FAST主動(dòng)反射面隨動(dòng)關(guān)節(jié)的研究.pdf

1、FAST(Five-hundred-meterApertureSphericalTelescope500m射電望遠(yuǎn)鏡)是1994年中國(guó)天文學(xué)家準(zhǔn)備在貴州喀斯特地形上建造的世界上最大的主動(dòng)反射球面射電望遠(yuǎn)鏡。主動(dòng)變形反射面是FAST主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)之一，中國(guó)天文界公認(rèn)整體索網(wǎng)支撐是作為大射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)主動(dòng)反射面的最佳支承結(jié)構(gòu)。隨動(dòng)關(guān)節(jié)是整體索網(wǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)反射的關(guān)鍵部件之一，對(duì)FAST主動(dòng)反射精度及運(yùn)動(dòng)靈活性起著舉足輕重的作用。

2、　　本文首先考慮整體索網(wǎng)支撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及FAST主動(dòng)反射運(yùn)動(dòng)要求，采用直線(xiàn)導(dǎo)軌和球面關(guān)節(jié)軸承組合的形式，設(shè)計(jì)了一種新型隨動(dòng)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、剛度大、便于安裝、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。并對(duì)隨動(dòng)關(guān)節(jié)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了靜力學(xué)分析和承載性能分析，為隨動(dòng)關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)提供了重要的參數(shù)指標(biāo)。
　　FAST反射面的每個(gè)面板都是三自由度的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，基于空間并聯(lián)機(jī)構(gòu)理論，對(duì)隨動(dòng)關(guān)節(jié)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，求出了面板單元質(zhì)心位置

3、的正解和逆解，從而得出了整體索網(wǎng)支撐結(jié)構(gòu)徑向拉索長(zhǎng)度和面板質(zhì)心位置關(guān)系；計(jì)算出了整體索網(wǎng)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，隨動(dòng)關(guān)節(jié)直線(xiàn)導(dǎo)軌的移動(dòng)距離，由此得到了面板單元的安裝間距；進(jìn)一步求出了徑向拉索長(zhǎng)度變化和面板質(zhì)心速度之間的關(guān)系。然后通過(guò)SolidWorks軟件和ADAMS軟件進(jìn)行仿真，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)推導(dǎo)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
　　針對(duì)低速重載的工況，設(shè)計(jì)并制造了直線(xiàn)滑動(dòng)軸承往復(fù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，最大載荷為325kg，平均線(xiàn)速度范圍為0.005m/s～0.12m