本發(fā)明涉及望遠(yuǎn)鏡領(lǐng)域，尤其是一種設(shè)置有方位角測(cè)量和限位控制系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡。

背景技術(shù)：

射電望遠(yuǎn)鏡是用來觀測(cè)和研究來自天體的射電波的基本設(shè)備。望遠(yuǎn)鏡的主體部分一般會(huì)根據(jù)目標(biāo)天體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行跟蹤運(yùn)動(dòng)，為了靈敏度考慮，望遠(yuǎn)鏡的接收機(jī)前端設(shè)備將跟隨望遠(yuǎn)鏡一起旋轉(zhuǎn)。由于焦點(diǎn)附近空間有限，需要在望遠(yuǎn)鏡主體部分下方圍繞望遠(yuǎn)鏡安裝一個(gè)轉(zhuǎn)盤，其上放置各種設(shè)備。接收機(jī)前端設(shè)備通過設(shè)置各種電纜與轉(zhuǎn)盤上的設(shè)備連接。因此，必須在望遠(yuǎn)鏡主體部分與轉(zhuǎn)盤之間設(shè)置限位控制系統(tǒng)，來防止望遠(yuǎn)鏡主體部分因?yàn)檗D(zhuǎn)角過大而產(chǎn)生零部件的損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種安全性高、靈敏性高的設(shè)置有方位角測(cè)量和限位控制系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種設(shè)置有方位角測(cè)量和限位控制系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡，包括望遠(yuǎn)鏡主體，設(shè)置在其下部的轉(zhuǎn)盤以及限位測(cè)量系統(tǒng)，其中，限位測(cè)量系統(tǒng)包括底座、連軸鍵、齒輪齒條結(jié)構(gòu)、限位單元和測(cè)量單元，連軸鍵設(shè)置于齒輪齒條結(jié)構(gòu)的齒輪上，并且其通過連桿與望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)盤相連接來同步傳輸望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪將轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸至齒輪齒條結(jié)構(gòu)的齒條上來轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，限位單元和測(cè)量單元均對(duì)應(yīng)于齒條的直線運(yùn)動(dòng)；限位單元包括多級(jí)限位結(jié)構(gòu)來逐級(jí)安全控制齒條的運(yùn)動(dòng)位置，進(jìn)而精確控制望遠(yuǎn)鏡正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的方位角；同時(shí)，測(cè)量單元同步測(cè)量該方位角。

進(jìn)一步，所述連軸鍵、齒輪齒條結(jié)構(gòu)、限位單元和測(cè)量單元均安裝在所述底座上。

進(jìn)一步，所述底座上設(shè)置有所述齒條直線運(yùn)動(dòng)的滑軌。

進(jìn)一步，所述齒條的背面設(shè)置有用于監(jiān)控探測(cè)的凸起物，該凸起物在所述限位單元限定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述凸起物上設(shè)置有角度測(cè)量裝置。

進(jìn)一步，所述限位單元設(shè)置有三級(jí)限位結(jié)構(gòu)來安全控制齒條的運(yùn)動(dòng)位置。

進(jìn)一步，所述限位單元包括一級(jí)限位結(jié)構(gòu)：正轉(zhuǎn)接近開關(guān)、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)，二級(jí)限位結(jié)構(gòu)：正轉(zhuǎn)限位開關(guān)、反轉(zhuǎn)限位開關(guān)，三級(jí)限位結(jié)構(gòu)：正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)、反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)；正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)、正轉(zhuǎn)限位開關(guān)、正轉(zhuǎn)接近開關(guān)依次從端部向中心設(shè)置于所述齒條的一側(cè)，反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)、反轉(zhuǎn)限位開關(guān)、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)依次從端部向中心設(shè)置于所述齒條的另一側(cè)。

進(jìn)一步，所述正轉(zhuǎn)接近開關(guān)、正轉(zhuǎn)限位開關(guān)、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)、反轉(zhuǎn)限位開關(guān)均連通于控制單元，控制單元監(jiān)測(cè)各個(gè)開關(guān)的檢測(cè)信息并反饋給望遠(yuǎn)鏡的電機(jī)控制單元。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有齒圈和上齒輪，該上齒輪通過所述連桿、所述連軸鍵與所述齒輪相連接來傳輸動(dòng)力。

進(jìn)一步，所述角度測(cè)量裝置包括直線位移傳感器，其讀數(shù)通過數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化，可以得到對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度。

本發(fā)明望遠(yuǎn)鏡可用于測(cè)量望遠(yuǎn)鏡主反射面的方位角，并且限制被電機(jī)帶動(dòng)而繞一軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度，具有安全性高、靈敏性高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為限位測(cè)量系統(tǒng)主視圖；

圖4為限位測(cè)量系統(tǒng)立體圖。

具體實(shí)施方式

下面，參考附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下”“左”“右”等空間相對(duì)術(shù)語，用于說明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位（旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位），這里所用的空間相對(duì)說明可相應(yīng)地解釋。

如圖1至圖4所示，本發(fā)明一種設(shè)置有方位角測(cè)量和限位控制系統(tǒng)的望遠(yuǎn)鏡，包括望遠(yuǎn)鏡主體15，設(shè)置在其下部的轉(zhuǎn)盤16以及限位測(cè)量系統(tǒng)17，其中，限位測(cè)量系統(tǒng)包括底座1、連軸鍵2、齒輪齒條結(jié)構(gòu)3、限位單元和測(cè)量單元。連軸鍵2、齒輪齒條結(jié)構(gòu)3、限位單元和測(cè)量單元均安裝在底座1上。

