CN102444232A - 一种镜顶一体式天文圆顶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种镜顶一体式天文圆顶，包括圆顶本体，其下沿设环形转轨，所述圆顶本体上设观星天窗，所述观星天窗上设固定托架，所述固定托架上安装天文望远镜。所述圆顶本体呈球体或圆锥体状，圆顶本体侧设出入门。所述环形转轨采用滚轮式或超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨。本发明可消除圆顶视宁度（或称观测室视宁度），天文望远镜安装在固定托架上可透过观测天窗随圆顶本体旋转而旋转，同时天文望远镜可以以固定托架为转轴上下俯仰，以全方位观测天象。本发明易于拆装搬迁携带，可作为科研，学校科普教育，旅游业领域通用，其中飞碟形天文圆顶观景观星台适合科研单位和科技馆所使用。

Description

一种镜顶一体式天文圆顶

 

技术领域

   本发明涉及一种天文设备，具体涉及一种天文望远镜防护外罩或称镜顶一体式天文圆顶。

 

背景技术

天文圆顶是防护天文望远镜免受风雨日晒的伴随望远镜运行的半圆球形天文功能装备，在圆顶顶部一侧有打开的观星天窗，天文望远镜设置在天文圆顶内。在圆顶底部具有环形转动轨道使观测天窗方位随时按照望远镜指向转动，使望远镜观测光路保证透过观测天窗。但这种天文圆顶，由于观测光路在圆顶天窗处室内外的不同温度，当外界空气温度变化时，它们无法及时适应环境温度的变化，而望远镜的光路上形成了温差，使这部分空气的折射率产生了较大的波动，从而降低了成像的分辨率，进而影响望远镜的成像质量。这种对视宁度的影响被称为圆顶视宁度。（每当开始观测时，室内与室外的温度不一致，光线经过温度不同的空气会发生微小的折射，使望远镜里的星像达不到最高清晰度）；为了减少这种影响，通常规定天文望远镜所配圆顶的直径是该天文望远镜口径的10倍，这就造成圆顶体积过大造成造价高和重量大，运行负荷高，另外天文望远镜和圆顶各自独立运行，运行耗电多；且天文望远镜架设在圆顶下面地面上，需要架设支架及其地基，占用空间大。 

 

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种镜顶一体式天文圆顶，即天文望远镜与圆顶本体连为一体,不仅具备防护天文望远镜免受风雨日晒等损害，而且不存在传统天文圆顶所产生的圆顶视宁度。

     本发明为实现其目的所采取的技术方案：一种镜顶一体式天文圆顶，包括圆顶本体，其下沿设环形转轨，所述圆顶本体上设观星天窗，所述观星天窗两侧设固定托架，所述固定托架上安装天文望远镜。

所述圆顶本体呈球体或锥体状，圆顶本体侧设出入门。

所述环形转轨采用滚轮式或超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨。

由上述技术方案可知：天文望远镜随时伴随天文圆顶在水平环形转轨上水平转动，形成地平式结构，减少了传统天文圆顶望远镜必备的支架，节省了占地空间。在望远镜同等口径条件下，镜顶一体式天文圆顶所需开设的天窗长宽均比传统天文圆顶天窗的长宽尺寸小很多，且天窗宽度甚至可仅比望远镜口径稍微大些，进而节省天窗建造材料和缩短天窗开启距离。在望远镜镜筒同等长度条件下，镜顶一体式天文圆顶所所需建造体积小，进而所用材料少，从而节省造价。

