CN102226695B - 赤道仪托架 - Google Patents

Abstract

一种赤道仪托架，包括底座、时角机构和偏角机构，时角机构与底座连接，并可由纬度调节机构驱动绕一纬度轴旋转；偏角机构与时角机构连接，并可由手动调节或在时角驱动机构驱动下绕一时角轴旋转；偏角机构上连接镜筒支撑板，该支撑板可由手动调节或在偏角驱动机构驱动下绕一偏角轴旋转；时角机构和偏角机构中还分别设有独立时角位置检测机构和偏角位置检测机构，时角位置检测机构与偏角位置检测机构配合形成双编码器，并与控制单元连接形成闭环控制系统；时角机构和偏角机构中还设有时角、偏角离合机构。本发明结构简单紧凑，便于组装维护，具有手动和自动调节功能，操作方便，精度高，可广泛应用于天文学和其它需要进行角度测量的工程学领域。

Description

赤道仪托架

技术领域

本发明涉及一种赤道仪，尤其涉及一种具有创新型结构的赤道仪托架。

背景技术

赤道仪是一种常见的测量角度的仪器，其通常与天文望远镜等配合用以进行天文观测，并为天文现象和天文学研究提供测量科学数据。一般来说，由于赤道仪必须在三维空间上作出复合角度的调整动作，故其托架必须具有较高的精密度，从而可精准的调整配套望远镜的观测角度，实现对天体的精准定位及实时跟踪。现有的赤道仪托架一般采用蜗轮及蜗杆相啮合的方式传动作业，然而，这种托架一般只通过手动方式调整，调节过程耗时长，精度低，难以适应实际应用的需要。有些托架也用电动马达调节，但不能用手转动，如果手动后就无法实现天体的自动寻星功能，或托架转动时的指向精度很差。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有创新型结构的赤道仪托架，其具有手动和自动调节功能，操作方便，精度高，且适于多种规格的天文望远镜等仪器，从而克服了现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种赤道仪托架，包括底座，其特征在于，所述赤道仪托架还包括时角机构和偏角机构，所述时角机构与底座连接，并可在纬度调节机构的驱动下绕一纬度轴旋转；所述偏角机构与时角机构连接，并可由手动调节或在时角驱动机构驱动下绕一时角轴旋转；所述偏角机构上连接镜筒支撑板，所述镜筒支撑板可由手动调节或在偏角驱动机构驱动下绕一偏角轴旋转；

所述时角机构和偏角机构中还分别设有独立的时角位置检测机构和偏角位置检测机构，主要由该时角位置检测机构与偏角位置检测机构配合形成的双编码器与控制单元连接形成完整闭环控制系统；

所述时角机构中还设有用于将偏角机构自时角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的时角离合机构，所述偏角机构中还设有用于将镜筒支撑板自偏角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的偏角离合机构。

进一步地讲，所述纬度调节机构包括相互配合的纬度调节蜗轮、纬度调节蜗杆和纬度调节手轮，所述时角机构经一纬度转轴固定在底座上，所述纬度调节手轮与纬度调节蜗杆尾部固定连接，所述纬度调节蜗轮、纬度调节蜗杆和纬度转轴传动连接，旋转纬度调节手轮，使时角机构与纬度转轴绕纬度轴旋转，所述纬度轴与纬度转轴的轴线重合。

所述时角驱动机构包括时角马达和时角蜗杆与蜗轮，所述时角马达和时角蜗杆传动连接，所述时角蜗杆与蜗轮间啮合传动。

所述偏角驱动机构包括偏角马达和偏角蜗杆与蜗轮，所述偏角马达和偏角蜗杆传动连接，所述偏角蜗杆与蜗轮间啮合传动。

所述时角机构包括内设时角转轴的时角箱体、时角蜗杆座和时角蜗杆座调整板，所述时角箱体一端设置时角箱体盖，其另一端依次设置有时角光栅板、时角光栅盖板和时角传感器座；且所述时角箱体一侧安装时角马达座与时角马达。

