CN206903025U - 一种天文圆顶 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种天文圆顶,包括底座、拱梁、多个片梁和蒙皮，圆顶整体呈半球形。通过设置圆环形底盘，且底盘转动设置在地基上，能够实现整个圆顶的360度转动，满足不同角度的观测要求。通过设置拱梁便于设置天窗。设置片梁，便于铺设蒙皮，蒙皮与片梁固定连接，增加其稳定性，均匀设置的多个片梁，提高了天文圆顶的整体稳定性和强度。通过设置横梁，起到加固拱梁和片梁的作用，防止圆顶在转动过程中片梁扭曲变形，提高了强度。当需要打开天窗进行观测时，开启第二电机，通过第二减速机构带动链轮转动，因为链轮与滚子链啮合，则驱动天窗本体运动，直至天窗被完全打开；当观测结束后，控制第二电机反向转动，则天窗被关闭。

Description

一种天文圆顶

技术领域

本实用新型涉及一种天文圆顶。

背景技术

天文圆顶使专门为天文望远镜全方位观测而设计的专用屋顶，用于保护天文望远镜等天文仪器、设备免受日晒、风沙、粉尘侵袭。圆顶外壳具有抗腐蚀，防锈的效果。现有天文圆顶结构复杂，整体稳定性差，控制精度差，不能准确控制其转动角度。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种天文圆顶，解决现有技术中天文圆顶整体稳定性差，控制精度差，不能准确控制其转动角度的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种天文圆顶，包括底座、拱梁、多个片梁和蒙皮，圆顶整体呈半球形；所述底座包括环形底座本体、驱动装置、多个托滚装置和限位装置，驱动装置包括第一支架和设置在第一支架上的第一电机、第一减速箱、第一托轮，第一电机的输出轴与第一减速箱的输入轴通过皮带连接，第一减速箱的输出轴与第一托轮的转轴通过联轴器连接，第一托轮的转轴通过轴承转动设置在支架上，转轴水平设置；所述每个托滚装置包括基座和设置在基座上的第二托轮，第二托轮的转轴通过轴承转动设置在基座上，转轴水平设置；所述第一托轮和多个第二托轮等间距呈环形布置，且第一托轮和多个第二托轮的顶部位于同一平面上，底座本体活动式设置在第一托轮、第二托轮上，第一电机驱动第一托轮转动，在摩擦力作用下第一托轮带动底座本体沿着其中心转动，第一托轮和多个第二托轮组成的圆环形滚道与底座本体同轴；所述限位装置的数量与托滚装置数量相同，每个限位装置包括设置在基座上的限位滚轮，限位滚轮通过第一转轴与基座转动连接，第一转轴竖直设置，多个限位滚轮呈环形设置，且限位滚轮的表面与底座本体的内周面接触；通过设置多个限位装置，相当于设置一个圆筒，底座本体套设在圆筒上，防止在转动过程中，底座本体相内侧或外侧偏移、脱离轨道，提高了整个圆顶的稳定性，同时限位装置通过限位滚轮与底座本体的内周面接触，底座本体在转动过程中，限位滚轮也转动，减小了限位装置与底座本体的摩擦力，降低能耗。

所述拱梁固定设置环形底座本体上，且拱梁与环形底座本体的两个连接处位于环形底座本体的径向上，拱梁圆弧对应的圆所在的平面与环形底座本体所在的平面相垂直；所述拱梁包括平行设置的两个拱形结构件，拱形结构件包括内连接件和外连接件，内连接件和外连接件均为呈弧形，且内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心重合，内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心角相同，内连接件和外连接件之间通过支撑件固定连接，两个拱形结构件之间通过角钢固定连接；所述拱梁上设置有天窗框架和拱形天窗本体，所述天窗本体活动式设置在天窗框架上，天窗框架上设置有第二电机和第二减速机构，第二电机的输出轴上固定有第一皮带轮，第二减速机构的输入轴上固定有第二皮带轮，第一皮带轮、第二皮带轮上套设有张紧的皮带；所述第二减速机构的输出轴水平设置，第二减速机构的输出轴两端均固定设置有链轮，第二电机和第二减速机构位于拱梁的顶部；天窗本体底部沿其长度方向固定设置有相互平行的两条滚子链，滚子链整体成拱形，两个链轮与对应的滚子链啮合，天窗本体能够沿拱梁移动。