本发明有益效果：天文望远镜与圆顶本体连为一体,相比传统天文圆顶，本发明天文望远镜工作时镜筒前半身始终裸露在圆顶本体外侧，镜筒温度始终和外界一致，消除或减少了传统圆顶所存在的视宁度；且无需笨重的支架及其支架地基来承载天文望远镜，望远镜水平方向和圆顶同步运行，节材节能节空间节时间。可透过观测天窗随天文圆顶旋转而旋转，同时天文望远镜可以以固定托架为转轴上下俯仰，以全方位观测天象。镜顶一体式天文圆顶相当于天文望远镜的大口径支架，拥有“大口径"支架的天文望远镜不必担心大风振动。本发明易于拆装搬迁携带，可作为科研，学校科普教育，旅游业领域通用，其中飞碟形天文圆顶观景观星台适合科研单位和科技馆所使用。

 

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1a为实施例一的结构示意图（天文望远镜未打开状态）；

图1b为实施例一的结构示意图（天文望远镜打开状态）；

图1c为实施例一的主视结构示意图；

图2a为实施例二的结构示意图（天文望远镜未打开状态）；

图2b为实施例二的结构示意图（天文望远镜打开状态）；

图2c为实施例二的主视结构示意图；

图3a为滚轮式转轨结构示意图；

图3b为滚轮式转轨横断面结构示意图；

图4为超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨结构示意图；

图5为图4局部放大图；

图6a为本发明与碟形观景台组合成飞碟形天文台结构示意图；

     图6b为图6a的侧视图（天文望远镜未打开状态）；

     图6c为图6a的侧视图（天文望远镜打开状态）。

 

具体实施方式

实施例一

如图1a、b、c所示，本例中圆顶本体6采用圆锥体形，圆顶本体6上设观星天窗2，观星天窗2上设固定托架4，固定托架4上安装天文望远镜3。圆顶本体下沿设环形转轨7。环形转轨7采用滚轮式或超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨。滚轮式转轨由动轨7.1、定轨7.3和滚轮7.2构成，动轨7.1上设凹槽，滚轮7.2固定在定轨7.3上，滚轮7.2的上半部位于动轨7.1的凹槽中。超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨的结构与滚轮式转轨太致相同，不同之处在于动轨7.1为上设铁磁体7.4，超导线材7.5绕于铁磁体7.4上。 铁磁体7.4吸附定轨7.3产生吸力悬浮，在轨道上等距设置多个铁磁体7.4。在定轨7.3上设滚轮7.2以辅助承载并使悬浮稳定，导轨水平驱动可另设电机直接驱动，参见图3a、b和图4、图5。天文望远镜和圆顶本体形成的机架结构为地平式结构。本发明单独使用时圆顶本体6侧设出入门5，也可根据具体情况在圆顶本体侧面剩余位置设多个可开闭的通风孔或小窗。圆顶本体6可采用轻质金属、碳纤维、塑钢或玻璃钢等材料，其顶部设玻璃罩1，增加室内亮度。

 

实施例二

如图2a、b、c所示，本例中圆顶本体6采用球体形，圆顶本体6上设观星天窗2，观星天窗2上设固定托架4，固定托架4上安装天文望远镜3。圆顶本体下沿设环形转轨7。环形转轨7采用滚轮式或超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨。滚轮式转轨由动轨7.1、定轨7.3和滚轮7.2构成，动轨7.1上设凹槽，滚轮7.2固定在定轨7.3上，滚轮7.2的上半部位于动轨7.1的凹槽中。超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨的结构与滚轮式转轨太致相同，不同之处在于动轨7.1上设铁磁体7.4，超导线材7.5绕于铁磁体7.4上。 铁磁体7.4吸附定轨7.3产生吸力悬浮，在轨道上等距设置多个铁磁体7.4。在定轨7.3上设滚轮7.2以辅助承载并使悬浮稳定，导轨水平驱动可另设电机直接驱动，参见图3a、b和图4、图5。天文望远镜和圆顶本体形成的机架结构为地平式结构。本发明单独使用时圆顶本体6侧设出入门5，也可根据具体情况在圆顶本体侧面剩余位置设多个可开闭的通风孔或小窗。圆顶本体6可采用轻质金属、碳纤维、塑钢或玻璃钢等材料，其顶部设玻璃罩1，增加室内亮度。