所述时角机构还包括时角保护限位装置，所述时角保护限位装置包括限位板、限位块及限位开关，所述限位板固定安装在时角转轴上，所述时角箱体内壁左、右侧各安装有一限位块及限位开关，在时角转轴正向或反向旋转到设定角度时，限位板触碰到限位开关导致时角马达断电停止转动，使时角转轴停止转动，当限位开关失灵而时角转轴继续旋转时，限位板触碰限位块而迫使时角转轴强行停止转动。

所述时角箱体上还设有用于将偏角机构自时角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的时角锁紧手轮。

所述时角箱体的一端还连接一平衡杆，所述平衡杆的尾端设置平衡杆手轮。

所述偏角机构包括内设偏角转轴的偏角箱体、偏角蜗杆座、偏角蜗杆座固定板和偏角蜗杆座支撑板，所述偏角箱体另一端设置偏角光栅板、偏角光栅盖板、偏角传感器座以及偏角马达座和偏角马达。

所述偏角箱体一侧还固定设置有极星镜、极星镜座和搬运把手。

所述底座上还设置有方位调节手轮。

所述时角位置检测机构包括安装在时角传感器座内的时角传感器和贴附在时角光栅板内壁上的光栅片；

所述偏角位置检测机构包括安装在偏角传感器座内的偏角传感器和贴附在偏角光栅板内壁上的光栅片；

由所述时角位置检测机构和偏角位置检测结构组成的双编码器与时角马达和偏角马达的控制装置连接，用于检测时角转轴和偏角转轴的旋转位置信息，并实时传输给控制单元，形成完整的闭环控制系统。

所述时角离合机构和偏角离合机构包括可分别用于手动旋转当时角转轴和偏角转轴的时角锁紧手轮和偏角锁紧手轮。

所述赤道仪托架还包括起始位置感应装置，所述起始位置感应装置包括固定安装在时角转轴上的时角起始光栅，安装在偏角转轴上的偏角起始光栅，以及分别安装在时角箱体和偏角箱体上的位置传感器；当时角转轴或偏角转轴转动时，所述位置传感器通过感应时角起始光栅或偏角起始光栅上设定的初始位置来确定时角转轴或偏角转轴的起始位置，从而实现精确定位。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用底座、时角箱、偏角箱等模块式组装式的结构，使该赤道仪托架结构紧凑牢固，易于组装维护；采用时角蜗杆、时角马达、偏角蜗杆、偏角马达及与之配合的时角锁紧手轮和偏角锁紧手轮等，使得对该赤道仪托架的调节可选用手动和自动方式，提高了调节的效率和精度，并极大的方便了使用者；纬度调节精度高、范围广，适合不同纬度地区使用，且手动调节纬度更轻松省力；该赤道仪中还可采用双编码器，可以直接用手转动托架，而不影响控制系统的精度；此外，该赤道仪时角机构中还采用了电子与机械限位的双重限位机构，可有效进行防护。本发明可广泛应用于天文学或其他需要进行角度测量的工程学领域。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的立体结构示意图；

图2是本发明一较佳实施例的主视图；

图3是本发明一较佳实施例的后视图；

图4是本发明一较佳实施例的左视图之一；

图5是本发明一较佳实施例的左视图之二；

图6是本发明一较佳实施例的右视图；

图7是本发明一较佳实施例的俯视图；

图8是本发明一较佳实施例的仰视图；

图9是本发明一较佳实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及一较佳实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

参阅图1～9，该赤道仪托架包括底座1、时角机构2和偏角机构3；所述时角机构2与底座1连接，并可在纬度调节机构的驱动下绕一纬度轴旋转；所述偏角机构3与时角机构2连接，并可在时角驱动机构驱动下绕一时角轴旋转；所述偏角箱3上连接镜筒支撑板4，所述镜筒支撑板可在偏角驱动机构驱动下绕一偏角轴旋转；所述时角驱动机构包括时角马达91和时角蜗杆23，所述时角马达和时角蜗杆传动连接；所述偏角驱动机构包括偏角马达102和偏角蜗杆，所述偏角马达和偏角蜗杆传动连接。