所述多个片梁布设在拱梁的两侧，每个片梁的一端与拱梁固定连接，另一端与环形底座本体固定连接，片梁整体呈拱形，关于拱梁对称设置的每两个片梁的弦长相等；所述多个片梁在水平面上的投影呈辐射状。

所述蒙皮包括外蒙皮和内蒙皮，半球状圆顶的外表面均覆盖有外蒙皮，半球状圆顶的内表面均覆盖有内蒙皮，天窗本体上的外蒙皮与圆顶上其余部分的外蒙皮为相互独立结构，天窗本体上的内蒙皮与圆顶上其余部分的内蒙皮为相互独立结构。

将天文圆顶的球体分为圆环形底盘、拱梁、蒙皮和片梁几个部分，每一部分制作完成后，保证其结构的强度和稳定性满足设置要求，然后通过焊接将各部分组装在一起，保证焊接处满足强度要求。通过设置圆环形底盘，且底盘转动设置在地基上，能够实现整个圆顶的360度转动，满足不同角度的观测要求。通过设置拱梁便于设置天窗。设置片梁，便于铺设蒙皮，因为圆顶体积大，需要多张钢板进行铺设，则蒙皮与片梁固定连接，增加其稳定性，均匀设置的多个片梁，提高了天文圆顶的整体稳定性和强度。通过设置横梁，进一步起到加固拱梁和片梁的作用，防止圆顶在转动过程中片梁扭曲变形，提高了强度。

当需要打开天窗进行观测时，开启第二电机，通过第二减速机构带动链轮转动，因为链轮与滚子链啮合，则驱动天窗本体运动，直至天窗被完全打开；当观测结束后，控制第二电机反向转动，则天窗被关闭。通过设置外蒙皮和内蒙皮，起到保护圆顶中望远镜的作用，防止雨水、污物等落入圆顶中对望远镜造成腐蚀等损害。该天窗的结构简单，且通过链轮、滚子链的啮合来传递动力，稳定性强，控制精度高，不会出现打滑现象。

进一步改进，所述外蒙皮为1mm厚的铝板，内蒙皮为0.8mm厚的彩钢板。蒙皮起到保护天文望远镜等天文仪器、设备免受日晒、风沙、粉尘侵袭的效果。

进一步改进，所述第二减速机构输出轴的两端通过法兰均连接有万向节连轴器，万向节连轴器的另一端通过法兰连接与短轴的一端连接，链轮固定在短轴的另一端，短轴通过轴承与支座转动连接，支座固定在拱形天窗框架上，所述短轴上开设有键槽，链轮与短轴通过键连接。通过增加万向节联轴器，提高了整体适应性，当天窗本体或者天窗框架在运行过程中发成晃动时，万向节联轴器可以起到调节作用，防止因为晃动导致链轮、滚子链出现卡死现象。键连接，稳定性强，不会出现短轴与链轮相对转动的情况。

进一步改进，所述天窗框架沿其长度方向固定设置有相互平行的两条拱形轨道，天窗本体底部沿宽度方向的两端设置有滚轮，滚轮活动式卡设在对应轨道中。轨道整体也呈拱形，轨道端面为横向的U形，滚轮卡在应轨道中，沿导轨运动，且不会脱离轨道。通过设置轨道、滚轮，进一步提高天窗在运行过程中的稳定性和灵活性。

进一步改进，所述拱梁圆弧对应的圆心角为236.4度，如果拱梁圆弧对应的圆心角太小，则天窗的开设角度受限，影响观测视角；如果拱梁圆弧对应的圆心角太大，则圆顶内使用面积变小，地面离天窗的高度太高，为了保证观测需要提高望远镜的地基高度，损失观测天区。拱形天窗本体的圆弧所对应的圆心角为 104度，保证天窗打开时，有足够的视角，便于设置在圆顶中的望远镜能够360 度无死角的进行观测。

