一種具有自動展開功能的大型饋源天線的製作方法

2023-08-22 22:19:11

一種具有自動展開功能的大型饋源天線的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有自動展開功能的大型饋源天線，屬於面板展開裝置領域，其包括設置在中央反射面單元下的固定座筒和用於升起並扭轉反射面單元的升降杆筒，升降杆筒插入到固定座筒的腔體中，升降杆筒的下端連接到升降機構，升降杆筒的上端連接到中央反射面單元的邊緣處；固定座筒的腔體內靠近上沿的位置處設有滾輪導向鍵，在與滾輪導向鍵位置相應處的升降杆筒的側壁上設有按升降、轉動要求設計的凸輪槽，所述的滾輪導向鍵與凸輪槽相配，本裝置集成在反射面單元下，使得展開面板時不會與索繩和饋源索繩產生幹涉，不需要借用其他外在設備，無需另設存放場地，搭建使用非常便捷，結構簡單，定位準確，可靠性高。
【專利說明】 一種具有自動展開功能的大型饋源天線

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於面板展開裝置領域，特別涉及一種具有自動展開功能的大型饋源天線。

【背景技術】
[0002]射電望遠鏡是窺探和研宄宇宙空間的重要設備，其由饋源艙與反射面單元組成，天線的反射面由多個反射面單元拼裝組成，分為周邊反射面單元與反射面單元，而隨著科技的發展，射電望遠鏡的探測範圍越來越廣，體積越來越大，根據FAST總體設計，射電望遠鏡必然的就會使用大體積的饋源艙，在饋源艙入港停靠過程中，即饋源艙與反射面的組合過程中，反射面必須移開讓出饋源艙所需空間，現有的反射面移開方案分別有:
[0003]拆裝法，將反射面單元整體拆裝，藉助饋源拉索將反射面單元吊移，但這需要在饋源拉索上設置吊裝裝置，過程較為複雜，操作不可靠；
[0004]翻轉法，是依次將每塊反射面單元以與其和周邊反射面單元相鄰的邊為軸進行翻轉，為饋源艙入港停靠讓開空間，但如此必須設置靈活可靠的轉軸部件。此外，由於反射面單元的尺度較大和重量較重，需要較為複雜的翻轉機構，以保證反射面單元在翻轉過程的可操作性、翻轉過程中和翻轉到位後的安全可靠，而這樣的翻轉機構所佔的空間又受到饋源艙入港停靠平臺的限制，不容易實現。
[0005]推劃法，首先將每塊反射面單元提升到周邊反射面單元工作面之上，然後依次將它們沿軌道向外推劃到周邊反射面單元工作面上面，但如此推劃軌道難以布置，即受到軌道尺度大、軌道支撐基礎很弱的限制，又受到軌道增加遮擋的影響。
[0006]以上方案，皆有重大缺陷，且必須藉助繁雜的外部設備，例如吊塔，大型推拉滑輪機構，此種繁雜的外部設備的組裝就極其耗時，且在對反射面板的操作中難度較大，較難實現，成本也隨之增加，或者需要在周邊反射面上增加滑軌機構，利用滑軌機構移開反射面，而滑軌機構會遮擋反射面單元，對設備精度造成影響，故以上方案及其設備皆不可取，需提出一種可自動展開的大型饋源天線。
實用新型內容
[0007]為解決天線單元難以展開的問題，提供了一種具有自動展開功能的大型饋源天線，以使得展開天線面板更加自動化和便捷化。
[0008]提供的技術方案為，提供了一種具有自動展開功能的大型饋源天線，所述天線的反射面由多個反射面單元拼裝組成，其在一個或多個反射面單元的背面邊緣處配裝有一個升降旋轉裝置；所述的升降旋轉裝置包括設置在反射面單元下的固定座筒和用於升起並扭轉反射面單元的升降杆筒，升降杆筒插入配合在座筒的腔體中，升降杆筒的下端連接到升降機構，升降杆筒的上端連接到反射面單元的邊緣處；固定座筒的腔體內靠近上沿的位置處設有滾輪導向鍵，在與滾輪導向鍵位置相應處的升降杆筒的側壁上開設有凸輪槽，所述的滾輪導向鍵與凸輪槽相配；所述的凸輪槽包括與升降杆筒的軸線同向為直槽形狀的升降段和繞升降杆筒的側壁向下螺旋為彎槽形狀的旋轉段，升降段的下端與旋轉段的上端相接以組合形成凸輪槽。
