一种适用于大口径望远镜的跟踪架以及大口径望远镜制造技术

本发明专利技术适用于望远镜领域，公开了一种适用于大口径望远镜的跟踪架以及大口径望远镜，大口径望远镜包括基座、跟踪架和望远镜主体，跟踪架包括俯仰轴系、方位轴系和基座，望远镜主体安装在俯仰轴系上，俯仰轴系用于驱动望远镜主体相对基座做俯仰运动，方位轴系包括转台、圆弧导轨和轴承滑块，俯仰轴系安装在转台上，转台设置在基座上，并能够带动俯仰轴系以及望远镜主体相对基座做方位旋转运动，圆弧导轨设置在基座上，轴承滑块设置在转台的底部，并与圆弧导轨滑动连接，圆弧导轨包括多个圆弧导轨部，多个圆弧导轨部同心拼接形成圆弧导轨；该跟踪架具有高刚度和抗干扰稳定性，能够实现高精度指向和平稳跟踪，并能够降低轴系的制造和维护成本。维护成本。维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大口径望远镜的跟踪架以及大口径望远镜


[0001]本专利技术涉及望远镜领域，尤其涉及一种适用于大口径望远镜的跟踪架以及大口径望远镜。

技术介绍

[0002]望远镜主要用于天文定位，靶场测量，空间目标监视，空间碎片编目定规等场景，而更大口径意味着更大的视场和集光能力，是提高望远镜光电探测能力的重要手段之一。其中跟踪架是望远镜的承载主体，它为跟踪测量光学系统提供安装和回转平台，实现对目标的快速捕获、跟踪和测量。其根据结构形式的不同主要分为赤道式，地平式和水平式三种，而地平式结构由于在相同的允许变形条件下，体积小，受力效果好，重量较轻，常用于大口径望远镜结构。常见的地平式结构，主要包括上部绕水平轴回转的俯仰轴系和下部绕垂直轴回转的方位轴系两部分组成。轴系的精度、承载能力和摩擦力矩变化等性能直接影响整个系统跟踪精度和稳定性，因此轴系设计必须考虑高刚度、高精度、低摩擦以及摩擦力矩的均匀性等技术指标。
[0003]随着光电探测技术的不断发展和完善，望远镜设备的应用领域得到了极大的扩展。地基的望远镜设备己经不能满足现代光电探测的要求，海上测量和陆地机动式观测的要求越来越高，光电望远镜设备从陆基逐渐扩展到车载、舰载和机载等动基座平台。由于动基座下的光电探测设备，受到载体运动和外界扰动的影响，需要轴系具有更高的刚度和抗干扰稳定性，地基大口径望远镜常用的静液压轴承轴系方式不再适用。与此同时，为了适应望远镜口径的不断增大，更大的滚动体轴承加工制造难度和成本不断增加，随着轴承回转直径的增大，为保证同样的回转精度和刚度，其重量急剧增大导致滚动摩擦力矩过大，且其力矩波动随机不可知，无法补偿，对望远镜轴系的稳定和精密跟踪控制提出了挑战。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种适用于大口径望远镜的跟踪架，其具有高刚度和抗干扰稳定性，不但能够实现高精度指向和平稳跟踪，并且能降低轴系的制造和维护成本。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：
[0006]一种适用于大口径望远镜的跟踪架，包括俯仰轴系、方位轴系和基座，所述俯仰轴系用于驱动望远镜主体相对基座做俯仰运动，所述方位轴系包括转台、圆弧导轨和轴承滑块，所述俯仰轴系安装在转台上，所述转台设置在所述基座上，所述转台绕竖直轴旋转，并带动所述俯仰轴系以及望远镜主体相对基座做方位旋转运动，所述圆弧导轨设置在所述基座上，所述轴承滑块设置有至少两个，两个或两个以上所述轴承滑块设置在所述转台的底部，并与所述圆弧导轨滑动连接，所述圆弧导轨包括多个圆弧导轨部，多个所述圆弧导轨部同心拼接形成所述圆弧导轨。
[0007]优选地，所述轴承滑块内置有钢球，所述轴承滑块上设有与所述圆弧导轨的截面
形状相适配的凹槽，所述凹槽的两侧和所述圆弧导轨的两侧均设有相互配合的滚道，所述钢球设置在所述滚道内，所述轴承滑块通过所述钢球设置在所述圆弧导轨上并沿所述圆弧导轨移动。
[0008]优选地，所述轴承滑块与所述转台螺丝连接。
[0009]优选地，所述方位轴系还包括设置在所述转台与所述基座之间的密封组件，所述密封组件位于所述圆弧导轨的外侧，所述密封组件包括相互配合的方位密封外环和方位密封内环，所述方位密封外环与所述转台连接，且所述方位密封外环设置有倒F形卡接部，所述方位密封内环与所述基座连接，且所述方位密封内环设置有与所述倒F形卡接部配合的F形卡接部。
[0010]优选地，所述俯仰轴系包括俯仰轴安装座、第一滑轨组件、第二滑轨组件和驱动组件，所述俯仰轴安装座设置在所述转台上，所述第一滑轨组件和所述第二滑轨组件分别设置在望远镜主体的支撑结构的两侧，所述第一滑轨组件的结构和所述第二滑轨组件的结构一样，所述第一滑轨组件包括滑轨座和弧形滑轨，所述滑轨座设置在所述俯仰轴安装座上，所述滑轨座设置有圆弧滑槽，所述弧形滑轨滑动安装在所述圆弧滑槽中，且所述弧形滑轨与望远镜主体的支撑结构连接，所述驱动组件用于驱动所述第一滑轨组件的所述弧形滑轨绕水平轴旋转，以带动望远镜主体相对所述基座做俯仰运动。