进一步改进，所述片梁包括内连接件和外连接件，内连接件和外连接件均为呈弧形，且内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心重合，内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心角相同，内连接件和外连接件之间通过支撑件固定连接。

进一步改进，所述底座本体的外周设置有裙边，所述裙边包括倾斜部和竖直部，裙边通过倾斜部与底座本体的外周连接，倾斜部和竖直部的夹角为110度。通过设置裙边防止杂物进入驱动装置、多个托滚装置和限位装置中，影响其正常转动，同时也防止闲杂人员靠近，提高了安全性。

进一步改进，所述每一侧相邻片梁在水平面上的投影之间的夹角为7.5度。即每一侧有二十三个片梁，片梁合理的布设密度，既保证了圆顶的整体强度，又节省了材料，降低了成本。

进一步改进，所述第一电机和第二电机均为伺服电机。伺服电机速度控制精确，转矩速度特性很硬，效率高，发热少，低噪音，方便通过控制电机的正反转来实现天窗的开启个关闭。

进一步改进，所述电机为伺服电机。伺服电机速度控制精确，转矩速度特性很硬，效率高，发热少，低噪音，方便通过控制电机的正反转来实现天窗的开启个关闭和整个圆顶的正反转动。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

将天文圆顶的球体分为圆环形底盘、拱梁、蒙皮和片梁几个部分，每一部分制作完成后，保证其结构的强度和稳定性满足设置要求，然后通过焊接将各部分组装在一起，保证焊接处满足强度要求。通过设置圆环形底盘，且底盘转动设置在地基上，能够实现整个圆顶的360度转动，满足不同角度的观测要求。通过设置拱梁便于设置天窗。设置片梁，便于铺设蒙皮，因为圆顶体积大，需要多张钢板进行铺设，则蒙皮与片梁固定连接，增加其稳定性，均匀设置的多个片梁，提高了天文圆顶的整体稳定性和强度。通过设置横梁，进一步起到加固拱梁和片梁的作用，防止圆顶在转动过程中片梁扭曲变形，提高了强度。

当需要打开天窗进行观测时，开启第二电机，通过第二减速机构带动链轮转动，因为链轮与滚子链啮合，则驱动天窗本体运动，直至天窗被完全打开；当观测结束后，控制第二电机反向转动，则天窗被关闭。通过设置外蒙皮和内蒙皮，起到保护圆顶中望远镜的作用，防止雨水、污物等落入圆顶中对望远镜造成腐蚀等损害。该天窗的结构简单，且通过链轮、滚子链的啮合来传递动力，稳定性强，控制精度高，不会出现打滑现象。

附图说明

图1为本实新型所述天文圆顶的结构示意图。

图2为图1过圆顶顶部的竖直剖视图。

图3为图1的俯视图。

图4为拱梁的结构示意图。

图5为片梁的结构示意图。

图6为底座的结构示意图。

图7为底座驱动装置的结构示意图。

图8为底座限位装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐释本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

