ES2554283T3 - Estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio - Google Patents

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ES2554283T3 ES13158788.3T ES13158788T ES2554283T3 ES 2554283 T3 ES2554283 T3 ES 2554283T3 ES 13158788 T ES13158788 T ES 13158788T ES 2554283 T3 ES2554283 T3 ES 2554283T3
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Abstract

Una estructura de soporte de espejo primario que soporta un espejo primario (1) de manera que la estructura de rotación EL (2) que incluye dos miembros con forma de arco (2a) orientados uno hacia otro y que cada uno tiene una superficie exterior para deslizar a lo largo de una superficie de deslizamiento dispuesta en la cara lateral de un cilindro alrededor del eje EL hace rotar el espejo primario (1) alrededor del eje EL, caracterizada por comprender: - una estructura entramada que forma un bastidor (6) que se extiende entre los dos miembros con forma de arco (2a), debajo del espejo primario (1) y conectada a los miembros con forma de arco (2a) en los extremos; y - una estructura de soporte (7) de espejo primario que incluye múltiples miembros de soporte (7a, 7b), conectando cada uno de los múltiples miembros de soporte (7a, 7b) un punto o múltiples puntos en la circunferencia del espejo primario (1) al bastidor de estructura (6) y haciendo que el bastidor de estructura entramada (6) aguante el propio peso del espejo primario para soportar el espejo primario (1), en donde al menos los miembros de soporte (7b) más cercanos a los miembros con forma de arco (2a) están conectados al bastidor de estructura entramada (6) en partes (6a) diferentes de los extremos en los que el bastidor de estructura entramada (6) está conectado a los miembros con forma de arco (2a), de modo que la carga del espejo primario (1) soportada por los miembros de soporte (7b) más cercanos a los miembros con forma de arco (2a) no es aplicada directamente a los miembros con forma de arco (2), y el propio peso del espejo primario es aguantado por los miembros con forma de arco (2a) a través de los miembros de soporte (7a, 7b) y el bastidor de estructura entramada (6) reduciendo así la diferencia de hundimiento entre el centro de la superficie de espejo primario y los lados de la superficie de espejo primario.

Description

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Estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio
Esta solicitud se refiere generalmente a una estructura de soporte de un espejo reflectante como se aplica a un telescopio optico, un radiotelescopio, y similares, y mas particularmente, a una estructura de soporte de un espejo primario y una unidad de telescopio que tiene la estructura de soporte del espejo primario.
Algunos telescopios grandes tradicionales, que tienen un diametro de varias decenas de metros o mas grande, utilizan un espejo primario (un espejo reflectante primario) formado al disponer multiples espejos segmentados como se describe, por ejemplo, en la publicacion internacional n° 2006/006240. Con el fin de impedir el deterioro en la precision de espejo, se pueden utilizar dispositivos de accionamiento que corrigen la superficie de espejo desviada, como se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente japonesa Kokai pendiente de examen JP-A-2005-208 227. Documentos pertinentes adicionales son DE 35 27 826 Al, US 2005 / 0183377 A1, EP 1 852 727 A1 y GB 2 356 943. Los telescopios grandes, que tienen un diametro de varias decenas de metros o mas grande, tienen que prevenir la deformacion por propio peso del espejo primario. En tales casos, el espejo primario esta formado por espejos segmentados como se ha mencionado arriba y esta soportado en muchos puntos con una estructura de soporte de espejo primario. Por lo tanto, la precision de espejo de la superficie de espejo primario (superficie de espejo reflectante primario) se basa significativamente en la rigidez de la estructura de soporte de espejo primario.
En un telescopio grande, el cambio de orientacion debido al cambio de angulo de elevacion puede provocar deformacion o distorsion por propio peso de la estructura de soporte de espejo primario. Por ejemplo, algunas unidades de telescopio estan disenadas para tener una altura significativamente grande para reducir la deformacion por propio peso en un intento de asegurar un gran segundo momento de area y reducir la deformacion de la estructura de soporte de espejo primario.
Algunos telescopios emplean el concepto de diseno que reduce la cantidad de deformacion por peso propio mediante la aportacion de rieles semicirculares para impulsar el eje de angulo de elevacion directamente debajo de la estructura de soporte de espejo primario para reducir la distancia entre los puntos de soporte.
