CN101131471A - 天文望远镜的线缆随动机构 - Google Patents

Abstract

天文望远镜的线缆随动机构，线缆通过旋转轴入口与出口设置，特征是旋转轴内放置有若干线缆支撑板，支撑板上设有若干个线缆孔，线缆分别穿过支撑板上的线缆孔并与支撑板固定；支撑板周边布有若干支撑杆，支撑杆两头设有球轴承，支撑板在旋转轴内的转动通过球轴承实现；各支撑板彼此连接：在各支撑板边缘设有若干拨杆，各拨杆的上端固定在上一支撑板上并固联，各拨杆下端分别安装在第二个支撑板边缘上的腰子槽内；拨杆插在腰子槽的中间位置；以下各支撑板连接的方式以此类推；同时，旋转轴入口处的支撑板与旋转轴固联；旋转轴出口处的支撑板与旋转轴支撑底座固联。本发明有效地避免了线缆相互缠绕、挤压甚至被拉断，达到保护线缆的目的。

Description

天文望远镜的线缆随动机构

技术领域

本发明涉及一种天文望远镜的机械结构，具体涉及一种天文望远镜的线缆随动机构。

背景技术

目前，随着多目标光纤光谱天文望远镜的发展，大量的光纤和光纤定位驱动电机的电线需要从焦面板(安装光纤和光纤驱动单元的圆盘)处通过旋转轴内孔下引到控制室。望远镜工作过程中焦面板连同旋转轴要旋转一定的角度，如±25°。而所有线缆(包括光纤和电线，光纤数量从几百根到几千根不等)在旋转轴的出口处，为了便于走线是固定不动的。焦面板、桁架和旋转轴联成一体。焦面板上有上千根光纤和上万根电线。这么多光纤和电线成束后形成几百根线缆。线缆一头跟着焦面板和旋转轴旋转，另一头从旋转轴出来后，为了便于走线和排线而固定于旋转轴基座。也就是说，这么几百根线缆在几米长的旋转轴内，一头要跟着旋转轴一起转动，另一头要固定在旋转轴基座上不能转动。

因此在旋转过程中线缆就像一根塑料棒被扭转，这样线缆就有可能相互缠绕、挤压，甚至有被拉断的可能。对于这一问题的解决主要有两种方法：一是增加动力驱动机构，使得线缆在焦面板旋转过程中跟着旋转；另一种方法是不作处理，让线缆在旋转轴内处于自由状态。第一种方法的最大缺点会增加挡光面积，而使聚光面积减少。众所周知，聚光面积对于天文望远镜是非常重要的。第二种方法在线缆较少的情况(如几十根)可以采用，但对于上千根线缆显然不合适，因为自由状态下，下面的线缆被上面的线缆压住，在旋转拉动的过程中很容易被拉断。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种天文望远镜的线缆随动机构，该机构在望远镜工作过程中保护其中的线缆(包括光纤和电线)不被损坏，可以避免线缆相互缠绕、被扭转、挤压甚至被拉断的现象。

完成上述发明任务的方案是，

天文望远镜的线缆随动机构，线缆通过旋转轴的入口与旋转轴的出口设置，其特征在于，在旋转轴内放置有若干个线缆支撑板，所述的支撑板上设有若干个线缆孔，所述的线缆分别穿过支撑板上的各个线缆孔，并与支撑板固定；

支撑板周边布有若干个支撑杆，支撑杆两头设有球轴承，支撑板在旋转轴内的转动通过该球轴承实现；

各支撑板彼此连接，其连接方式是：在各支撑板边缘设有若干拨杆，各拨杆的上端固定在上一个支撑板上(为了说明方便，将旋转轴入口处的支撑板称为第一块支撑板，或称为最上面的支撑板)，与该支撑板固联，各拨杆的下端分别安装在第二个支撑板边缘上与拨杆相对应的腰子槽内，腰子槽的长度根据两块支撑板之间的相对转角θ确定；拨杆插在腰子槽的中间位置；以下各支撑板与上一支撑板通过拨杆连接的方式以此类推；

