一种FAST反射面单元自适应连接机构加固装置的制作方法

本发明涉及fast射电天文望远镜技术领域，尤其是涉及一种fast反射面单元自适应连接机构加固装置。

背景技术：

500米口径球面射电望远镜(five-hundred-meteraperturesphericalradiotelescope，fast)是我国十一五期间的重大科学装置，是全球最大的单口径射电天文望远镜，具有三项自主创新：利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址、主动变形的反射面、采用六索并联拖动的柔性轻型馈源支撑。

fast反射面采用柔性索网作为主要支承结构和主动变形的关键部件。索网结构共包括6670根主索、2225根下拉索和2225个索网节点盘。每一根下拉索和一台液压促动器连接并锚固于地面基墩。每个节点盘和相邻6根主索相互连接，共同编织形成了巨大的主索网，也是fast反射面几何面形的基础。通过协调控制2225台液压促动器的伸缩运动，进而带动主索和节点盘的运动，可以实现反射面面形的改变，如基准球面(曲率半径300米)和天文观测所需的旋转抛物面(口径300米)等。

主索网所构成的曲面面域主要采用短程线分割方法，全域被划分为4300个近似等边三角形域和150个边缘四边形域，每一个节点盘均位于这些三角形和四边形的顶点位置。主索网的每个三角形域和四边形域均安装全铝合金反射面单元，覆盖整个面域，构成fast反射面。相邻反射面单元之间留有约65mm的间隙，保证反射面面形改变时相邻单元不会发生碰撞干涉。其中三角形单元边长约11米，重量约450-480kg。反射面单元的每个顶点分别通过一个自适应连接机构与其对应的索网节点盘进行约束连接。对于三角形单元而言，不同的顶点连接不同的自适应连接机构，可分为0#连接机构、1#连接机构和2#连接机构三种。0#连接机构约束3个平动自由度，1#连接机构约束2个平动自由度，2#连接机构约束1个平动自由度。通过这样的约束连接方式约束刚性反射面单元的六个自由度，从而保证了反射面单元以简支约束的方式与索网结构连接，不会因为索网结构自身的运动变形而引起附加内力。

fast反射面单元的自适应连接机构是一种完全创新的产品，没有现成的实例可供参考，需要在故障-改进-更新的循环中不断完善原有产品设计和安装工艺。自适应连接机构的润滑非常重要，但因长期暴露在野外环境下工作，随着工作时间增长，润滑性能变差，甚至可能失效，导致自适应连接机构无法通过内部滑动消解反射面主动变形时的相对位置变化，从而危及反射面单元。

结合图1所示，该图说明fast反射面单元的自适应连接机构与反射面背架连接关系。连接机构1(可以是0#、1#、2#连接机构的任意一种)，连接结构的节点轴球节点的竖直孔连接有小反射面板支撑螺柱2、平垫圈4、螺母3，用于支撑小反射面板，小反射面板需要折起时，将上部的螺母3和平垫圈4拆下，将小反射板折过来，支撑在下部的平垫圈4和螺母3上；需要固定小面板时，将拆下的平垫圈4、螺母3装上即可，此时小面板的支撑板被上下垫圈螺母紧固。连接机构1的节点轴球节点分别与上弦杆5和上弦杆6、一根腹杆7连接，连接通过杆件的高强度螺栓拧入螺栓球节点的螺孔内实现。但是，当连接机构处发生故障时，可能出现件上弦杆5、上弦杆6、腹杆7的弯曲以及杆件的高强度螺栓断裂或变形。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种fast反射面单元自适应连接机构加固装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种fast反射面单元自适应连接机构加固装置，其包括：上加固板、一个节点轴夹瓦、两个上弦杆夹瓦和若干个螺栓紧固件；所述上加固板穿装于小面板支撑螺柱；所述上加固板设置于一个节点轴与该节点轴对应的两个上弦杆的上方；所述节点轴夹瓦卡套在节点轴的下方，所述节点轴夹瓦与所述上加固板之间通过螺栓紧固件连接；两个所述上弦杆夹瓦分别卡套在两个上弦杆夹瓦下方，每个所述上弦杆夹瓦与所述上加固板之间通过螺栓紧固件连接。

作为一种进一步的技术方案，所述螺栓紧固件包括：高强度螺栓以及套装在所述高强度螺栓上的弹簧垫圈和平垫圈。

作为一种进一步的技术方案，所述上加固板的底部设置有用于扣合在所述节点轴上方的半轴孔；所述节点轴夹瓦设置有用于卡套在节点轴下方的半轴孔；所述上加固板与节点轴夹瓦的半轴孔面均匀涂覆有环氧树脂胶。

作为一种进一步的技术方案，所述上加固板的底部设置有用于扣合在所述上弦杆上方的半轴孔；所述上弦杆夹瓦设置有用于卡套在上弦杆下方的半轴孔；所述上加固板与所述上弦杆夹瓦的半轴孔面均匀涂覆有环氧树脂胶。

作为一种进一步的技术方案，所述上加固板设置有供小面板支撑螺柱穿过的过孔。

作为一种进一步的技术方案，所述上加固板的底部设置有用于与节点轴球节点相适配的容纳空间。

作为一种进一步的技术方案，所述节点轴为0#连接机构的节点轴、1#连接机构的节点轴、2#连接机构的节点轴之中的任意一者。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的fast反射面单元自适应连接机构加固装置，包括：上加固板、一个节点轴夹瓦、两个上弦杆夹瓦和若干个螺栓紧固件，采用此加固结构对自适应连接机构进行加固，可以减小自适应连接机构故障的发生，避免发生故障后再进行大量维护工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的fast反射面单元自适应连接机构的示意图；