Sin embargo, en un telescopio en el que la estructura de soporte de espejo primario tiene una altura grande, el eje EL (eje de elevacion) del telescopio se coloca significativamente alto por encima del plano del riel AZ. Entonces, el propio telescopio tiene una altura grande. Por consiguiente, el numero de piezas aumenta y la cupula para alojar el telescopio se hace mas grande.
Ademas, la base recibe una mayor carga ya que se aumenta el tamano, que presumiblemente conduce a la expansion a escala y el termino extension de todo el trabajo de construccion incluida la mejora de cimientos. Entonces, es necesario asegurar la precision de espejo con menos piezas sin aumentar la altura de la estructura de telescopio. Entonces, con el fin de mantener pequena la altura del eje EL y reducir el tamano de cuerpo y cupula de telescopio, se sugiere que “la altura del eje eL (eje de angulo de elevacion) del telescopio sea mantenida pequena” y “en lugar de soportar la estructura de soporte de espejo primario directamente desde abajo, se proporciona una estructura de rotacion EL (rieles semicirculares) en cada lado de la estructura de soporte de espejo primario y la estructura de soporte de espejo primario se coloca entremedio para soportar la estructura de soporte de espejo primario en ambos lados”.
Sin embargo, por ejemplo, en el caso de fijar los extremos de la estructura de soporte de espejo primario en los extremos de la estructura de rotacion EL que estan separados entre si por varias decenas de metros, la superficie de espejo primario se hunde significativamente en el centro debido a deformacion por propio peso mientras virtualmente no se produce deformacion en los extremos. Por consiguiente la precision de espejo presumiblemente se deteriora.
Con el fin de corregir la superficie curvada de espejo primario (espejo primario), se pueden utilizar los dispositivos de accionamiento como se describe en la solicitud de patente japonesa Kokai pendiente de examen JP-A-2005-208 227. Sin embargo, esto no es perfecto debido a la restriccion en la carrera y similares. En otras palabras, se debe prevenir la propia deformacion de curvatura en la superficie de espejo primario debida al cambio de orientacion de la estructura de soporte de espejo primario.
La presente invencion se ha inventado para resolver el problema anterior y un objeto ejemplar de la presente invencion es proporcionar una estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio capaces de prevenir la propia deformacion de curvatura debida al cambio de orientacion del espejo primario.
Con el fin de lograr el objetivo anterior, la estructura de soporte de espejo primario segun la presente invencion segun la reivindicacion 1 comprende una estructura de rotacion EL (2) que incluye dos miembros con forma de arco (2a), un bastidor de estructura entramada (6), y una estructura de soporte (7) de espejo primario. Los dos miembros con forma de arco (2a) de la estructura de rotacion EL (2) son dos miembros orientados uno hacia otro mediante el eje EL y que soportan el espejo primario (1), cada uno de los cuales rota alrededor del eje EL a lo largo de una superficie exterior dispuesta en la cara lateral de un cilindro alrededor del eje EL para hacer rotar el espejo primario (1) alrededor del eje EL. El bastidor de estructura entramada (6) se extiende entre los miembros con forma de arco (2a) y se conecta a cada uno de los miembros con forma de arco (2a) en los extremos. La estructura de soporte (7)
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de espejo primario incluye multiples miembros de soporte (7a, 7b) que conectan multiples puntos en la circunferencia del espejo primario (1) proporcionados encima del bastidor de estructura entramada (6) al bastidor de estructura entramada (6) y hace que el bastidor de estructura entramada (6) aguante el propio peso del espejo primario para soportar el espejo primario (1), Al menos los miembros de soporte (7b) mas cercanos a los miembros con forma de arco (2a) se conectan al bastidor de estructura entramada (6) en partes (6a) diferentes de los extremos en las que el bastidor de estructura entramada (6) se conecta a los miembros con forma de arco (2a).
La presente invencion puede prevenir la propia deformacion de curvatura debida al cambio de orientacion del espejo primario.