如图1-8所示，一种天文圆顶，包括底座1、拱梁2、多个片梁3和蒙皮4，圆顶整体呈半球形；

所述底座1包括环形底座本体11、驱动装置15、多个托滚装置和限位装置 14，驱动装置15包括第一支架151和设置在第一支架151上的第一电机152、第一减速箱153、第一托轮154，第一电机152的输出轴与第一减速箱153的输入轴通过皮带连接，第一减速箱153的输出轴与第一托轮254的转轴通过联轴器 155连接，第一托轮154的转轴通过轴承转动设置在支架151上，转轴水平设置；所述每个托滚装置包括基座141和设置在基座上的第二托轮142，第二托轮142 的转轴通过轴承转动设置在基座141上，转轴水平设置；所述第一托轮和多个第二托轮等间距呈环形布置，且第一托轮154和多个第二托轮142的顶部位于同一平面上，底座本体11活动式设置在第一托轮154、第二托轮142上，第一电机 152驱动第一托轮154转动，在摩擦力作用下第一托轮带动底座本体沿着其中心转动，第一托轮54和多个第二托轮142组成的圆环形滚道与底座本体11同轴；所述限位装置的数量与托滚装置数量相同，每个限位装置包括设置在基座上的限位滚轮145，限位滚轮145通过第一转轴与基座141转动连接，第一转轴竖直设置，多个限位滚轮145呈环形设置，且限位滚轮145的表面与底座本体11的内周面接触。通过设置多个限位装置，相当于设置一个圆筒，底座本体套设在圆筒上，防止在转动过程中，底座本体11相内侧或外侧偏移、脱离轨道，提高了整个圆顶的稳定性，同时限位装置通过限位滚轮与底座本体的内周面接触，底座本体在转动过程中，限位滚轮也转动，减小了限位装置与底座本体的摩擦力，降低能耗。

所述拱梁2固定设置环形底座本体11上，且拱梁2与环形底座本体11的两个连接处位于环形底座本体的径向上，拱梁2圆弧对应的圆所在的平面与环形底座本体11所在的平面相垂直；所述拱梁2包括平行设置的两个拱形结构件，拱形结构件包括内连接件和外连接件，内连接件和外连接件均为呈弧形，且内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心重合，内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心角相同，内连接件和外连接件之间通过支撑件固定连接，两个拱形结构件之间通过角钢固定连接；所述拱梁2上设置有天窗框架22和拱形天窗本体21，所述天窗本体22活动式设置在天窗框架21上，天窗框架22上设置有第二电机23 和第二减速机构24，第二电机23的输出轴上固定有第一皮带轮，第二减速机构 24的输入轴上固定有第二皮带轮，第一皮带轮、第二皮带轮上套设有张紧的皮带；所述第二减速机构24的输出轴水平设置，第二减速机构24的输出轴两端均固定设置有链轮26，第二电机23和第二减速机构24位于拱梁2的顶部；天窗本体22底部沿其长度方向固定设置有相互平行的两条滚子链27，滚子链27整体成拱形，两个链轮26与对应的滚子链26啮合，天窗本体能够沿拱梁移动；

所述多个片梁3布设在拱梁2的两侧，每个片梁3的一端与拱梁2固定连接，另一端与环形底座本体11固定连接，片梁3整体呈拱形，关于拱梁2对称设置的每两个片梁3的弦长相等；所述多个片梁3在水平面上的投影呈辐射状；

所述蒙皮4包括外蒙皮和内蒙皮，半球状圆顶的外表面均覆盖有外蒙皮，半球状圆顶的内表面均覆盖有内蒙皮，天窗本体上的外蒙皮与圆顶上其余部分的外蒙皮为相互独立结构，天窗本体上的内蒙皮与圆顶上其余部分的内蒙皮为相互独立结构。

将天文圆顶的球体分为圆环形底盘、拱梁、蒙皮和片梁几个部分，每一部分制作完成后，保证其结构的强度和稳定性满足设置要求，然后通过焊接将各部分组装在一起，保证焊接处满足强度要求。通过设置圆环形底盘，且底盘转动设置在地基上，能够实现整个圆顶的360度转动，满足不同角度的观测要求。通过设置拱梁便于设置天窗。设置片梁，便于铺设蒙皮，因为圆顶体积大，需要多张钢板进行铺设，则蒙皮与片梁固定连接，增加其稳定性，均匀设置的多个片梁，提高了天文圆顶的整体稳定性和强度。通过设置横梁，进一步起到加固拱梁和片梁的作用，防止圆顶在转动过程中片梁扭曲变形，提高了强度。

