[发明专利]大型天文望远镜圆顶传动系统

说明书

本发明涉及大型天文望远镜圆顶传动系统，所述圆筒装置上沿圆周均匀分布设有多个圆筒驱动机构，每个圆筒驱动机构包括一根钢丝绳，每根钢丝绳采用一台变频调速卷扬机独立驱动，每根钢丝绳安装一台拉力传感器用于检测钢丝绳承受的拉力，依靠力闭环控制系统使每根钢丝绳的受力独立可控。所述可升降的多层圆筒装置主要用于大型天文望远镜或激光测距装置的圆顶盖罩，依靠现代检测和控制技术实现钢丝绳均载，即使断索也能保持各钢丝绳受力均衡，并使圆顶罩壳姿态自动保持水平。

技术领域

本发明涉及一种大型光学望远镜、激光测距仪等设备的配套设备圆顶的大型天文望远镜圆顶传动系统。

背景技术

大型天文望远镜在工作时需要将圆顶开启，不工作时要将圆顶关闭，天文望远镜圆顶常制成多层同轴圆筒结构，最上层圆筒覆盖有穹顶结构，穹顶上开孔，开孔上方设计有水平开合天窗。穹顶开孔尺寸及天窗依据望远镜尺寸大小进行设计。在望远镜工作时圆顶可整体下降，露出望远镜，圆顶需保证望远镜的观测视场，且不对望远镜整个光学入瞳面产生遮挡。此类型的圆顶直径几米至数十米，总重几十吨至上千吨。

启动时天窗开启，多层同轴圆筒一层层落下，露出望远镜进行观测；关闭时多层圆筒升起，天窗关闭，保护望远镜及终端设备不受风雨侵害。圆顶传动系统通常用同轴卷扬机将多根钢丝绳同时卷取或放开，带动多层同轴圆筒升降，由于钢丝绳在运行中会发生不均匀蠕变，不均匀蠕变导致钢丝绳的载荷失衡，甚至个别钢丝绳因过载而破断。此外当同轴圆筒受到外力影响，辟如风力载荷影响时，由于各钢丝绳的弹性伸长不同，会使同轴圆筒姿态发生变化，产生倾斜现象。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种每根钢丝绳独立驱动的传动系统，依靠现代检测和控制技术实现钢丝绳均载，即使断索也能保持各钢丝绳受力均衡，并使圆顶罩壳姿态自动保持水平。

根据本发明的大型天文望远镜圆顶传动系统，其特征在于，包括圆筒装置，所述圆筒装置上沿圆周均匀分布设有多个圆筒驱动机构，每个圆筒驱动机构包括一根钢丝绳，每根钢丝绳采用一台变频调速卷扬机独立驱动，每根钢丝绳安装一台拉力传感器用于检测钢丝绳承受的拉力，依靠力闭环控制系统使每根钢丝绳的受力独立可控。

进一步，所述圆筒装置具有多层，各层之间通过滑轮组连接，所述钢丝绳一端连接于最顶层圆筒，另一端经由多个滑轮组和转向轮与所述变频调速卷扬机连接。

进一步，所述圆筒装置包括圆筒基座和多层可升降圆筒，所述变频调速卷扬机和转向轮设置在圆筒基座的基座平台上，设置在钢丝绳与最顶层圆筒底部连接的一端上设置所述拉力传感器，由变频调速卷扬机、钢丝绳、转向轮、滑轮组、拉力传感器构成一个力闭环控制回路。

进一步，沿圆周均匀分布的多套驱动机构等分为三组，每组均安装有位移传感器，与各组内的可控独立驱动机构组成位置闭环控制，保证圆筒运行中的位置姿态。

进一步，所述位移传感器与可控的独立驱动机构构成位置闭环控制回路，当主控室的PLC发出圆筒装置的升降指令时，各组便将位移传感器检测到的位移信号和指令信号进行比较，如有误差便通过PID控制器调整本组卷扬机的张力，加快或减慢本组提升的速度，直到位移误差消除为止。

进一步，所述圆筒装置包括圆筒基座、位于最外层的第一级圆筒和最内层的第N级圆筒，每级圆筒内固定有多个滑轮组，每个滑轮组的门数与起重的圆筒质量相匹配。

进一步，所述圆筒驱动机构包括在圆筒基座的顶部和第N级圆筒的内侧底部设置滑轮安装座，安装滑轮组，通过变频调速卷扬机驱动钢丝绳使得第N级圆筒底部的滑轮安装座可向上提升到接近圆筒基座顶部的滑轮安装座，同理，在每层圆筒的内侧底部和外侧顶部都设置滑轮座，使得各层圆筒能够依次提升，并且除第一级圆筒之外，其他级圆筒底部还各固定设置一个底部滑轮，使得一根钢丝绳能够连接所有的滑轮组，并通过底座平台上的转向轮连接到变频调速卷扬机。