Breve descripcion de los dibujos
Un entendimiento mas completo de esta solicitud se puede obtener cuando se considere la siguiente descripcion detallada junto con los siguientes dibujos, en los que:
La figura 1 es una vista perspectiva que muestra la estructura de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 2 es una vista en planta transparente que muestra el espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 3 es una vista lateral de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 4 es una vista ampliada del espejo primario que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 5 es una vista general que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 6 es una vista en planta transparente que muestra el espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio de un modelo de referencia mostrado para comparacion con la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 7 es una vista lateral de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio de un modelo de referencia dado para comparacion con la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion;
La figura 8 es una vista ampliada del espejo primario que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio de un modelo de referencia mostrado para comparacion con la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion; y
La figura 9 es una vista general que muestra esquematicamente la desviacion de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio de un modelo de referencia dado para comparacion con la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion.
Descripcion de realizaciones preferidas
Una realizacion de la presente invencion se describira a continuacion con referencia a las figuras 1 a 9. En los dibujos, las figuras 1 a 5 muestran la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion, las figuras 6 a 9 muestran la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio de un modelo de referencia para comparacion para explicar los efectos de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion. En las figuras, los numeros de referencia iguales representan piezas iguales o correspondientes y se omitira la explicacion detallada de los mismos.
Las lfneas de trazos y puntos en las figuras indican un eje EL y/o un eje AZ. La naturaleza de la presente invencion reside en una estructura caracterfstica que soporta un espejo reflectante grande (que en esta solicitud se denomina espejo primario). Por lo tanto, la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion pueden tener un espejo secundario y/o un espejo terciario. Ademas, no hace falta decir, la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion pueden comprender elementos que reciben luz (ondas de radio) recogidas por el espejo secundario o el espejo terciario.
En esta solicitud, se aplica el comportamiento basico de un telescopio convencional (unidad de telescopio) y se omite la explicacion en este sentido.
En las figuras 1 a 9, un espejo primario 1 esta constituido por un espejo primario (espejo reflectante) formado por combinacion de multiples espejos (espejos segmentados) o un solo espejo primario (espejo reflectante). Se
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proporciona un mecanismo (en las figuras no se muestran detalles del mecanismo) para impedir la desviacion del espejo primario en cierto grado mediante el uso de multiples dispositivos de accionamiento para proporcionar un soporte sobre la superficie opuesta a la superficie de espejo del espejo primario 1. Los dispositivos de accionamiento se pueden proporcionar dentro de miembros de soporte 7a, 7b y 7c descritos mas adelante.
Una estructura de rotacion EL 2 hace rotar el espejo primario 1 en la direccion de eje EL (elevacion). La estructura de rotacion EL 2 incluye dos miembros con forma de arco 2a orientados uno hacia otro mediante el eje EL.
Cada uno de los miembros con forma de arco 2a, segun una realizacion de la presente invencion, tiene un cuerpo en forma de placa con forma de arco, que incluye una superficie exterior dispuesta en la cara lateral de un cilindro alrededor del eje EL y que tiene un recorte formado por el corte de una parte rectangular que contiene la parte central de la placa con forma de arco.
El cuerpo de cada uno de los miembros con forma de arco 2a segun una realizacion de la presente invencion es, en mas detalle, un miembro de placa casi semicircular cuando se ve en la direccion de eje El. El semicfrculo es una parte de un cfrculo alrededor del eje EL visto en la direccion de eje EL. En otras palabras, la superficie exterior de cada uno de los miembros con forma de arco semicircular 2a vista en la direccion de eje EL corresponde a la superficie exterior dispuesta en la cara lateral de un cilindro alrededor del eje EL. El recorte del cuerpo de cada uno de los miembros con forma de arco 2a forma un recorte en la parte central que incluye parte del diametro cuando se ve en la direccion de eje EL.
Por lo tanto, el eje EL no pasa a traves de los cuerpos de los miembros con forma de arco 2a. En otras palabras, el eje EL es un eje virtual que sirve como centro de rotacion cuando los cuerpos de los miembros con forma de arco 2a se deslizan a lo largo de sus superficies exteriores semicirculares (superficies de deslizamiento) cuando se ve en la direccion de eje EL.
