[發(fā)明專利]赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210092791.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN102621684A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊飛;王富國(guó);明名;張景旭;陳寶剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): G02B23/16
• 分類號(hào): G02B23/16;G02B7/02
• 代理公司: 長(zhǎng)春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大口徑望遠(yuǎn)鏡主鏡的側(cè)支撐，特別涉及赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置。

背景技術(shù)

赤道式望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是其傳動(dòng)軸中的一根轉(zhuǎn)軸與地球的自轉(zhuǎn)軸平行，這根軸稱為赤經(jīng)軸，或稱為極軸。在赤道式望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)中星體位置沒有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)赤道式望遠(yuǎn)鏡在觀察條件最好的天頂位置沒有盲區(qū)。因此在天文望遠(yuǎn)鏡中，赤道式望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)被廣泛采用。

主鏡作為一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡的關(guān)鍵部件，其口徑大小決定了望遠(yuǎn)鏡接收光波信號(hào)的能力，其面形精度決定了望遠(yuǎn)鏡對(duì)接收到的光波信號(hào)的準(zhǔn)確反映程度。因此人們?cè)谕h(yuǎn)鏡的研制過程中，對(duì)主鏡的口徑要求越來越大，對(duì)主鏡的面形精度要求也越來越苛刻。一般而言，大口徑主鏡的支撐結(jié)構(gòu)包括底支撐、側(cè)支撐、定位機(jī)構(gòu)、安全防護(hù)機(jī)構(gòu)、姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)、清潔維護(hù)等方面，一個(gè)優(yōu)良的支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)能充分保證在望遠(yuǎn)鏡運(yùn)轉(zhuǎn)過程中主鏡的面形精度和位置穩(wěn)定性。

在赤道式望遠(yuǎn)鏡中，由于主鏡既要繞赤經(jīng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，又要繞赤緯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，而重力方向是一定的，因此在地基望遠(yuǎn)鏡中，要求主鏡各個(gè)姿態(tài)下受到重力的影響時(shí)，其面形精度都能保持在光學(xué)設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。同時(shí)還需要對(duì)主鏡進(jìn)行有效的定位，限制其六個(gè)方向的自由度，使主鏡與其他光學(xué)元件的相對(duì)位置關(guān)系保持穩(wěn)定不變，以有效實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的功能。重力方向在側(cè)支撐作用方向的分力由側(cè)支撐結(jié)構(gòu)來承擔(dān)，在底支撐作用方向的分力由底支撐結(jié)構(gòu)來承擔(dān)，即主鏡的重力載荷由底支撐和側(cè)支撐共同承擔(dān)。分擔(dān)重力的大小，與望遠(yuǎn)鏡指向不同天區(qū)的角度成三角函數(shù)關(guān)系變化。而側(cè)支撐對(duì)重力的卸荷與望遠(yuǎn)鏡繞赤經(jīng)軸的角度成三角函數(shù)關(guān)系變化。

傳統(tǒng)赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡的側(cè)支撐形式主要有傳統(tǒng)杠桿平衡重式、水銀帶式、氣壓或液壓式支撐等不同結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)杠桿平衡重式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可通過設(shè)置相應(yīng)的配重來對(duì)主鏡重量進(jìn)行卸荷，符合地平式望遠(yuǎn)鏡只有俯仰運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)單工況，但是在赤道式望遠(yuǎn)鏡中，當(dāng)主鏡繞赤經(jīng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)杠桿平衡重式結(jié)構(gòu)由于其單一方向的平衡配重而使其作用于主鏡的支撐力方向不能隨主鏡繞赤經(jīng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。水銀帶支撐是利用水銀的浮力自動(dòng)平衡主鏡的重力，其缺點(diǎn)是水銀隨著時(shí)間的增加容易泄露，對(duì)望遠(yuǎn)鏡主鏡及其他光機(jī)系統(tǒng)造成污染破壞，并且水銀有毒，從安全性考慮，這種支撐的應(yīng)用也受到限制，目前已很少使用。氣壓(或液壓)支撐是不錯(cuò)的選擇，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡指向不同的俯仰角時(shí)可以合理的設(shè)置氣壓的大小，以平衡重力，因此在很多望遠(yuǎn)鏡中都得到了應(yīng)用，其缺點(diǎn)是同樣存在泄露問題，而且需要配置專門的氣壓泵提供相應(yīng)的壓力，在望遠(yuǎn)鏡工作時(shí)不能突然斷電。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置，該裝置采取穩(wěn)定可靠的純機(jī)械式浮動(dòng)支撐，可滿足赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡同時(shí)繞赤經(jīng)軸和赤緯軸轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)雜工況。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置，該裝置包括：平衡配重、主軸、關(guān)節(jié)軸承、對(duì)調(diào)螺母和粘接塊；該裝置包括：調(diào)心球軸承，平衡配重與主軸的一端連接，主軸的另一端與調(diào)心球軸承固連，主軸與關(guān)節(jié)軸承連接，關(guān)節(jié)軸承通過對(duì)調(diào)螺母與粘接塊連接，粘接塊固定在主鏡上。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無需額外增加望遠(yuǎn)鏡主鏡徑向的結(jié)構(gòu)空間，通過調(diào)心球軸承能夠自動(dòng)切換平衡重產(chǎn)生的側(cè)支撐力的方向，能保證主鏡在同時(shí)繞赤經(jīng)軸和赤緯軸的復(fù)雜工況下，均能提供與主鏡光軸方向相垂直的側(cè)支撐力，以保證主鏡的面形精度。而且，多組側(cè)支撐結(jié)構(gòu)圓周均布粘接在主鏡側(cè)面，對(duì)主鏡的自由度進(jìn)行有效約束，增加主鏡的位置穩(wěn)定性。該裝置在適合于復(fù)雜工況下的赤道式望遠(yuǎn)鏡的同時(shí)，也適合于工況相對(duì)簡(jiǎn)單的地平式望遠(yuǎn)鏡。

附圖說明

圖1本發(fā)明赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2本發(fā)明赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置主鏡底支撐與側(cè)支撐受力原理圖。

圖3本發(fā)明赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置主鏡受力原理圖。

圖中：1、平衡配重，2、主軸，3、調(diào)心球軸承，4、連桿，5、關(guān)節(jié)軸承，6、對(duì)調(diào)螺母，7、粘接塊，8、主鏡。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，赤道式望遠(yuǎn)鏡主鏡側(cè)支撐自平衡式裝置，該裝置包括：平衡配重1、主軸2、關(guān)節(jié)軸承5、對(duì)調(diào)螺母6和粘接塊7；該裝置包括：調(diào)心球軸承3，所述平衡配重1與主軸2的一端連接，主軸2的另一端與調(diào)心球軸承固連，所述主軸2與關(guān)節(jié)軸承5連接，關(guān)節(jié)軸承5通過對(duì)調(diào)螺母6與粘接塊7連接，粘接塊7固定在主鏡8上。