[0011]优选地，所述驱动组件包括安装在驱动电机和圆弧形摩擦鼓轮，所述驱动电机安装在所述俯仰轴安装座上，所述圆弧形摩擦鼓轮设置在所述弧形滑轨背离所述滑轨座的一侧，且所述圆弧形摩擦鼓轮与所述驱动电机的输出轴接触，所述圆弧形摩擦鼓轮随着所述驱动电机的输出轴的正反转沿所述圆弧滑槽顺时针滑动或逆时针滑动。
[0012]优选地，所述俯仰轴安装座包括底框和设置在所述底框两侧的竖板，所述底框设置在转台上，所述滑轨座设置在所述竖板上。
[0013]优选地，所述竖板顶部凹陷形成弧形安装槽。
[0014]优选地，所述弧形滑轨为R型圆弧滑轨。
[0015]本专利技术的第二个目的在于提供一种大口径望远镜，包括跟踪架和望远镜主体，所述跟踪架采用如上所述的适用于大口径望远镜的跟踪架，所述望远镜主体包括主镜、次镜或终端组件、以及支撑结构，所述支撑结构包括多个螺栓球和多个桁架杆，多个所述螺栓球和多个所述桁架杆拼接形成空间桁架结构，所述主镜安装在支撑结构的底部，所述次镜或终端组件安装在所述支撑结构的顶部，所述支撑结构安装在所述俯仰轴系上。
[0016]本专利技术提供的适用于大口径望远镜的跟踪架具有以下优点：
[0017]第一，跟踪架的方位轴系包括转台、圆弧导轨和轴承滑块，圆弧导轨和轴承滑块相互配合，形成圆弧导轨副，圆弧导轨副连接转台和基座，既可以实现高精度圆弧运动，又可以承载所有方向的负荷，组装、拆卸、重组容易。也就是说，跟踪架不但能够实现高精度指向和平稳跟踪，而且在保证高刚度、高精度、低摩擦以及摩擦力矩的均匀等条件的基础上，使轴系更加紧凑、轻量化，易于维护，并且降低轴系的制造和维护成本。
[0018]第二，跟踪架的方位轴系利用多个中等尺度的圆弧导轨部的同心拼接形成圆弧导轨，将方位轴系更大口径轴承的高精度加工工艺瓶颈用中等尺度R型圆弧导轨的高精度加工进行规避，避免了更大直径的滚动体轴承加工制造难度和摩擦力矩过大问题，只要加工工艺能够满足，基本可以实现任意回转直径的方位轴系。
[0019]本专利技术提供的大口径望远镜的支撑结构取消四通，通过桁架结构实现主镜和终端的相互位置固定和保持，实现绕俯仰轴系的转动，两条弧形滑轨之间的短跨度有利于更加紧凑的方位轴系设计，利于方位轴系的承载和望远镜的轻量化。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
[0021]图1是本专利技术实施例提供的大口径望远镜的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的俯仰轴系结构示意图；
[0023]图3是本专利技术实施例提供的方位轴系和基座的组合示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例提供的密封组件的剖视图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大口径望远镜的跟踪架，其特征在于，包括俯仰轴系、方位轴系和基座，所述俯仰轴系用于驱动望远镜主体相对基座做俯仰运动，所述方位轴系包括转台、圆弧导轨和轴承滑块，所述俯仰轴系安装在转台上，所述转台设置在所述基座上，所述转台绕竖直轴旋转，并带动所述俯仰轴系以及望远镜主体相对基座做方位旋转运动，所述圆弧导轨设置在所述基座上，所述轴承滑块设置有至少两个，两个或两个以上所述轴承滑块设置在所述转台的底部，并与所述圆弧导轨滑动连接，所述圆弧导轨包括多个圆弧导轨部，多个所述圆弧导轨部同心拼接形成所述圆弧导轨。2.如权利要求1所述的适用于大口径望远镜的跟踪架，其特征在于，所述轴承滑块内置有钢球，所述轴承滑块上设有与所述圆弧导轨的截面形状相适配的凹槽，所述凹槽的两侧和所述圆弧导轨的两侧均设有相互配合的滚道，所述钢球设置在所述滚道内，所述轴承滑块通过所述钢球设置在所述圆弧导轨上并沿所述圆弧导轨移动。3.如权利要求1所述的适用于大口径望远镜的跟踪架，其特征在于，所述轴承滑块与所述转台螺丝连接。4.如权利要求1所述的适用于大口径望远镜的跟踪架，其特征在于，所述方位轴系还包括设置在所述转台与所述基座之间的密封组件，所述密封组件位于所述圆弧导轨的外侧，所述密封组件包括相互配合的方位密封外环和方位密封内环，所述方位密封外环与所述转台连接，且所述方位密封外环设置有倒F形卡接部，所述方位密封内环与所述基座连接，且所述方位密封内环设置有与所述倒F形卡接部配合的F形卡接部。5.如权利要求1所述的适用于大口径望远镜的跟踪架，其特征在于，所述俯仰轴系包括俯仰轴安装座、第一滑轨组件、第二滑轨组件和驱动组件，所述俯仰轴安装座设置在所述转台上，所述第一滑轨组件和所述第二滑轨组件分别设置在望远镜主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文强，王志臣，王建立，李洪文，曹玉岩，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：