Un espejo secundario 3 tiene un espejo secundario proporcionado en el punto focal del espejo primario 1. El punto focal se puede ajustar con el espejo secundario 3.
Un soporte 4 de espejo secundario esta conectado al espejo secundario 3 en un extremo y a la estructura de rotacion EL 2 en el otro extremo, soportando de ese modo el espejo secundario 3.
Una estructura de rotacion AZ 5 soporta de manera deslizante los dos miembros con forma de arco 2a de la estructura de rotacion EL 2 y hacer rotar el espejo primario 1 en la direccion de eje AZ (acimut).
En mas detalle, la estructura de rotacion AZ 5 comprende soportes 5a de estructura de rotacion EL que soportan los miembros con forma de arco 2a de la estructura de rotacion EL 2 de una manera que pueden deslizar a lo largo de las superficies de deslizamiento y un soporte AZ 5b que soporta los soportes 5a de estructura de rotacion EL y los hace rotar en la direccion de eje AZ. En otras palabras, la estructura de rotacion EL 2 esta refrenada por el soporte AZ 5b para deslizar a lo largo de las superficies de deslizamiento y, entonces, puede rotar alrededor del eje EL.
Los cfrculos de trazos y puntos mostrados en las figuras 1, 2 y 6 son los trazados del contorno del soporte AZ 5b cuando la estructura de rotacion AZ 5 (soporte AZ 5b) rota alrededor del eje AZ.
En las figuras 1 a 9, un bastidor de estructura entramada 6 es un bastidor que forma una estructura entramada que se extiende entre los dos miembros con forma de arco 2a debajo del espejo primario 1 y conectada a los miembros con forma de arco 2a en los extremos. El bastidor de estructura entramada 6 incluye multiples miembros tubulares (como una placa) que forman una estructura entramada. En mas detalle, los miembros tubulares (como una placa) se juntan (acoplan) entre si en el extremo para formar una estructura bidimensional o tridimensional.
Aquf, el bastidor de estructura entramada 6 (y una estructura de soporte 7 de espejo primario descrita mas adelante) es mas deformable bajo carga que los miembros con forma de arco 2a. Esto es porque el bastidor de estructura entramada 6 (y la estructura de soporte 7 de espejo primario descrita mas adelante) es un bastidor que consiste en miembros tubulares (como placas) mientras que los miembros con forma de arco 2a son miembros como placas con los que es facil asegurar la fortaleza.
La estructura de soporte 7 de espejo primario tiene una estructura que soporta el espejo primario 1 y comprende multiples miembros de soporte tubulares (como una placa) 7a, 7b y/o 7c proporcionados encima del bastidor de estructura entramada 6.
La estructura de soporte 7 de espejo primario segun una realizacion de la presente invencion soporta el espejo primario 1 de modo que el bastidor de estructura entramada 6 aguanta el peso muerto del espejo primario 1. En mas detalle, la estructura de soporte 7 de espejo primario segun una realizacion de la presente invencion incluye multiples miembros de soporte 7a y 7b proporcionados encima del bastidor de estructura entramada 6, que cada uno esta conectado en algun sitio (uno o multiples puntos) en la circunferencia del espejo primario 1 y al bastidor de estructura entramada 6).
Los miembros de soporte 7b que constituyen la estructura de soporte 7 de espejo primario segun una realizacion de
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la presente invencion son los mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a entre los miembros de soporte 7a y 7b que constituyen la estructura de soporte 7 de espejo primario. Los miembros de soporte 7b estan conectados al bastidor de estructura entramada 6 en puntos diferentes de los extremos en los que el bastidor de estructura entramada 6 se acopla a los miembros con forma de arco 2a. La parte de conexion en la que se conecta un miembro de soporte 7b y el bastidor de estructura entramada 6 forma un separador 6a de estructura.
Aquf, la estructura de soporte 7 de espejo primario tambien soporta el espejo primario 1 en el centro y otros puntos que no estan en la circunferencia con multiples miembros de soporte 7a.
La estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion se describiran utilizando las figuras 1 a 5.
