CN108506375A - 一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构 - Google Patents

一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构。盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴轴承座的两侧。盘式制动，使用两组盘式制动器在制动过程中同步夹紧随望远镜俯仰轴一起转动的制动盘。液压缓冲制动，撞块固定在俯仰轴四通上，两个液压缓冲器摆放在望远镜俯仰轴转动的极限位置，撞块随俯仰轴转动撞击到液压缓冲器，即实现望远镜俯仰轴机械限位。该结构适用于大口径望远镜俯仰轴安全制动保护。大口径望远镜俯仰轴如果电机失控会对主镜等重要光学电子元器件安全造成严重影响，因此对俯仰轴安全制动保护设计十分重要。该结构具有结构简单、安全可靠的特点。

Description

一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安 全制动结构
技术领域
本发明涉及机械安全制动保护的技术领域，特别涉及一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构。
背景技术
大型望远镜多数采用地平式望远镜机架结构，俯仰轴和主镜筒组件固定安装在方位轴系上，通过方位轴系和俯仰轴的转动实现目标的跟踪和测量。通常俯仰轴中加装弹簧缓冲器作为机械缓冲限位，以避免主镜筒组件撞击到方位轴系的上转台上。但随着大型望远镜口径越来越大，导致望远镜体积增大，重量增加，俯仰轴的转动惯量也越来越来。传统的弹簧缓冲器已经无法满足限位需求。
涉及的项目为大口径望远镜俯仰轴安全制动保护。当望远镜工作异常时，将产生较大的惯性力矩，电机失控会对主镜等重要零部件安全造成严重后果，因此对俯仰轴安全设计十分重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，该结构实现的大口径望远镜俯仰轴安全制动保护结构具有：结构简单、可靠性高等特点。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，该结构包括制动器安装座，盘式制动器，制动盘，轴承座，机械限位撞块，液压缓冲器，限位机构支撑座，四通；当望远镜俯仰轴出现故障，启动盘式制动器，夹紧制动盘，此时依靠摩擦力矩使俯仰轴减速；在盘式制动器启动工作后，随着俯仰轴继续转动，机械限位撞块撞击液压缓冲器，使俯仰轴制动；俯仰轴上的动能转化为盘式制动器摩擦力矩所做的功和液压缓冲器的势能；在盘式制动器和液压缓冲器共同作用下俯仰轴停止转动。
其中，盘式制动器在轴承座一侧相对中心线对称分布，两个盘式制动器分别通过制动器安装座固定连接在轴承座上，制动盘通过中间连接件与四通固定连接，在望远镜工作过程中，与四通一起绕着俯仰轴转动。
其中，两个液压缓冲器固定在轴承座的另一侧，分别摆放在两个限位的极限位置，通过限位机构支撑座与轴承座连接，机械限位撞块固定连接在四通上，在望远镜工作过程中，与四通一起绕着俯仰轴转动；机械限位撞块在两个液压缓冲器之间运动，当其撞击液压缓冲器时，对望远镜俯仰轴起到制动保护。
其中，盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中一端轴承座的两侧，为了提供更大的制动力矩，该结构也适用实现双轴制动策略，两套相同的盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中两端轴承座的内外两侧。
本发明的原理在于：一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，该结构包括制动器安装座，盘式制动器，制动盘，轴承座，机械限位撞块，液压缓冲器，限位机构支撑座，四通；盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴一端轴承座上；两个盘式制动器在轴承座一侧相对中心线对称分布，两个盘式制动器分别通过制动器安装座固定连接在轴承座上，轴承座作为俯仰轴的重要支撑件，支撑主镜等主镜筒组件；制动盘通过中间连接件与四通固定连接，在望远镜工作过程中，与四通一起绕着俯仰轴转动；当望远镜工作异常需要启动安全制动保护时，盘式制动器工作，夹紧制动盘望远镜俯仰轴停止转动。两个液压缓冲器固定在轴承座的另一侧，分别摆放在两个限位的极限位置，通过限位机构支撑座与轴承座连接，机械限位撞块固定连接在四通上，在望远镜工作过程中，与四通一起绕着俯仰轴转动；机械限位撞块在两个液压缓冲器之间运动，当其撞击液压缓冲器时，对望远镜俯仰轴起到制动保护。当望远镜俯仰轴超出规定范围或超速情况下，启动盘式制动器，制动器夹紧制动盘，依靠摩擦力矩使俯仰轴减速。在盘式制动器启动工作后，随着俯仰轴继续转动，机械限位撞块撞击液压缓冲器，使俯仰轴制动。俯仰轴上的动能转化为盘式制动器摩擦力矩所做的功和液压缓冲器的势能。在盘式制动器和液压缓冲器共同作用下俯仰轴停止转动。盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中一端轴承座的两侧，为了提供更大的制动力矩，该结构也适用实现双轴制动策略，两套相同的盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中两端轴承座的内外两侧。
望远镜俯仰轴具有俯仰电限位，当俯仰轴转动触发俯仰电限位工作后，断开俯仰电机电源，俯仰电机驱动器短接，启动盘式制动器。
盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，提供两种安全制动保护的结构。当望远镜工作异常需要启动安全制动保护时，盘式制动器工作，夹紧制动盘，望远镜俯仰轴开始制动；当望远镜启动盘式制动器后，在制动过程中，随四通一起绕着俯仰轴转动的机械限位撞块，撞击液压缓冲器，在盘式制动器和液压缓冲器共同作用下，完成望远镜俯仰轴制动。
首先，设计了一种盘式制动结构，制动盘通过中间连接件与俯仰轴固定连接，在望远镜工作过程中，制动盘随俯仰轴一起转动。两个盘式制动器对称分布在望远镜俯仰轴一端轴承座外端面，通过制动器安装座固定连接在轴承座上。调整盘式制动器的位置，使盘式制动器可以以最大的有效接触面积夹紧制动盘，并保证望远镜转动时盘式制动器与制动盘之间不产生摩擦。当望远镜工作异常需要启动安全制动保护时，盘式制动盘工作，夹紧制动盘，减缓望远镜俯仰轴转动或使望远镜俯仰轴停止转动。
其次，为了保证系统足够的安全可靠性，同时设计使用了液压缓冲制动结构。分别摆放两个液压缓冲器在望远镜俯仰轴轴承座内端面。调整合适的限位极限位置，保证机械限位撞块与液压缓冲器碰撞时是面面接触；液位缓冲器通过限位机构支撑座固定连接在轴承座，机械限位撞块固定连接在四通上，在望远镜工作过程中，与四通一起绕着俯仰轴转动；机械限位撞块在两个液压缓冲器之间运动，当其撞击液压缓冲器时，对望远镜俯仰轴起到缓冲和制动保护作用。
盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中一端轴承座的两侧。为了提供足够的制动力矩，本发明也适用实现双轴制动策略，两套相同的盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中俩端轴承座的内外两侧。
望远镜俯仰轴具有俯仰电限位，当俯仰轴转动触发俯仰电限位工作后，断开俯仰电机电源，俯仰电机驱动器短接，启动盘式制动器。
本发明适用于大口径望远镜俯仰轴安全制动保护。大口径望远镜俯仰轴具有较大的惯性力矩，且电机的峰值堵转力矩很高，如果电机失控会对主镜等重要光学电子元器件安全造成严重影响，因此对俯仰轴安全制动保护设计十分重要。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明克服现有技术的不足，提供一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构。当俯仰轴转速大时，盘式制动器可以减缓俯仰轴转速，吸收大多数俯仰轴转动的动能，然后在由液压缓冲器继续吸收转动的动能，最终使俯仰轴停止转动，实现俯仰轴的安全制动。
(2)本发明适用双轴制动策略，两套相同的盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中两端轴承座的内外两侧，提供足够的制动力矩，确保俯仰轴制动安全。
附图说明
图1为本发明的大口径望远镜俯仰轴安全制动保护结构装配图；
图2为本发明的制动器安装座结构图；
图3为本发明的机械限位撞块结构图；
图4为本发明的限位机构支撑座结构图；
图5为本发明的制动盘结构图。
图中附图标记含义为：1制动器安装座，2盘式制动器，3制动盘，4轴承座，5机械限位撞块，6液压缓冲器，7限位机构支撑座，8四通，9与轴承座连接孔，10与盘式制动器连接孔，11与四通连接孔，12与轴承座连接孔，13与液压缓冲器连接孔，14与中间连接件连接孔。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
本发明提供一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，当望远镜需要制动时，盘式制动器夹紧制动盘；同时，随四通一起绕着俯仰轴转动的机械限位撞块，撞击液压缓冲器，在盘式制动器和液压缓冲器共同作用下，完成对望远镜俯仰轴制动。
如图1所示的是大口径望远镜俯仰轴安全制动保护结构的装配图图示，轴承座左侧为液压缓冲制动结构，轴承座右侧为盘式制动盘制动结构。
盘式制动：制动盘3通过中间连接件与四通8固定连接，在望远镜工作过程中，制动盘3随俯仰轴一起转动。盘式制动器2通过制动器安装座1连接在轴承座4上，调整盘式制动器2的位置，使盘式制动器2可以以最大的有效接触面积夹紧制动盘3，并保证望远镜转动时盘式制动器2与制动盘3之间不产生摩擦。当望远镜工作异常需要启动安全制动保护时，盘式制动器2工作，夹紧制动盘3，吸收望远镜俯仰轴转动的动能，减缓俯仰轴转动速度或使俯仰轴停止转动。
液压缓冲制动：为了保证系统足够的安全可靠性，本发明提供了液压缓冲制动结构。机械限位撞块5固定连接在四通8上，两个液压缓冲器6分别对应安装在俯仰轴的两个极限位置，调整合适的安装角度，保证机械限位撞块5与液压缓冲器6碰撞时是面面接触。两个液压缓冲器6分别固定在轴承座4上。在望远镜工作过程中，机械限位撞块5与四通8一起绕着俯仰轴转动。机械限位撞块5在两个液压缓冲器6之间运动，当其撞击液压缓冲器6时，对望远镜俯仰轴起到制动保护。
图2为本发明的制动器安装座结构图，9为与轴承座连接孔，制动器安装座1通过轴承座连接孔9与轴承座4连接；10为与盘式制动器连接孔，盘式制动器2通过盘式制动器连接孔10与制动器安装座固定连接。
图3为本发明的机械限位撞块结构图，11为与四通连接孔，机械限位撞块5通过与四通连接孔11固定安装在四通8上。
图4为本发明的限位机构支撑座结构图，12为与轴承座连接孔，限位机构支撑座7通过限位机构支撑座与轴承座连接孔12固定在轴承座4上，13为与液压缓冲器连接孔，液压缓冲器6通过与液压缓冲器连接孔13固定在限位机构支撑座7上。
图5为本发明的制动盘结构图，14为与中间连接件连接孔。制动盘3通过与中间件连接件连接孔14与中间连接件连接，从而与四通连接。