图2为本发明提供的fast反射面单元自适应连接机构加固装置的示意图；

图3为本发明实施例fast反射面单元自适应连接机构加固装置的剖面图；

图4为本发明实施例提供的上弦杆处加固结构总成剖面图。

图标：1-节点轴；2-小面板支撑螺柱；3-螺母；4-平垫圈；5-上弦杆；6-上弦杆；7-腹杆；8-高强度螺栓；9-弹簧垫圈；10-平垫圈；11-上弦杆夹瓦；12-上加固板；13-节点轴夹瓦。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

结合2至图4所示，本实施例提供一种fast反射面单元自适应连接机构加固装置，其包括：上加固板12、一个节点轴夹瓦13、两个上弦杆夹瓦11和若干个螺栓紧固件；所述上加固板12穿装于小面板支撑螺柱2(优选地，所述上加固板12设置有供小面板支撑螺柱2穿过的过孔)；所述上加固板12设置于一个节点轴1与该节点轴1对应的两个上弦杆的上方；所述节点轴夹瓦13卡套在节点轴1的下方，所述节点轴夹瓦13与所述上加固板12之间通过螺栓紧固件连接；两个所述上弦杆夹瓦11分别卡套在两个上弦杆夹瓦11下方，每个所述上弦杆夹瓦11与所述上加固板12之间通过螺栓紧固件连接。优选地，所述节点轴1为0#连接机构的节点轴1、1#连接机构的节点轴1、2#连接机构的节点轴1之中的任意一者。

本实施例中，上加固板12的形状可以根据实际需要灵活设置。

例如：上加固板12的截面(投影面)可以为八边形。其中，第一边垂直于节点轴1的轴向，第二边与第一边垂直连接，第二边之后依次倾斜连接第三边、第四边、第五边、第六边、第七边，第七边与第一边垂直连接。当然，这只是其中的一种形式，其他形式也属于本申请的保护范围。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述螺栓紧固件包括：高强度螺栓8以及套装在所述高强度螺栓8上的弹簧垫圈9和平垫圈10。

本实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述上加固板12的底部设置有用于扣合在所述节点轴1上方的半轴孔；所述节点轴夹瓦13设置有用于卡套在节点轴1下方的半轴孔；所述上加固板12与节点轴夹瓦13的半轴孔面均匀涂覆有环氧树脂胶。其中，所述上加固板12的底部设置有用于与节点轴1球节点相适配的容纳空间。对应地，节点轴夹瓦13也可以设置有用于与节点轴1球节点相适配的容纳空间。

本实施例中，对应地，所述上加固板12的底部设置有用于扣合在所述上弦杆上方的半轴孔；所述上弦杆夹瓦11设置有用于卡套在上弦杆下方的半轴孔；所述上加固板12与所述上弦杆夹瓦11的半轴孔面均匀涂覆有环氧树脂胶。

具体地，自适应连接机构节点轴1轴径尺寸为上加固板12与节点轴夹瓦13用弹簧垫圈9、平垫圈10和高强度螺栓8连接，按机械安装规范要求力矩及顺序拧紧螺栓，使上加固板12、节点轴夹瓦13连接紧固，在进行加工，其孔的尺寸及公差为该孔与节点轴1安装夹紧时涂环氧树脂胶，涂覆的环氧树脂胶填充满孔轴间的间隙，待环氧树脂胶凝固后即可实现加固作用。

具体地，上弦杆杆径尺寸为所以将上加固板12与上弦杆夹瓦11用弹簧垫圈9、平垫圈10和高强度螺栓8连接，按机械安装规范要求力矩及顺序拧紧螺栓，使上加固板12与上弦杆夹瓦11连接紧固，再进行加工，其孔的尺寸及公差为该孔与上弦杆安装夹紧时涂环氧树脂胶，涂覆的环氧树脂胶填充满孔轴间的间隙，待环氧树脂胶凝固后即可实现加固作用。

本实施例在安装时：

1)、先将节点轴上加固板12从上部穿过小面板支撑螺柱2，放置在节点轴1、两根上弦杆5、上弦杆6的上方，放置前将上加固板12与节点轴、两个上弦杆夹紧的半轴孔面均匀涂覆环氧树脂胶；

2)、然后将节点轴夹瓦13的半轴孔面均匀涂覆环氧树脂胶从下面安装在图示位置，在从上部放置平垫圈10、弹簧垫圈9，穿入高强度螺栓8，将高强度螺栓8旋入节点轴夹瓦13的螺纹孔中。

3)、分别将两件上弦杆夹瓦11的半轴孔面均匀涂覆环氧树脂胶从下面安装在图示位置(上弦杆5、上弦杆6的位置)，在从上部放置平垫圈10、弹簧垫圈9，穿入高强度螺栓8，将高强度螺栓8旋入上弦杆夹瓦11的螺纹孔中。

4)、将旋入三个夹瓦中的六根高强度螺栓分别交替的旋紧，直至紧固，待环氧树脂胶凝固即完成加固工作。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。