所述时角机构2包括内设时角转轴20的时角箱体21，时角蜗杆座24和时角蜗杆座调整板25，所述时角箱体一端设置时角箱体盖22，其另一端依次设置有时角蜗轮260、时角光栅板、时角光栅盖板27和时角传感器座28；且所述时角箱体一体一侧安装时角马达座92与时角马达91。偏角机构与时角转轴固定连接。

所述时角箱体上还设置有用于将偏角机构自时角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的时角锁紧手轮290。

所述时角机构还包括时角保护限位装置，所述时角保护限位装置包括限位板210、限位块211及限位开关212，所述限位板固定安装在时角转轴20上，所述时角箱体内壁左、右侧各安装有一限位块及限位开关，在时角转轴正向或反向旋转到设定角度时，限位板触碰到限位开关导致时角马达断电停止转动，使时角转轴停止转动，当限位开关失灵而时角转轴继续旋转时，限位板触碰限位块而迫使时角转轴强行停止转动。

为实现时角蜗杆与时角马达之间的传动，所述时角马达与时角蜗杆可采用同步轮121和同步带120连接。

所述偏角机构包括内设偏角转轴30的偏角箱体31，偏角蜗杆(图中未示出)、偏角蜗杆座34、偏角蜗杆座固定板和33偏角蜗杆座支撑板32，所述偏角箱体另一端设置偏角蜗轮35、偏角光栅板、偏角光栅盖板36、偏角马达37、偏角传感器座以及偏角马达座101和偏角马达102。

所述偏角箱体上还设置有用于将镜筒支撑板自偏角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的偏角锁紧手轮38。

为实现偏角蜗杆与偏角马达之间的传动，所述偏角马达可通过联轴器130与偏角蜗杆连接。

所述偏角箱一侧还固定设置有极星镜71、极星镜座72、极星镜支撑板73和搬运把手8。

所述述纬度调节机构包括纬度调节蜗杆112和纬度调节手轮111，藉由此纬度调节手轮、纬度调节蜗杆和前述自紧手轮11、12之间的配合，可实现对纬度的精确调节。

所述底座上还设置有方位调节手轮113，当该赤道仪与三脚架等配合使用时，藉此方位调节手轮可沿水平方向调节赤道仪的位置。

优选的方式是，所述时角机构和偏角机构中还分别设有独立的时角位置检测机构和偏角位置检测机构；

所述时角位置检测机构包括安装在时角传感器座内的时角传感器28和贴附在时角光栅板26内壁上的光栅片291；

所述偏角位置检测机构包括安装在偏角传感器座内的偏角传感器390和贴附在偏角光栅板内壁上的光栅片391；

由所述时角位置检测机构和偏角位置检测结构组成的双编码器与时角马达和偏角马达的控制装置连接，用于检测时角转轴和偏角转轴的旋转位置信息，并实时传输给控制单元，形成完整的闭环控制系统。藉由此设计，可使对赤道仪的调整更为精确。该双编码器的组成与设置方式可参见本案发明人于专利公开号CN101076706的发明专利说明书中记载的技术方案。

进一步的，该赤道仪托架还包括起始位置感应装置，所述起始位置感应装置包括固定安装在时角转轴上的时角起始光栅220，安装在偏角转轴上的偏角起始光栅392，以及分别安装在时角箱体和偏角箱体上的时角传感器221、偏角传感器391；当时角转轴20或偏角转轴30转动时，所述传感器过感应时角起始光栅或偏角起始光栅上设定的初始位置来确定时角转轴或偏角转轴的起始位置，从而实现精确定位。

此外，本发明中还可包括一可拆装的平衡杆5，该平衡杆设置在时角箱的一端，所述平衡杆的尾端设置平衡杆手轮6，针对不同规格的天文望远镜或其他设备，可采用增加配重或改变配重位置的方式，使本发明可保持平衡。

以上较佳实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所作出各种变换或变型，均属于本发明的范畴。

Claims (5)

1.一种赤道仪托架，包括底座，其特征在于，所述赤道仪托架还包括时角机构和偏角机构，所述时角机构与底座连接，并可在纬度调节机构的驱动下绕一纬度轴旋转；所述偏角机构与时角机构连接，并可由手动调节或在时角驱动机构驱动下绕一时角转轴旋转；所述偏角机构上连接镜筒支撑板，所述镜筒支撑板可由手动调节或在偏角驱动机构驱动下绕一偏角转轴旋转；