齒輪齒條結(jié)構(gòu)3包括齒輪4和齒條5，連軸鍵2設(shè)置于齒輪齒條結(jié)構(gòu)3的齒輪上。轉(zhuǎn)盤16上設(shè)置有齒圈19和上齒輪20，連軸鍵2通過連桿18與上齒輪20相連接來傳輸動(dòng)力，主反射面方位角旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過連桿18、連軸鍵2向齒輪4同步傳輸望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)。齒輪4將轉(zhuǎn)動(dòng)傳輸至齒條5上來轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，即齒輪齒條結(jié)構(gòu)3將連軸鍵2的旋轉(zhuǎn)改變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。

底座上設(shè)置有齒條5直線運(yùn)動(dòng)的滑軌（圖中未示），齒條5在滑軌上做直線運(yùn)動(dòng)。齒條5上與齒輪4相對(duì)的外端設(shè)置有一固定用于監(jiān)控探測(cè)的凸起物6，凸起物6由金屬材料制成，凸起物6在限位單元限定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤16旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸起物6也將隨著齒條5做直線運(yùn)動(dòng)。

限位單元包括多級(jí)限位結(jié)構(gòu)來逐級(jí)安全控制齒條的運(yùn)動(dòng)位置，進(jìn)而精確控制望遠(yuǎn)鏡正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的方位角。本實(shí)施例中，限位單元設(shè)置有三級(jí)限位結(jié)構(gòu)來安全控制齒條的運(yùn)動(dòng)位置，限位單元包括一級(jí)限位結(jié)構(gòu)：正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10，二級(jí)限位結(jié)構(gòu)：正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8、反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11，三級(jí)限位結(jié)構(gòu)：正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)9、反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)12。正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)9、正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8、正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7依次從端部向中心設(shè)置于齒條5的一側(cè)，反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)12、反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10依次從端部向中心設(shè)置于齒條5的另一側(cè)。

正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7、正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10、反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11均連通于控制單元14，控制單元14監(jiān)測(cè)各個(gè)開關(guān)的檢測(cè)信息并反饋給望遠(yuǎn)鏡的電機(jī)控制單元。

當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（正轉(zhuǎn)）時(shí)，凸起物6先正向移動(dòng)至正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7，正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7為霍爾器件，當(dāng)凸起物6接近時(shí)，其產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)告知控制單元14轉(zhuǎn)臺(tái)到達(dá)了正轉(zhuǎn)報(bào)警限位位置，控制單元14將使用控制命令停止轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸起物6將觸動(dòng)正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8，控制電機(jī)斷電，使轉(zhuǎn)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)；若繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸起物將觸動(dòng)正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)9，將使天線轉(zhuǎn)臺(tái)徹底停止。

當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（反轉(zhuǎn)）時(shí)，凸起物6首先反向移動(dòng)至反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10，反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10為霍爾器件，當(dāng)凸起物6接近時(shí)，其產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)告知控制單元轉(zhuǎn)臺(tái)到達(dá)了反轉(zhuǎn)報(bào)警限位位置，控制單元將使用控制命令停止轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸起物6將觸動(dòng)反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11，控制電機(jī)斷電，使轉(zhuǎn)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)；若繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，凸起物6將觸動(dòng)反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)12，使天線轉(zhuǎn)臺(tái)徹底停止。

本發(fā)明中還設(shè)置有測(cè)量單元，測(cè)量單元在限位測(cè)量系統(tǒng)17工作的過程中，同步測(cè)量望遠(yuǎn)鏡運(yùn)行的方位角。測(cè)量單元為設(shè)置于凸起物6上的角度測(cè)量裝置，該角度測(cè)量裝置包括直線位移傳感器13，其讀數(shù)通過數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化，可以得到對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，通過檢測(cè)一端的霍爾器件信號(hào)得到初始角度。

本實(shí)施例中，齒輪齒條模數(shù)M=1（P=3.1416）；分度圓為50mm,360度轉(zhuǎn)動(dòng)角度的直線移動(dòng)距離為157.08mm。其測(cè)量精度依賴于齒輪齒條的間隙和位移測(cè)量裝置的精度。

當(dāng)要求轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于540度時(shí)，正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7、反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10放置間距大于157.08mm。正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8設(shè)置于正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7的外側(cè)，反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11設(shè)置于反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10的外側(cè)，正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)9設(shè)置于正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8的外側(cè)，反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)12設(shè)置于反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11的外側(cè)。

本發(fā)明中，通過設(shè)置正轉(zhuǎn)接近開關(guān)7及反轉(zhuǎn)接近開關(guān)10、正轉(zhuǎn)限位開關(guān)8及反轉(zhuǎn)限位開關(guān)11、正轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)9及反轉(zhuǎn)機(jī)械限位結(jié)構(gòu)12的位置來限定天線轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，通過精確設(shè)置上述零部件的放置位置就可以控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度的實(shí)際限位范圍并安全地控制轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度，并同時(shí)可以通過測(cè)量齒條的位移得到實(shí)際的旋轉(zhuǎn)角度，從而在對(duì)望遠(yuǎn)鏡安全運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的情況下，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)望遠(yuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)角度。