当需要打开天窗进行观测时，开启第二电机，通过第二减速机构带动链轮转动，因为链轮与滚子链啮合，则驱动天窗本体运动，直至天窗被完全打开；当观测结束后，控制第二电机反向转动，则天窗被关闭。通过设置外蒙皮和内蒙皮，起到保护圆顶中望远镜的作用，防止雨水、污物等落入圆顶中对望远镜造成腐蚀等损害。该天窗的结构简单，且通过链轮、滚子链的啮合来传递动力，稳定性强，控制精度高，不会出现打滑现象。

在本实施例中，所述外蒙皮为1mm厚的铝板，内蒙皮为0.8mm厚的彩钢板。蒙皮起到保护天文望远镜等天文仪器、设备免受日晒、风沙、粉尘侵袭的效果。

在本实施例中，所述第二减速机构24输出轴的两端通过法兰均连接有万向节连轴器25，万向节连轴器25的另一端通过法兰连接与短轴的一端连接，链轮 26固定在短轴的另一端，短轴通过轴承与支座转动连接，支座固定在拱形天窗框架上，所述短轴上开设有键槽，链轮与短轴通过键连接。通过增加万向节联轴器，提高了整体适应性，当天窗本体或者天窗框架在运行过程中发成晃动时，万向节联轴器可以起到调节作用，防止因为晃动导致链轮、滚子链出现卡死现象。键连接，稳定性强，不会出现短轴与链轮相对转动的情况。

在本实施例中，所述天窗框架21沿其长度方向固定设置有相互平行的两条拱形轨道28，天窗本体22底部沿宽度方向的两端设置有滚轮29，滚轮29活动式卡设在对应轨道28中。轨道整体也呈拱形，轨道端面为横向的U形，滚轮卡在应轨道中，沿导轨运动，且不会脱离轨道。通过设置轨道、滚轮，进一步提高天窗在运行过程中的稳定性和灵活性。

在本实施例中，所述拱梁2圆弧对应的圆心角为236.4度，如果拱梁圆弧对应的圆心角太小，则天窗的开设角度受限，影响观测视角；如果拱梁圆弧对应的圆心角太大，则圆顶内使用面积变小，地面离天窗的高度太高，为了保证观测需要提高望远镜的地基高度，损失观测天区。拱形天窗本体22的圆弧所对应的圆心角为104度，保证天窗打开时，有足够的视角，便于设置在圆顶中的望远镜能够360度无死角的进行观测。

在本实施例中，所述片梁3包括内连接件32和外连接件31，内连接件32 和外连接件31均为呈弧形，且内连接件32和外连接件31的圆弧所对应的圆心重合，内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心角相同，内连接件和外连接件之间通过支撑件33固定连接。

在本实施例中，所述底座本体的外周设置有裙边12，所述裙边包括倾斜部和竖直部，裙边通过倾斜部与底座本体的外周连接，倾斜部和竖直部的夹角为 110度。通过设置裙边防止杂物进入驱动装置、多个托滚装置和限位装置中，影响其正常转动，同时也防止闲杂人员靠近，提高了安全性。

在本实施例中，所述每一侧相邻片梁3在水平面上的投影之间的夹角为7.5 度。即每一侧有二十三个片梁，片梁合理的布设密度，既保证了圆顶的整体强度，又节省了材料，降低了成本。

在本实施例中，所述第一电机152和第二电机23均为伺服电机。伺服电机速度控制精确，转矩速度特性很硬，效率高，发热少，低噪音，方便通过控制电机的正反转来实现天窗的开启个关闭和整个圆顶的正反转动。

本实用新型中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (9)