所述时角机构包括内设时角转轴的时角箱体、时角蜗杆座、时角蜗杆座调整板和时角保护限位装置，所述时角驱动机构包括时角马达和时角蜗杆与一蜗轮，所述时角箱体一端设置时角箱体盖，其另一端依次设置有时角光栅板、时角光栅盖板和时角传感器座，所述时角箱体一侧安装时角马达座与时角马达，所述时角马达和时角蜗杆传动连接，所述时角蜗杆与一蜗轮间啮合传动，

所述时角保护限位装置包括限位板、限位块及限位开关，所述限位板固定安装在时角转轴上，所述时角箱体内壁左、右侧各安装有一限位块及限位开关，在时角转轴正向或反向旋转到设定角度时，限位板触碰到限位开关导致时角马达断电停止转动，使时角转轴停止转动，当限位开关失灵而时角转轴继续旋转时，限位板触碰限位块而迫使时角转轴强行停止转动；

所述偏角机构包括内设偏角转轴的偏角箱体、偏角蜗杆座、偏角蜗杆座固定板和偏角蜗杆座支撑板，所述偏角驱动机构包括偏角马达和偏角蜗杆与另一蜗轮，所述偏角箱体另一端设置偏角光栅板、偏角光栅盖板、偏角传感器座以及偏角马达座和偏角马达，所述偏角马达和偏角蜗杆传动连接，所述偏角蜗杆与另一蜗轮间啮合传动，所述偏角箱体一侧还固定设置有极星镜、极星镜座；

所述时角机构和偏角机构中还分别设有独立的时角位置检测机构和偏角位置检测机构，所述时角位置检测机构包括安装在时角传感器座内的时角传感器和贴附在时角光栅板内壁上的光栅片，所述偏角位置检测机构包括安装在偏角传感器座内的偏角传感器和贴附在偏角光栅板内壁上的光栅片，

由所述时角位置检测机构和偏角位置检测结构组成的双编码器与时角马达和偏角马达的控制装置连接，用于检测时角转轴和偏角转轴的旋转位置信息，并实时传输给控制单元，形成完整的闭环控制系统；

所述时角机构中还设有用于将偏角机构自时角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的时角离合机构，所述偏角机构中还设有用于将镜筒支撑板自偏 角驱动机构驱动状态切换至手动调节状态的偏角离合机构；所述时角离合机构和偏角离合机构包括可分别用于手动旋转时角转轴和偏角转轴的时角锁紧手轮和偏角锁紧手轮，所述时角锁紧手轮设置在时角箱体上；

所述纬度调节机构包括相互配合的纬度调节蜗轮、纬度调节蜗杆和纬度调节手轮，所述时角机构经一纬度转轴固定在底座上，所述纬度调节手轮与纬度调节蜗杆尾部固定连接，所述纬度调节蜗轮、纬度调节蜗杆和纬度转轴传动连接，旋转纬度调节手轮，使时角机构与纬度转轴绕纬度轴旋转，所述纬度轴与纬度转轴的轴线重合。

2.根据权利要求1所述的赤道仪托架，其特征在于，所述时角箱体的一端还连接一平衡杆，所述平衡杆的尾端设置平衡杆手轮。

3.根据权利要求1所述的赤道仪托架，其特征在于，所述偏角箱体一侧还固定设置有搬运把手。

4.根据权利要求1所述的赤道仪托架，其特征在于，所述底座上还设置有方位调节手轮。

5.根据权利要求1所述的赤道仪托架，其特征在于：

所述赤道仪托架还包括起始位置感应装置，所述起始位置感应装置包括固定安装在时角转轴上的时角起始光栅，安装在偏角转轴上的偏角起始光栅，以及分别安装在时角箱体和偏角箱体上的位置传感器；当时角转轴或偏角转轴转动时，所述位置传感器通过感应时角起始光栅或偏角起始光栅上设定的初始位置来确定时角转轴或偏角转轴的起始位置，从而实现精确定位。 

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