同时，旋转轴入口处的支撑板与旋转轴固联(即与旋转轴一起转动)；旋转轴出口处的支撑板与旋转轴支撑底座固联。

所述的“支撑板之间的相对转角θ”，是旋转轴的总转动角度nθ与支撑板数量n的比值。即各支撑板分别分担的旋转角度。

所述支撑杆长度根据实际情况确定，以能够稳定支撑支撑板为宜。本发明推荐采用的长度是：400毫米。

当第一块支撑板随同旋转轴转动的角度达到θ角时，拨杆就带动第二块一起转动。同样的道理，当第二块支撑板相对于第三块转动的角度达到θ角时，固定在第二块支撑板上的拨杆就带动第三块转动。同样，当第三块支撑板相对于第四块转动的角度达到θ时，固定在第三块支撑板上的拨杆就带动第四块一起转动。以此类推，第一块支撑板相对于第n块支撑板转动的角度就是nθ。θ角可根据所要转动的总角度和支撑板个数来确定。用支撑板将线缆支撑开，避免了线缆之间的相互缠绕挤压，同样也实现了大角度的转动。

上述技术方案的进一步改进，有以下优化方案：

1、在各支撑板边缘拨杆的同时，还设有若干条保护绳，各保护绳的两端分别固定在上下两块相邻支撑板的边缘，保护绳的长度比两块支撑板之间的线缆长度略短(需考虑保护绳的伸长量。例如，短4毫米)；

在第一块板开始转动后，拉力通过保护绳传给第二块板，线缆上没有任何拉力。这样对线缆起到了保护作用。一旦第一块支撑板的拨杆开始拨动第二块板，保护绳就不起作用了，因为这时通过拨杆传递力，线缆上同样没有任何拉力。同样，第二块支撑板与第三块支撑板之间、第三块支撑板与第四块支撑板之间也有保护绳，以此类推。

该保护绳可以是尼龙绳。布置方式可以是：在两块支撑板之间设有4根保护绳，分别在板的外围成90°布置，如图1所示。

2、在两块支撑板之间设有2根拨杆，分别在板的外围成180°布置；

3、每块支撑板上设有4根支撑杆，分别在板的外围成90°布置；

4、支撑板周边支撑杆两头的球轴承所围成的大圆直径比旋转轴孔直径小2毫米。

这样可允许各支撑板旋转时略有摆动，但基本保持平行状态。

支撑板的个数和直径可根据旋转轴的长度和直径而定。支撑板结构如图1所示。

本发明的有益效果是，不需要增加动力驱动机构，采用简单的力学原理，使得旋转轴在旋转过程中，通过其中的线缆避免相互缠绕、挤压甚至被拉断，从而达到了既能有效实现旋转，又能保护线缆的目的。

附图说明

图1为单个支撑板结构示意图；

图2为支撑板组合示意图。

具体实施方式

实施例1，天文望远镜的线缆随动机构：参照图1：在旋转轴内放置若干个直径为D厚为h的线缆支撑板1，支撑板1的个数和直径可根据旋转轴的长度和直径而定。支撑板结构如图1所示。板上钻有若干个直径为d的孔2，直径为d的线缆穿过支撑板上的孔，并与支撑板固定。板周边布有4个支撑杆3，支撑杆3长度根据实际情况确定，以能够稳定支撑支撑板为宜。支撑杆两头是球轴承4。球轴承4所围成的大圆直径比旋转轴孔直径小2毫米，支撑板1在旋转轴内的转动通过轴承4实现。旋转轴入口处的支撑板与旋转轴固联，即与旋转轴一起转动。旋转轴出口处的支撑板与旋转轴支撑底座固联。旋转轴中间支撑板的连接如图2所示。支撑板之间的连接由两个方面组成：一是拨杆5；二是保护绳6，如图2所示。拨杆装在第一个支撑板上，与支撑板固联，在第二个支撑板上有与拨杆相对应的腰子槽7，拨杆5插在腰子槽7的中间位置，腰子槽7的长度根据两块支撑板之间的相对转角θ确定，当第一块支撑板随同旋转轴转动的角度达到θ角时，拨杆就带动第二块一起转动。同样的道理，当第二块支撑板相对于第三块转动的角度达到θ角时，固定在第二块支撑板上的拨杆就带动第三块转动。同样，当第三块支撑板相对于第四块转动的角度达到θ时，固定在第三块支撑板上的拨杆就带动第四块一起转动。以此类推，第一块支撑板相对于第n块支撑板转动的角度就是nθ。θ角可根据所要转动的总角度和支撑板个数来确定。用支撑板将线缆支撑开，避免了线缆之间的相互缠绕挤压，同样也实现了大角度的转动。

