身復(fù)位彈簧的驅(qū)動(dòng)下復(fù)位，收回所述抗剪鍵，伸縮桿在套筒內(nèi)可自由滑動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述豎直導(dǎo)桿和水平導(dǎo)桿安裝在導(dǎo)向套內(nèi)，該導(dǎo)向套為立方體形狀并且內(nèi)部中空，導(dǎo)向套的底板為弧形板，導(dǎo)向套通過(guò)所述底板固定在所述套筒外壁上；或者，所述套筒上端設(shè)置一個(gè)可拆卸的安裝座套筒，安裝座套筒為立方體形狀并且內(nèi)部帶有圓孔，所述導(dǎo)向套的底板為平板，導(dǎo)向套通過(guò)所述底板固定在該安裝座套筒的側(cè)面上。
5.如權(quán)利要求1所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述軟軸用于傳遞軸向直線運(yùn)動(dòng)，由鋼絲繩內(nèi)芯、螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套及外層非金屬保護(hù)層組成，在靠近鎖定機(jī)構(gòu)和控制手柄處分別設(shè)置軟軸支座以固定螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套，該軟軸支座限制螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套在彎曲軸線方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鋼絲繩內(nèi)芯在螺旋結(jié)構(gòu)鋼片套內(nèi)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)所述鎖定機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)距離彎曲控制；所述軟軸在鎖定機(jī)構(gòu)和控制手柄之間緊貼所述套筒外壁設(shè)置，并通過(guò)卡箍固定。
6.如權(quán)利要求1所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述控制手柄通過(guò)定位套固定在所述套筒外壁上，定位套上設(shè)置支座，支座上設(shè)置轉(zhuǎn)軸，把握的手柄安裝在轉(zhuǎn)軸上，該手柄上設(shè)置軟軸接頭，軟軸接頭在手柄內(nèi)可調(diào)節(jié)固定長(zhǎng)度從而調(diào)節(jié)軟軸的控制距離，支座上設(shè)置有上下兩個(gè)止位沉孔，手柄設(shè)置定位銷與止位沉孔配合，手柄在不同止位沉孔固定時(shí)所述鎖定機(jī)構(gòu)完成對(duì)抗剪鍵的伸出或收回。
7.如權(quán)利要求1所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述上連桿包括基板，基板中部設(shè)置呈倒置T型的主連接孔連接下拉索下端，主連接孔兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)副連接孔連接伸縮桿。
8.如權(quán)利要求7所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述主連接孔的孔壁伸出基板上下表面，孔壁與基板之間設(shè)置加強(qiáng)筋，孔壁上設(shè)置開(kāi)口，開(kāi)口寬度與下拉索直徑匹配，下拉索可通過(guò)該開(kāi)口進(jìn)入主連接孔；基板相對(duì)所述開(kāi)口的一邊向外延伸構(gòu)成加強(qiáng)段。
9.如權(quán)利要求7所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述副連接孔設(shè)置有鍵槽，所述伸縮桿上端設(shè)置有鍵，伸縮桿插入副連接孔后不可轉(zhuǎn)動(dòng)，伸縮桿上端還設(shè)置有銷釘，阻止上連桿在伸縮桿上向下滑移。
10.如權(quán)利要求1所述的拆換機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述拉桿組合的套筒外壁設(shè)置若干短軸，通過(guò)短軸可架設(shè)爬梯。
【文檔編號(hào)】H01Q3/08GK104332709SQ201410615337
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】薛建興, 雷政, 古學(xué)東, 王啟明, 姜鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)