[0009]進一步的，所述的升降杆筒的正上方設置有扭力套筒，扭力套筒的內腔口正對升降杆筒上端，且扭力套筒的內腔形狀與升降杆筒的外形一致，扭力套筒靠近反射面單元的邊緣處固定設置。
[0010]進一步的，升降杆筒的外側面上還設有與其上表面相齊平的扭轉鍵，扭力套筒設有用以容納扭轉鍵的扭力鍵槽。
[0011]進一步的，所述的升降機構包括升降絲槓，升降絲槓垂直設置在固定座筒的內腔中央，升降絲槓的一端連接到升降杆筒的下面板，升降絲槓的另一端連接到驅動電機。
[0012]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0013]使用所述的具有自動展開功能的大型饋源天線裝置可以實施旋轉方案，採用絲槓螺母副升降機構以將反射面單元升起至預定高度，避免使用吊塔吊裝，且絲槓螺母副定位精準可控性好成本低。
[0014]自動展開裝置包含固定座筒和升降杆筒，升降杆筒連接到反射面單元的邊緣處，升降杆筒上開有按升降、轉動要求設計的凸輪槽，配合固定座筒上設置的扭轉鍵，使得升降杆筒按照既定軌跡進行上升和旋轉，進而將反射面生氣並旋移到既定位置，此種旋轉機構的結構更加簡單，定位更加準確，大大提高了可靠性。
[0015]所述的凸輪槽包括與升降杆筒的軸線同向為直槽形狀的升降段和繞升降杆筒的側壁向下螺旋為彎槽形狀的旋轉段，凸輪槽的形狀易於加工在，大型設備本身就難以製作，更加難以加工，本升降旋轉凸輪槽具有結構簡單、性能高效、易於加工的特點。
[0016]將扭力套筒固定在反射面單元的邊緣處，在升降杆設有扭轉鍵，扭力套筒設有用以容納扭轉鍵的扭力鍵槽，且保證內腔形狀與升降杆筒的外形一致，二者正對，升降杆筒與扭力套筒之間存在一定高度差，升降杆筒上升，其頂端則嵌入扭力套筒內，因升降杆筒設有扭轉鍵，升降杆筒設有扭轉鍵槽，故升降杆筒旋轉帶動扭力杆筒進而帶動反射面單元旋轉，當需要旋轉時扭力套筒銜接升降杆筒與反射面，當進行收藏狀態時，升降杆筒與扭力套筒分離，升降杆筒與反射面非直接連接而為間接連接，節約了杆筒材料減輕重量，設備更加輕便，使得各個部件更易於加工，大大降低成本。
[0017]本設備集成在反射面單元下，使得展開面板時不會與索繩和饋源索繩產生幹涉，不需要借用其他外在設備，無需另設存放場地，搭建使用更為便捷。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型結構示意圖
[0019]圖2為本實用新型內部結構示意圖
[0020]圖3為本實用新型剖視圖
[0021]圖4為升降杆筒結構不意圖圖
[0022]圖5為旋轉方案示意圖
[0023]圖6為天線的反射面單元與升降旋轉裝置連接位置關係示意圖【具體實施方式】
[0024]本實用新型包括反射面單元、固定座筒1、升降杆筒2、升降絲槓3、減速箱、驅動電機，扭力套筒4組成。其中，固定座筒I設有滾輪導向鍵Ia ;升降杆筒2的側壁上開有凸輪槽2a、扭轉鍵2b ;扭力套筒4上帶有扭力鍵槽4a。
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細說明:
[0026]如圖1、2所示，固定座筒I固定在地面上，是設備的基礎支撐部件，筒體起支撐作用，內壁對升降杆筒2起導向作用，固定座筒I為圓筒形，在固定座筒I的底部設置有升降裝置，升降裝置包括，升降絲槓3，升降絲槓3垂直設置在固定座筒I的內腔中央，升降絲槓3上連接有絲槓螺母，絲槓螺母與升降杆筒2相連接，升降絲槓3的下端連接到可以90°傳遞力矩的減速箱的輸出軸上，例如渦輪蝸杆減速箱或傘齒輪減速箱，減速箱的輸入軸連接驅動電機，固定座筒I的腔體內位於靠近上沿的位置處設有滾輪導向鍵la，滾輪導向鍵Ia與固定座筒I的連接處還嵌入有軸承，在與滾輪導向鍵Ia位置相應處的升降杆筒2的側壁上設有按升降、轉動要求設計的凸輪槽2a，凸輪槽2a包括與升降杆筒2的軸線同向為直槽形狀的升降段和繞升降杆筒2的側壁向下螺旋為彎槽形狀的旋轉段，升降段的下端與旋轉段的上端相接以組合形成凸輪槽，所述的滾輪導向鍵Ia與凸輪槽2