本发明的设计方案无需笨重的支架及其地基来承载天文望远镜，不占用圆顶本体下方的空间，而是由圆顶本体直接承载天文望远镜直接运行，从而运行过程中所消耗的运转负荷少，节材料节能。天文望远镜伴随圆顶本体一起运行，无需像传统天文圆顶那样多出望远镜支架那样的运行环节，相当于简化了传统圆顶天文台的一个运行环节，这样相比传统圆顶，望远镜不会因圆顶转动跟不上而浪费时间,在传统天文圆顶天文观测中，天文望远镜自东向西跟踪观测目标，跟踪一定时间段后，可能会被天窗窗缘遮挡而影响观测，而在本发明中不存在这种受窗边缘遮挡影响观测的情况，即不必人工调节天窗位置。天文望远镜工作时，镜筒经固定托架转动前半身透过天窗露在外侧，不工作时紧凑地平行靠拢在圆顶本体6内侧，为操作者或其他控制设备腾出更多空间。并且消除或减少了传统天文圆顶所存在的圆顶视宁度。而传统天文圆顶在观测时，室内与室外的温度应该一致，否则光线经过温度不同的空气会发生微小的折射，使天文望远镜里的星像达不到最高清晰度。传统天文圆顶镜筒处在室内会有圆顶视宁静度问题，像（观测目标）达不到较高的清晰度。相反地，本发明中天文望远镜镜筒前半身在观测时处在圆顶外侧，这说明镜筒温度更接近外界温度，且经过镜前光路的空气温度和外界一致，因此相比传统天文圆顶使天文望远镜消除了镜前圆顶视宁度,从而能使星象更清晰,镜顶一体式天文圆顶也适合作太阳望远镜使用。相比传统天文圆顶，天文望远镜离观测天窗更近（或甚至镜筒透过天窗），则自动导星系统GPS接受信号更容易。

本发明使天文望远镜具有远远大于自身口径的超大水平轴，大口径水平轴的优点：占地半径大，有利于望远镜平稳运行承受并降低风振动，采用地平式系统，很容易调节出精确的水平位置。水平转动时，又因为小直径电动转动装置带动大口径圆顶环形转轨，相比传统地平式天文望远镜水平转轴，可以更容易实现大直径水平环形转轨运转更慢更平稳，即更容易实现低角速度转动，由于水平转轴接受转动的位置相比传统的位置足够多，可安装足够多的多速转动电机，维护维修更方便。本发明也适合做星体跟踪器和太阳望远镜，还适合在南极地区或月基天文台等温度极低的环境使用，此时水平环形转轨可采用高温超导线材绕制吸力式悬浮电磁铁环形转轨，其中超导线圈只起悬浮减重从而达到减摩擦作用,驱动需要直接驱动，更稳定，无噪音，无需大量的防冻润滑油和能量。

图6a、b、c所示本发明与碟形观景台组合使用的飞碟形天文圆顶观星观景台结构示意图，圆顶本体6侧无需设出入门。这种碟形观星观景台外形酷似飞碟，具有现代美感的外观。玻璃罩1内可设 内外情况监视器5。环形转轨7与碟形上盖 9相接。侧壁10上设出入门梯9，侧壁10下方为甲板地基11。

Claims (3)

1.一种镜顶一体式天文圆顶，包括圆顶本体，其下沿设环形转轨，所述圆顶本体上设观星天窗，其特征在于：所述观星天窗上设固定托架，所述固定托架上安装天文望远镜。

2.根据权利要求1所述的镜顶一体式天文圆顶，其特征在于：所述圆顶本体呈球体或圆锥体状，圆顶本体侧设出入门。

3.根据权利要求1所述的镜顶一体式天文圆顶，其特征在于：所述环形转轨采用滚轮式或超导线材电磁吸力悬浮与滚轴配合式转轨。

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