[發明專利]用于光學裝置和儀器的支撐和操縱系統

有效

• 申請號: 201880059699.5
• 申請日: 2018-07-17
• 公開（公告）號: CN111095065B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 達里奧·曼茨尼
• 申請（專利權）人: 達里奧·曼茨尼
• 主分類號: G02B7/183
• 分類號: G02B7/183;F24S30/452
• 代理公司: 成都超凡明遠知識產權代理有限公司 51258
• 代理人: 王暉;曹桓

描述了一種用于光學裝置和儀器的支撐和操縱系統，所述光學裝置特別是望遠鏡、射電望遠鏡或太陽光集中器，所述支撐和操縱系統包括：初級單元(1)；獨立的次級單元(2)；第一機動裝置，所述第一機動裝置用于使所述初級單元(1)移動；第二機動裝置，所述第二機動裝置用于使所述次級單元(2)移動；弧形結構(3)，所述弧形結構在相對于地面的高度上配備有滑動引導件，以用于使所述次級單元(2)相對于高度旋轉軸線旋轉；六角系統，用于使所述初級單元(1)移動；以及控制系統。

技術領域

本發明涉及一種用于光學裝置和儀器的支撐和操縱系統。

背景技術

一般而言，本發明涉及光學瞄準或研究裝置的天文望遠鏡和/或射電望遠鏡和/或太陽光集中器的領域，這些裝置包括準直鏡或具有聚焦作用的在軸線上或偏離軸線的系統，諸如例如初級單元中的分節拋物面鏡，或者以下的組合：多個鏡、和/或多個鏡和其他在軸線上或偏離軸線的光學部件、和/或組合有多個鏡和其他部件的科學儀器。

一般而言，用于光學裝置的對準、指向、跟蹤的結構可以包括如下：例如，主鏡，該主鏡還可以包括具有不同幾何結構的同心鏡的組合；和第二級鏡，第二級系統包括如下：多個光學部件或者第一聚焦儀器；其他光學部件諸如第三級鏡和/或相互組合的多個鏡連同有用于準直和光學自適應的透鏡系統；以及其他還可以是主動和/或自適應的光學準直或補償系統。作為一種示例，考慮望遠鏡作為這組部件的代表，因為相對于其他系統諸如射電望遠鏡和太陽光集中器，望遠鏡在精確度和復雜性方面的界限是保守的，而射電望遠鏡和太陽光集中器的特征在于更加受限的技術約束。

一般而言，望遠鏡的各個部件通過非常剛性的結構性系統相互物理地連接，目的是保持光學序列的對準。隨著望遠鏡尺寸的增大，結構變得更加雄壯，并且光學部件之間的距離會很大，因此必然需要制造具有更大尺寸的高度復雜、重型的剛性結構性系統。望遠鏡還需要對地面具有高的結構性剛度的約束，這是從撓曲和從扭曲的角度而言，由于望遠鏡的大尺寸以及保持整體系統的自身高頻率的需要，它們在很大程度上取決于對地面約束的剛度。望遠鏡一旦制成，就可能難以進行改造，使得望遠鏡的光學部件保持固定并且難以更換，因為構建的機械結構用于支撐和保持基本光學部件。因此，難以用其他類型的鏡或用第一聚焦儀器來替換第二級鏡，由于物理上與鏡本身或結構上約束至望遠鏡的頂部的儀器進行交互的復雜度和困難度，否則緊固區域變得過于復雜，隨之使系統重量增加。如果必須用不同的鏡來替換主鏡，會遇到類似的困難，除非改造甚至完全替換鏡本身的支撐單元，該支撐單元是望遠鏡的主要部件之一。此外，使用不同定位的系統代替第二級鏡需要高度不同的緊固位置，這是無法相對容易地進行管理的。

因此，望遠鏡的光學構造實際上是當設計和生產時設置的，并且幾乎不可修改或絕對不可修改。存在兩個單元的承載結構(通常包括格架型系統)可能意味著在對于主鏡和第二級鏡的維護操作方面的困難，由于在維護活動期間嚴格的操縱限度。射電望遠鏡和上述所有望遠鏡都需要生產復雜的并且侵入性的結構，這些結構幾乎沒有多用途并且是昂貴的，延長了它們的時間，這對于基本搜索程序的連續性具有不利影響。出于這樣的原因，將越來越多的儀器用于極具競爭力的搜索程序，因為它們的成本往往很高。

使用傳統結構意味著以下限制/缺陷：最大可接受鏡尺寸難以超過直徑10米，除非有分節鏡。然而，對于大于10米的尺寸，仍在考慮典型的支撐結構。這意味著要制造雄壯、侵入性的并且成本極高的系統，這使得生產中/大尺寸望遠鏡越來越零星。此外，通常不允許更換第二級光學系統，并且當可能時，對于小望遠鏡已經極其麻煩，除非進行復雜的程序，這需要長的集成時間和設置。

望遠鏡必須不經受由系統本身引起或產生的振動效應。

然而，上述所有第二級光學器件經受高頻振動，因為必須保證系統的結構性剛度，以便使光學器件在望遠鏡的不同傾斜下保持對準?？紤]到結構的尺寸，光學部件的振動效應無論如何都是明顯的；考慮到結構性子部分確定的高頻，結構距離使得振動無論如何都是不可避免的并且難以控制。

為了限制振動以及由望遠鏡的結構上的風壓引起的偏移，制作了屏(擋風屏)，該屏成為殼體裝置的組成部分。