[实用新型]一种基于索的位姿调节与控制系统

说明书

本实用新型公开了一种基于索的位姿调节与控制系统，包括：N座支撑塔、N条承载和主控索、若干根姿态和稳定索、若干根电力和信号传输索以及馈源舱和接收机/望远镜副面位置调整平台。本实用新型通过将受控设备分解为基本位置平台部分和姿态部分，大大降低了控制难度，并且可以有重点地对姿态精调部分进行电磁兼容处理。本实用新型虽然增加了索的数量，但通过对索的功能分类处理，实现了更为精确稳定的控制，节约塔建设成本，优化维护措施的目的。为应用于更大尺度范围内的设备位置和姿态控制提供了基本条件。

技术领域

本实用新型涉及射电天文望远镜中馈源舱的支撑控制领域，尤其是涉及一种基于索的位姿调节与控制系统。

背景技术

在射电天文望远镜领域，来自宇宙天体的微弱信号经过主反射面反射聚焦后，需要经过后续处理，馈源舱是其中一种型式，典型应用案例是美国ARECIBO望远镜和中国FAST望远镜。在美国ARECIBO望远镜中，采用固定的305米口径球面反射面。在周边山体上，用三根索通过三座塔支撑起一个固定的三角形框架平台，在三角形框架平台下部安装有可以沿着导轨在一定范围内移动的球形设备室，天体信号经球面反射后，在球形设备室内经二次和三次反射后聚焦。对于某个确定的指向，其主反射面的有效口径约250米。对于中国FAST望远镜，采用可调节面形的500米口径球面反射面。在周边山体上，用六根索通过六座塔支撑起一个馈源舱，通过这六根索对该馈源舱进行初级位置和姿态调节，在馈源舱内利用六杆机构(Stewart平台)进行进一步更精细的位置和姿态调节。对于某个确定的指向，整个球面的一部分形成有效口径约300米的抛物面。天体信号经该抛物面反射后，进入馈源舱内的接收系统进行处理。

对于口径达到几百米或以上的巨型望远镜，包括射电望远镜和光学望远镜，其主反射面后的设备如射电望远镜的馈源舱和光学望远镜的副面，一般距离主反射面距离较远，难以与主反射面之间形成如小型望远镜那样的相对固定的三足或四足支撑结构，通过索和塔进行支撑和控制是一种必然的选择。

悬索结构的主要特点是非线性、滞后大、惯性大和刚度较弱。如FAST馈源舱的支撑和位置控制方式也不例外，馈源舱位于距离反射面约150米的空中，其位置和姿态容易受到风力的影响，FAST的方案目前是通过二次精调平台予以改进的。该方案对二次精调平台的性能要求过高，当应用于更大尺度时可能会存在较大困难，实际实施及维护难度会增大许多，有必要研发更为精确、稳定和易于维护的索支撑方式。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于索的位姿调节与控制系统，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于索的位姿调节与控制系统，包括：N座支撑塔、N条承载和主控索、若干根姿态和稳定索、若干根电力和信号传输索以及馈源舱和接收机/望远镜副面位置调整平台；其中，

所述馈源舱和接收机/望远镜副面位置调整平台包括依次连接的基本位置平台、位置姿态粗调平台以及位置姿态精调平台；所述基本位置平台和所述位置姿态粗调平台之间通过万向节连接，所述位置姿态精调平台下方连接馈源舱和接收机/望远镜副面；

所述承载和主控索的一端与所述基本位置平台固定连接，中部通过所述支撑塔顶部的定滑轮实现换向，另一端与支撑塔底部地面上的卷扬机连接；

相邻支撑塔顶部之间设置有邻接索，所述邻接索上设置有动滑轮，所述动滑轮的下滑轮上安装所述姿态和稳定索和/所述电力和信号传输索；所述姿态和稳定索以及所述电力和信号传输索的一端与设置在地面的卷扬机连接，另一端与所述位置姿态粗调平台连接；

所述N＞2。

作为一种进一步的技术方案，4≤N≤6。