1.一种天文圆顶，其特征在于，包括底座、拱梁、多个片梁和蒙皮，圆顶整体呈半球形；

所述底座包括环形底座本体、驱动装置、多个托滚装置和限位装置，驱动装置包括第一支架和设置在第一支架上的第一电机、第一减速箱、第一托轮，第一电机的输出轴与第一减速箱的输入轴通过皮带连接，第一减速箱的输出轴与第一托轮的转轴通过联轴器连接，第一托轮的转轴通过轴承转动设置在支架上，转轴水平设置；所述每个托滚装置包括基座和设置在基座上的第二托轮，第二托轮的转轴通过轴承转动设置在基座上，转轴水平设置；所述第一托轮和多个第二托轮等间距呈环形布置，且第一托轮和多个第二托轮的顶部位于同一平面上，底座本体活动式设置在第一托轮、第二托轮上，第一电机驱动第一托轮转动，在摩擦力作用下第一托轮带动底座本体沿着其中心转动，第一托轮和多个第二托轮组成的圆环形滚道与底座本体同轴；所述限位装置的数量与托滚装置数量相同，每个限位装置包括设置在基座上的限位滚轮，限位滚轮通过第一转轴与基座转动连接，第一转轴竖直设置，多个限位滚轮呈环形设置，且限位滚轮的表面与底座本体的内周面接触；

所述拱梁固定设置环形底座本体上，且拱梁与环形底座本体的两个连接处位于环形底座本体的径向上，拱梁圆弧对应的圆所在的平面与环形底座本体所在的平面相垂直；所述拱梁包括平行设置的两个拱形结构件，拱形结构件包括内连接件和外连接件，内连接件和外连接件均为呈弧形，且内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心重合，内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心角相同，内连接件和外连接件之间通过支撑件固定连接，两个拱形结构件之间通过角钢固定连接；所述拱梁上设置有天窗框架和拱形天窗本体，天窗本体活动式设置在天窗框架上，天窗框架上设置有第二电机和第二减速机构，第二电机的输出轴上固定有第一皮带轮，第二减速机构的输入轴上固定有第二皮带轮，第一皮带轮、第二皮带轮上套设有张紧的皮带；所述第二减速机构的输出轴水平设置，第二减速机构的输出轴两端均固定设置有链轮，第二电机和第二减速机构位于拱梁的顶部；天窗本体底部沿其长度方向固定设置有相互平行的两条滚子链，滚子链整体成拱形，两个链轮与对应的滚子链啮合，天窗本体能够沿拱梁移动；

所述多个片梁布设在拱梁的两侧，每个片梁的一端与拱梁固定连接，另一端与环形底座本体固定连接，片梁整体呈拱形，关于拱梁对称设置的每两个片梁的弦长相等；所述多个片梁在水平面上的投影呈辐射状；

所述蒙皮包括外蒙皮和内蒙皮，半球状圆顶的外表面均覆盖有外蒙皮，半球状圆顶的内表面均设置有内蒙皮，天窗本体上的外蒙皮与圆顶上其余部分的外蒙皮为相互独立结构，天窗本体上的内蒙皮与圆顶上其余部分的内蒙皮为相互独立结构。

2.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，所述外蒙皮为1mm厚的铝板，内蒙皮为0.8mm厚的彩钢板。

3.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，第二减速机构输出轴的两端通过法兰均连接有万向节连轴器，万向节连轴器的另一端通过法兰连接与短轴的一端连接，链轮固定在短轴的另一端，短轴通过轴承与支座转动连接，支座固定在天窗框架上，所述短轴上开设有键槽，链轮与短轴通过键连接。

4.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，天窗框架沿其长度方向固定设置有相互平行的两条拱形轨道，天窗本体底部沿宽度方向的两端设置有滚轮，滚轮活动式卡设在对应轨道中。

5.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，拱梁圆弧对应的圆心角为236.4度，拱形天窗本体的圆弧所对应的圆心角为104度。

6.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，片梁包括内连接件和外连接件，内连接件和外连接件均为呈弧形，且内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心重合，内连接件和外连接件的圆弧所对应的圆心角相同，内连接件和外连接件之间通过支撑件固定连接。

7.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，底座本体的外周设置有裙边，所述裙边包括倾斜部和竖直部，裙边通过倾斜部与底座本体的外周连接，倾斜部和竖直部的夹角为110度。

8.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，每一侧相邻片梁在水平面上的投影之间的夹角为7.5度。

9.根据权利要求1所述的天文圆顶，其特征在于，第一电机和第二电机均为伺服电机。