a相配形成高副，滾動導向鍵Ia可以沿著凸輪槽2a內壁的既定軌跡滾動，所述的升降杆筒2的外側面上還設有與其上表面相齊平的扭轉鍵lb，升降杆筒2的正上方設置有扭力套筒4，扭力套筒4是一個具有扭力鍵槽4a的筒件，其可以與升降杆筒2相配合，完成對反射面單元的支撐和扭轉，扭力套筒4參與到反射面單元背架的結構中，既是面板展開裝置的主要部件，又是反射面單元背架的組成零件，扭力套筒4的內腔的形狀與升降杆筒2的外形一致，扭力套筒4設有用以容納扭轉鍵2b的扭力鍵槽4a，所述凸輪槽2a升降段的長度等於升降杆筒2上表面到扭力套筒4內頂面之間的距離，所述的扭力套筒4靠近反射面單元的邊緣處設置，扭力套筒4的頂面與反射面單元固定連接，扭力套筒4的內腔口正對升降杆筒2上端。
[0027]參照圖3進行說明，本實用新型的工作過程為，首先啟動驅動電機，驅動電機帶動減速箱轉動，減速箱帶動升降絲槓3轉動，升降絲槓3與絲槓螺母之間發生相對轉動，在固定座筒I和滾輪導向鍵Ia的導向作用下，升降杆筒2隨著絲槓螺母上升而垂直上升，當滾輪導向鍵Ia恰好走完所述凸輪槽2a的升降段時，升降杆筒2的頂端嵌入且充滿扭力套筒4的整個內腔，扭力鍵Ib與扭力鍵槽4a相配，此時反射面單元被升起至其他的反射面單元上方，被升起的反射面單元與其他反射面單元之間還留有安全間隙，隨著升降杆筒2繼續上升，滾輪導向鍵Ia開始進入凸輪槽2a的旋轉段，此時滾輪導向鍵Ia配合旋轉段使得升降杆筒2開始旋轉，升降杆筒2通過扭力鍵Ib扭轉扭力套筒4，待滾輪導向鍵Ia走完整個凸輪槽2a，旋轉運動完畢，反射面單元正好旋轉至其他反射面單元的工作面的上部，打開饋源艙入港所需空間。
[0028]本實用新型的收藏狀態為，展開狀態的逆運動，升降杆筒2首先將反射面單元旋迴反射面中心處，完全降下至與反射面單元的扭力套筒4完全脫開，待將反射面單元降至預定位置收藏過程完畢。
【權利要求】
1.一種具有自動展開功能的大型饋源天線，所述天線的反射面由多個反射面單元拼裝組成，其特徵在於:在一個或多個反射面單元的背面邊緣處配裝有一個升降旋轉裝置；所述的升降旋轉裝置包括設置在反射面單元下的固定座筒(1)和用於升起並扭轉反射面單元的升降杆筒(2)，升降杆筒(2)插入配合在座筒(1)的腔體中，升降杆筒(2)的下端連接到升降機構，升降杆筒(2)的上端連接到反射面單元的邊緣處；固定座筒(1)的腔體內靠近上沿的位置處設有滾輪導向鍵(la)，在與滾輪導向鍵(la)位置相應處的升降杆筒(2)的側壁上開設有凸輪槽(2a)，所述的滾輪導向鍵(la)與凸輪槽(2a)相配；所述的凸輪槽(2a)包括與升降杆筒(2)的軸線同向為直槽形狀的升降段和繞升降杆筒(2)的側壁向下螺旋為彎槽形狀的旋轉段，升降段的下端與旋轉段的上端相接以組合形成凸輪槽。
2.根據權利要求1所述的一種具有自動展開功能的大型饋源天線，其特徵在於:所述的升降杆筒⑵的正上方設置有扭力套筒(4)，扭力套筒(4)的內腔口正對升降杆筒(2)上端，且扭力套筒(4)的內腔形狀與升降杆筒(2)的外形一致，扭力套筒(4)靠近反射面單元的邊緣處固定設置。
3.根據權利要求2所述的一種具有自動展開功能的大型饋源天線，其特徵在於:升降杆筒(2)的外側面上還設有與其上表面相齊平的扭轉鍵(2b)，扭力套筒(4)設有用以容納扭轉鍵(lb)的扭力鍵槽(4a)。
4.根據權利要求1所述的一種具有自動展開功能的大型饋源天線，其特徵在於:所述的升降機構包括升降絲槓(3)，升降絲槓(3)垂直設置在固定座筒⑴的內腔中央，升降絲槓⑶的一端連接到升降杆筒⑵的下面板，升降絲槓⑶的另一端連接到驅動電機。
【文檔編號】H01Q1/08GK204257798SQ201420824363
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月23日 優先權日:2014年12月23日
【發明者】李增科, 王大為, 馮貞國, 鄭元鵬 申請人:中國電子科技集團公司第五十四研究所