Claims (4)

1.一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，其特征在于：该结构包括制动器安装座(1)，盘式制动器(2)，制动盘(3)，轴承座(4)，机械限位撞块(5)，液压缓冲器(6)，限位机构支撑座(7)，四通(8)；当望远镜俯仰轴出现故障，启动盘式制动器(2)，夹紧制动盘(3)，此时依靠摩擦力矩使俯仰轴减速；在盘式制动器(2)启动工作后，随着俯仰轴继续转动，机械限位撞块(5)撞击液压缓冲器(6)，使俯仰轴制动；俯仰轴上的动能转化为盘式制动器摩擦力矩所做的功和液压缓冲器的势能；在盘式制动器(2)和液压缓冲器(6)共同作用下俯仰轴停止转动。
2.根据权利要求1所述的一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，其特征在于：盘式制动器(2)在轴承座(4)一侧相对中心线对称分布，两个盘式制动器(2)分别通过制动器安装座(1)固定连接在轴承座(4)上，制动盘(3)通过中间连接件与四通(8)固定连接，在望远镜工作过程中，与四通(8)一起绕着俯仰轴转动。
3.根据权利要求1所述的一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，其特征在于：两个液压缓冲器(6)固定在轴承座(4)的另一侧，分别摆放在两个限位的极限位置，分别通过限位机构支撑座(7)与轴承座(4)连接，机械限位撞块(5)固定连接在四通(8)上，在望远镜工作过程中，与四通(8)一起绕着俯仰轴转动；机械限位撞块(5)在两个液压缓冲器(6)之间运动，当其撞击液压缓冲器(6)时，对望远镜俯仰轴起到制动保护。
4.根据权利要求1所述的一种盘式制动和液压缓冲制动联合的大口径望远镜俯仰轴安全制动结构，其特征在于：盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中一端轴承座的两侧，为了提供更大的制动力矩，该结构也适用实现双轴制动策略，两套相同的盘式制动和液压缓冲制动分别位于望远镜俯仰轴中两端轴承座的内外两侧。
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