La figura 2 es una vista en planta transparente que muestra el espejo primario 1 de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion. En esta figura, las lfneas de puntos gruesos indican el bastidor de estructura entramada 6 y miembros de soporte 7a y las lfneas de puntos finos indican los miembros de soporte 7b. En la figura 3, las lfneas de puntos (lfneas de puntos finos) indican los miembros de soporte 7b. Ademas, en la misma figura, los puntos negros indican los puntos en los que esta soportado el espejo primario 1 (puntos de soporte).
Los miembros de soporte 7a y 7b no estan conectados a los miembros con forma de arco 2a (estructura de rotacion EL 2). Por lo tanto, el propio peso del espejo primario 1 es aguantado por los miembros con forma de arco 2a (estructura de rotacion El 2) mediante los miembros de soporte 7a y 7b y el bastidor de estructura entramada 6, no por los miembros con forma de arco 2a (estructura de rotacion EL 2) unicamente mediante los miembros de soporte 7a y 7b.
La figura 4 es una vista ampliada del espejo primario 1 de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion, que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario 1. La lfnea de trazos y puntos en la figura indica la forma del espejo primario 1 antes de la deformacion por propio peso, es decir la forma del espejo primario 1 cuando se desprecia la deformacion por propio peso. La lfnea continua en la figura indica la forma del espejo primario 1 despues de la deformacion por propio peso, es decir la forma del espejo primario 1 cuando se tiene en cuenta la deformacion por propio peso.
La figura 5 es una vista general de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion, que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario 1. La lfnea de trazos y puntos en la figura indica la forma del bastidor de estructura entramada 6 antes del hundimiento bajo carga hacia abajo del propio peso del espejo primario 1, en otras palabras, la forma cuando se desprecia la deformacion por propio peso del espejo primario 1. Las lfneas continuas en la figura indican la forma del bastidor de estructura entramada 6 despues del hundimiento bajo carga hacia abajo del peso muerto del espejo primario 1, es decir la forma cuando se tiene en cuenta la deformacion por propio peso del espejo primario 1. Las lfneas de puntos (lfneas de puntos finos) en la figura indican los miembros de soporte 7b. Las flechas hacia abajo en la figura indican esquematicamente la carga aplicada en el espejo primario 1 debido a su propio peso. Los puntos negros en la figura indican los puntos en los que esta soportado el espejo primario 1 (puntos de soporte).
La estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion se describiran en detalle.
Como se muestra en las figuras 1 a 3, el espejo primario 1 la estructura de rotacion EL 2 no estan conectados directamente mediante los miembros de soporte 7a y 7b. Estan conectados mediante los miembros de soporte 7a y 7b y el bastidor de estructura entramada 6. Por lo tanto, la estructura de rotacion EL 2 hacer rotar el espejo primario 1 alrededor del eje EL mediante los miembros de soporte 7a y 7b y el bastidor de estructura entramada 6.
El espejo secundario 3 y la estructura de rotacion EL 2 estan conectados directamente mediante el soporte 4 de espejo secundario. Por lo tanto, la estructura de rotacion EL 2 hacer rotar el espejo secundario 3 mediante el soporte 4 de espejo secundario.
Por otro lado, la estructura de rotacion AZ 5 soporta la estructura de rotacion EL 2 con el soporte 5a de estructura de rotacion EL. Por lo tanto, como se entiende de la relacion entre la estructura de rotacion EL 2, el espejo primario 1 y el espejo secundario 3, la estructura de rotacion AZ 5 puede hacer rotar el espejo primario 1 y el espejo secundario 3 alrededor del eje AZ.
Como se muestra en las figuras 2 y 3, los miembros de soporte 7a estan conectados a la parte inferior del espejo primario 1 en un extremo. Los miembros de soporte 7a se extienden debajo del espejo primario 1 desde ese extremo. Los miembros de soporte 7a estan conectados al bastidor de estructura entramada 6 en el otro extremo.
Los miembros de soporte 7b que son los miembros de soporte mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a estan conectados a la parte inferior del espejo primario 1 en un extremo. Los miembros de soporte 7b se extienden debajo del espejo primario 1 desde ese extremo. Los otros extremos de los miembros de soporte 7b estan conectados al bastidor de estructura entramada 6 en los separadores 6a de estructura. Los separadores 6a de estructura son partes del bastidor de estructura entramada 6 y diferentes de “los extremos en los que el bastidor de
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estructura entramada 6 se conecta a los miembros con forma de arco 2a”.
