[发明专利]大型移动转台整体水平平面度调平控制系统及其工作方法

说明书

大型移动转台整体水平平面度调平控制系统及其工作方法，系统由信号控制和液压动力两部分组成，特征是信号控制部分中的线性编码器通过传感器电缆及电箱连接到控制器；液压动力部分是控制器经过电箱连接控制阀总成；再经控制阀总成连接执行元件液压缸上的各种液压阀，完成方向控制回路。液压缸是双向作用液压装置，安装在定位油垫的位置作为方位轴系的辅助支撑和定位，并具有碟簧锁紧功能。本发明能减小大型天文望远镜因结构重力失配引起的方位轴系倾斜变化；实现整个方位轴系水平平衡。系统由连通的液压缸组成，其位移由线性编码器监控。可在观察过程中锁定此液压whiffletree系统，以实现较高的动态性能。

技术领域

本发明涉及一种地基大口径天文望远镜的方位轴系控制系统，具体涉及一种地基大口径天文望远镜大型移动转台整体水平平面度调平控制系统及其工作方法。

本发明是国家自然科学基金（A11）“大射电望远镜主动面关键技术研究”的研究成果。

背景技术

极大口径望远镜已是现代天文观测的主流，现代大型望远镜都采用先进的地平式结构，它包含绕水平轴线旋转的俯仰轴系和绕垂直轴线旋转的方位轴系。位于望远镜下部的方位轴系支撑整个系统并与地基相连接，同时为望远镜提供方位回转轴线，实现方位角测量、跟踪驱动、角速度和角加速度的测量及反馈等功能。承载数百吨乃至上千吨回转部件的重量，并具有极高的运动精度和良好的稳定性，从而保证望远镜平稳、精确、高重复性和超低速运行等工作特性。因此，研制具有高精度支撑的方位轴系是确保大型望远镜研制成功的关键技术之一。

目前，大型望远镜均使用静压油垫支撑系统，静液压油垫支撑于导轨的滑动表面上且在两者之间维持一层油膜而保持支撑结构的刚性和稳定，以便能够以很小的驱动力运转，并且没有磨损。大型望远镜复杂庞大，其中方位轴结构两边的耐焦平台上安装有各种光学仪器，位于耐焦平台左右两端的各种光学仪器重量大小均不相同。同时，望远镜结构本身存在制造、安装误差以及预载作用等原因，容易引起望远镜方位轴系发生结构失配。结构体失配会引起整个轴系倾斜，不仅会影响望远镜正常的观测，严重时甚至会引起静压油垫搁浅失效，导致望远镜无法正常运转，当前国内外望远镜对于这些问题一般通过添加辅助质量块精密的轴系调平衡来解决。这种解决方案在直径为20至50米的新型极大望远镜的情况下是非常困难的，因此有必要找到一种调节极大口径望远镜方位轴系整体水平平面度影响的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种天文望远镜大型移动转台整体水平平面度调平控制系统，来减小上述望远镜因结构重力失配引起的方位轴系倾斜变化。为了实现方位轴系每个定位油垫在支撑轨道上获得均匀的反作用力从而达到整个方位轴系水平平衡，设计了一套液压whiffletree系统，该系统由连通的液压缸组成，其位移由线性编码器监控。可以在观察过程中锁定此液压whiffletree系统，以实现较高的动态性能。本发明还提供这种天文望远镜方位轴系液压whiffletree 辅助水平调平控制系统的工作方法。

完成上述发明任务的技术方案是，一种天文望远镜大型移动转台整体水平平面度调平控制系统，由信号控制和液压动力两部分组成，其特征在于，所述信号控制部分中的线性编码器（也称为测量元件）通过传感器电缆及电箱连接到控制器；所述液压动力部分是，控制器经过电箱连接控制阀总成；再经控制阀总成连接执行元件液压缸上的各种液压阀，完成方向控制回路。

望远镜的方位轴系一般采用了定位静压油垫（Master pad）和浮动静压油垫（Slave pad）相互配合使用的方式对望远镜进行定位。定位油垫内部设有滑动球头可以通过倾斜来调节结构小变形误差而且刚性的作用在支撑轨道上，分布在方位轴结构的四个角端，定位油垫可以保持恒定的位置，不随载荷力的变化而变化。浮动油垫是在内部增加了一套液压柱结构可以上下浮动来调节望远镜结构大变形，浮动油垫可以保持恒定的载荷力，因此位置可以发生改变。定位油垫用于轴系的定位，而浮动油垫在辅助支撑。执行元件液压缸安装在定位油垫和方位轴底盘两者之间，起到辅助连接的作用。参见图1。

所述执行元件液压缸内部包含锁紧机构。