大型Stewart并联机构的安装工艺研究与实施

上海65 m射电望远镜天线的幅面调整机构采用的是大型Stewart并联机构,实现如此大型的Stewart并联机构的应用与安装在国内尚属首次。从机构的结构特性出发,进行Stewart机构组装平台的设计与搭建,在此基础上完成了该大型Stewart并联机构的安装工艺实施,为上海65 m射电望远镜天线幅面调整机构的顺利完成奠定了基础。     

大射电望远镜馈源舱系统Stewart平台的技术研究

FAST大射电望远镜以中科院国家天文台为研制总体,其Stewart平台作为馈源舱内部接收机平台的精调机构,用于减少和抑制整个馈源舱的风激扰动影响,并对馈源运动轨迹进行精调定位。基于目前馈源舱系统的设计输入,完成了Stewart平台的构型选择和参数确定,进而分别从下平台、上平台和伸缩支杆三方面进行Stewart平台的详细结构设计。在结构设计的基础上,利用有限元分析软件ANSYS分别对下平台、上平台和伸缩支杆进行了力学分析。结果表明,该Stewart平台满足设计需求。     

FAST舱停靠平台升降立柱的结构设计与力学分析

提出了FAST舱停靠平台升降立柱的详细结构设计,升降立柱作为舱停靠平台的主体支撑装置,是整个舱停靠平台的基础。通过软件ANSYS Workbench建立了升降立柱的有限元模型,针对升降立柱在不同工况下进行了有限元分析,得到了升降立柱在不同工况下的变形和应力结果。用数据验证了升降立柱结构设计的安全性,为舱停靠平台项目的实施奠定了基础。     

大射电望远镜馈源舱的结构分析与数据处理

采用通用有限元软件ANSYS建立了馈源舱的有限元模型,基于APDL语言实现了馈源舱在全工作空间内不同姿态的参数化建模。对位于典型姿态的馈源舱结构进行了有限元分析,得到了馈源舱在不同姿态下的刚度变形。通过对全工作空间内不同姿态下馈源舱的刚度分析,得到了不同姿态下馈源舱中各个关键点的变形量,同时给出了单一姿态标定后馈源舱由于刚度变形引入的系统误差,为馈源舱在全工作空间内的控制精度和定位精度分析提供重要参考。     

X-Y型天线座构型设计

文中研究了天线座的工作原理及结构特征,由于A-E型天线座存在天顶的跟踪盲区,致使其无法完成过顶目标的跟踪任务。X-Y型天线座将天线的跟踪盲区转移到X轴的两端,即地平线上,因此可满足天线跟踪过顶目标的任务要求。同时,结合实际工程应用,提出了几种不同构型的X-Y座架型式,以及各自的技术指标及适用范围。文章面向实际任务进行机构设计,研究内容对于X-Y型天线座架设计具有重要的指导意义。     

极坐标型天线在CSRH中的应用

由于天体相对于地球的运动特殊性,选择极坐标型天线座作为CSRH工程天线阵的基础单元。研究了极坐标型天线座的工作原理、结构特征及控制方法,结合实际的技术指标,设计了由100个天线组成的天线阵。研究内容对于极坐标型天线设计具有重要的指导意义。     

应用于天线座的并联机构构型设计

紧密结合并联机构应用于天线座架的任务要求,研究了影响应用于天线座架的Stewart并联机构构型的主要因素,建立了构型的优化原则,得到了并联天线座架方位俯仰转角与机构铰链摆角及杆长的关系,并给出了计算实例,验证了构型优化原则的正确性。面向实际任务进行机构设计,研究内容对于Stewart并联机构真正应用于天线座架具有重要的理论指导意义。     

斜轴式天文望远镜转台的结构设计

斜轴式天文望远镜转台由方位基座、方位机构、斜轴机构三部分组成。对三个组成部分及转台的驱动系统分别进行了设计,并进行了载荷计算。同时对所设计的斜轴式天文望远镜转台结构进行了有限元分析,得到应力与位移云图,确认满足设计要求。     

FAST馈源舱系统动态特性联合仿真研究

对某500m口径球面射电望远镜(FAST)馈源舱系统进行了联合仿真,首先建立了整个馈源舱系统的Adams舱索模型、机构的运动学反解以及外界风扰的数学模型,利用Adams和MATLAB进行了联合仿真,得到了馈源舱系统的动态特性,验证了在存在外界风扰时馈源舱系统控制的可行性。证明了所设计的馈源舱系统满足设计要求,为所设计的馈源舱机构达到系统要求的精度提供了重要保障。论文的研究内容对并联柔性系统在实际工程中的应用实践具有重要的指导意义。     

大射电望远镜馈源舱AB轴机构转动装置的优化设计

从大射电望远镜馈源舱AB轴机构转动装置的结构出发,分析目前AB轴机构设计中驱动力矩过大的原因,完成AB轴机构转动装置的优化设计。在目前AB轴机构的结构设计基础上,从A轴、B轴驱动的负载力矩出发,对A轴、B轴的转动装置进行了结构优化,重新设计了转动中心的位置,通过有限元仿真分析,得出了优化前后AB轴机构的结构变形。结果表明:优化后AB轴机构的最大变形量较改进前有所减小。