[发明专利]方位轴系机械式制动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种制动器，特别涉及一种望远镜、经纬仪用方位轴系制动器。

背景技术

大型望远镜的方位轴系转动惯量很大，转动过程中突然掉电，很难在短时 间内停止转动，需加装制动器使其快速制动。市场上的制动器主要分为两种， 一种是电磁制动器，一种是液压制动器，电磁制动器工作模式是通电释放，掉 电制动，仪器工作时制动器一直处于通电状态，长时间通电会产生较大的热量， 不利于望远镜光学系统的观测；液压制动器需配备液压缸，占用空间较大，给 望远镜方位轴系的结构设计增加困难。

发明内容

本发明针对望远镜、经纬仪方位轴系的特殊要求，设计一种占用空间小、 不发热的机械式制动器，一种方位轴系机械式制动器，包括：步进电机、丝杆 齿轮、驱动齿轮、电机安装板、固定座、两个预载弹簧、摩擦片、丝杆螺母、 导向轴、滚珠丝杆、轴承组件、传感器、位置销、复位弹簧、电磁铁固定板、 电磁铁。电机安装板固连在基座上板的下表面，步进电机固连在电机安装板上， 驱动齿轮固连在步进电机的转动轴上，电磁铁固连在电磁铁固定板上，电磁铁 固定板固连在电机安装板上，传感器固连在电机安装板上，位置销压缩复位弹 簧与电磁铁的伸缩杆固连，固定座固连在基座上板的上表面，导向轴穿在固定 座的轴孔中，可沿轴向移动，摩擦片压缩预载弹簧与导向轴固连，丝杆螺母与 摩擦片固连，滚珠丝杆通过轴承组件与固定座形成转动副连接，丝杆齿轮固连 在滚珠丝杆的一端，与驱动齿轮啮合。

附图说明

图1为方位轴系机械式制动器的制动状态示意图；

图2为方位轴系机械式制动器的释放状态示意图；

图3为方位轴系机械式制动器的侧面示意图；

图4为方位轴系机械式制动器中位置销的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做具体描述：

如图1和2所示，望远镜、经纬仪不工作时，此时摩擦片8在预载弹簧7 的作用下与转台下端表面接触，制动器处于制动状态以保持方位轴系固定不动， 当望远镜准备工作时，步进电机1按设定的步数转动，驱动齿轮3随步进电机1 的转动轴一起转动，从而驱动丝杆齿轮2转动，丝杆齿轮2带动滚珠丝杆11在 轴承组件12中转动，驱动丝杆螺母9向下移动，丝杆螺母9带动摩擦片8和导 向轴10克服预载弹簧7的弹力向下移动，导向轴10沿固定座6的轴孔向下移 动，步进电机1转动设定的步数，此时丝杆齿轮2上的销孔与电机安装板4上 的销孔对正，位置销14在复位弹簧15的作用下插入丝杆齿轮2的销孔，同时 位置销14压住传感器13上的弹片产生高电平告知上位机制动器处于释放状态， 仪器方位轴系可自由转动，步进电机1断电，位置销14限制丝杆齿轮2的转动， 制动器保持释放状态。

当望远镜、经纬仪出现“飞车”等意外状况需紧急制动时，给电磁铁17上 电，电磁铁17的伸缩杆缩回，与其固连的位置销14克服复位弹簧15的弹力， 从丝杆齿轮2的销孔中拔出，因滚珠丝杆11与丝杆螺母9不具有自锁性，丝杆 齿轮2也不再受位置销14的限制，摩擦片8在预载弹簧7作用下向上快速移动， 与转台下端表面摩擦制动，位置销14与传感器13的弹片脱离，传感器13产生 低电平告知上位机制动器处于制动状态。

本发明中的制动器摩擦力的大小取决于预载弹簧7的预载和摩擦片8与转 台的摩擦系数，预载弹簧7的预载越大，提供的正压力越大，产生的摩擦力越 大，摩擦片8与转台的摩擦系数越大产生的摩擦力越大。仪器制动所需摩擦力 为f，摩擦片8与转台的摩擦系数为μ，则预载弹簧7所需预载力P为f/μ，步 进电机1的保持转矩为T₁，驱动齿轮3与丝杆齿轮2的减速比为i，丝杆齿轮2 的转矩为i·T₁，滚珠丝杆11将转矩转化为轴向力克服预载弹簧7的预载力P， 滚珠丝杆11的螺距为L，传动效率为η，按下式计算步进电机转矩：