两块支撑板之间除了拨杆外，还有保护绳6。保护绳6两头分别与两块支撑板1固联，保护绳6可以是尼龙绳。两块板之间有4根保护绳在板的外围成90°布置，如图2所示。

保护绳6的长度比两块支撑板1之间的线缆长度短4毫米(需考虑保护绳的伸长量)。这样，在第一块板开始转动后，拉力通过保护绳传给第二块板，线缆上没有任何拉力。这样对线缆起到了保护作用。一旦第一块支撑板1的拨杆5开始拨动第二块板，保护绳6就不起作用了，因为这时通过拨杆5传递力，线缆上同样没有任何拉力。同样，第二块支撑板与第三块支撑板之间、第三块支撑板与第四块支撑板之间也有保护绳，以此类推。采用以上介绍的线缆随动机构解决了在旋转过程中线缆相互缠绕、挤压甚至被拉断的问题。

Claims (8)

1.一种天文望远镜的线缆随动机构，线缆通过旋转轴的入口与旋转轴的出口设置，其特征在于，在旋转轴内放置有若干个线缆支撑板，所述的支撑板上设有若干个线缆孔，所述的线缆分别穿过支撑板上的各个线缆孔，并与支撑板固定；

支撑板周边布有若干个支撑杆，支撑杆两头设有球轴承，支撑板在旋转轴内的转动通过该球轴承实现；

各支撑板彼此连接，其连接方式是：在各支撑板边缘设有若干拨杆，各拨杆的上端固定在上一个支撑板上，与该支撑板固联，各拨杆的下端分别安装在第二个支撑板边缘上与拨杆相对应的腰子槽内，腰子槽的长度根据两块支撑板之间的相对转角θ确定；拨杆插在腰子槽的中间位置；以下各支撑板与上一支撑板通过拨杆连接的方式以此类推；

同时，旋转轴入口处的支撑板与旋转轴固联(即与旋转轴一起转动)；旋转轴出口处的支撑板与旋转轴支撑底座固联。

2.根据权利要求1所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：在各支撑板边缘还设有若干条保护绳，各保护绳的两端分别固定在上下两块相邻支撑板的边缘，保护绳的长度比两块支撑板之间的线缆长度略短。

3.根据权利要求2所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：所述保护绳采用尼龙绳，其布置方式是：在两块板之间设有4根保护绳，分别在板的外围成90°布置。

4.根据权利要求2所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：所述保护绳的长度比两块支撑板之间的线缆长度短4毫米。

5.根据权利要求1～4之一所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：所述拨杆的数量和设置方式是：在两块支撑板之间设有2根拨杆，分别在板的外围成180°布置。

6.根据权利要求5所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：每块支撑板上设有4根支撑杆，分别在板的外围成90°布置。

7.根据权利要求6所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：所述支撑板周边支撑杆两头的球轴承所围成的大圆直径比旋转轴孔直径小2毫米。

8.根据权利要求6或7所述的天文望远镜的线缆随动机构，其特征在于：所述支撑杆的长度是400毫米。

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