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。     

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。     

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。     

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 馈源舱星型框架的结构设计与力学分析

星型框架作为馈源舱的主体支撑装置,是整个馈源舱的基础。文中从FAST 馈源舱的设计需求出发,结合星型框架在馈源舱中主要作用,提出了星型框架的详细结构设计。在结构设计的基础上,基于APDL 语言实现了星型框架有限元模型的参数化建模,并针对其在全工作空间内的不同姿态采用有限元软件Ansys Workbench 进行了有限元分析,得到了星型框架在不同姿态下的刚度变形和应力结果,结果表明:星型框架的结构设计满足性能要求和安全性要求,为馈源舱项目的实施奠定了基础。     

FAST 馈源舱动力学设计及扰动抑制技术

为了实现500 m 口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST）的高精度指向观测,对柔性基础上的馈源舱控制精度进行了系统研究。通过轻量化高刚度的结构设计、运动与控制联合仿真、半实物仿真试验以及现场调试等措施,保证了馈源舱的动力学性能。通过 AB 轴和Stewart 组成的二次调整装置,采用大范围、高精度和高采样率的测量控制技术实现了馈源舱在百米大尺度空间内,克服高空风扰、钢索振动及自身的运动耦合等影响,将馈源定位于瞬时焦点。