Con la estructura anterior, la carga del espejo primario 1 soportada por los miembros de soporte 7b mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a no se aplica directamente a la estructura de rotacion EL 2 (miembros con forma de arco 2a).
Ademas, los separadores 6a de estructura, descritos antes, del bastidor de estructura entramada 6 en los que estan conectados los otros extremos de los miembros de soporte 7b tambien son partes en las que multiples miembros tubulares (como una placa), que forman el bastidor de estructura entramada 6, se juntan (acoplan) entre si en el extremo. De esta manera, los miembros de soporte 7b pueden formar otra estructura entramada ramificada desde el bastidor de estructura entramada 6 que tiene una estructura entramada (una doble estructura entramada). Entonces, los miembros de soporte 7b pueden tener suficiente fortaleza.
Por ejemplo, cada miembro de soporte 7b se extiende hacia abajo a lo largo del miembro con forma de arco 2a con una distancia predeterminada desde el miembro con forma de arco 2a. En el extremo extendido, el miembro de soporte 7b se ramifica en tres (suficientemente, dos o mas) y gira alejandose de “el extremo en el que el bastidor de estructura entramada 6 se conecta al miembro con forma de arco 2a”.
En otras palabras, el miembro de soporte 7b forma una estructura entramada con multiples miembros tubulares (como una placa) que se juntan (acoplan) entre si en el extremo para formar una estructura bidimensional o tridimensional. Por tanto, el miembro de soporte 7b y el bastidor de estructura entramada 6 pueden formar facilmente la doble estructura entramada mencionada antes, en la que los miembros con forma de arco 2a y el bastidor de estructura entramada 6 se juntan (acoplan) en los separadores 6a de estructura.
En, y cerca de, los puntos en los que los miembros tubulares (como una placa), que constituyen los miembros de soporte 7b, se juntan (acoplan) entre si en el extremo, cada miembro de soporte 7b “se extiende hacia abajo a lo largo del miembro con forma de arco 2a con una distancia dada desde el miembro con forma de arco 2a y, en el extremo extendido, se ramifica en tres (suficientemente, dos o mas) y gira”.
Entonces, la carga del espejo primario 1 soportada por los miembros de soporte 7b mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a no es aplicada directamente a los miembros con forma de arco 2a. La carga del espejo primario 1 soportada por los miembros de soporte 7b es aplicada principalmente al bastidor de estructura entramada 6 entre los miembros con forma de arco, orientados, 2a mediante los separadores 6a de estructura en direccion hacia dentro del bastidor de estructura entramada 6. Por lo tanto, como se muestra en las figuras 4 y 5, la estructura de soporte 7 de espejo primario, que consiste en multiples miembros de soporte 7a y miembros de soporte 7b, trasmite la carga desde el espejo primario 1 del bastidor de estructura entramada 6.
Entonces, asumiendo que la distancia sobre la que el centro del espejo primario 1 baja debido a su propio peso es 6 como se muestra en la figura 4, al aportar los miembros de soporte 7b, la distancia sobre la que las partes mas cercanas del espejo primario 1 a los miembros con forma de arco 2a bajan puede ser facilmente no muy diferente a 6.
Al tener la estructura de soporte 7 de espejo primario descrita antes, la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion pueden impedir que la curvatura del espejo primario (o la superficie de espejo primario que es la superficie de espejo del mismo) del espejo primario 1 cambie debido al cambio de orientacion del espejo primario 1. Entonces, incluso si se proporciona un mecanismo de rotacion EL, tal como la estructura de rotacion EL 2, el espejo primario 1 puede ser soportado mientras se impide que el espejo primario 1 se desvfe o deforme en la medida que los dispositivos de accionamiento para corregir el espejo primario curvado no pueden corregirlo.
Los miembros de soporte 7b se ramifican para formar una estructura entramada y, en los extremos ramificados, se conectan al bastidor de estructura entramada 6. Por lo tanto, la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion tiene una doble estructura entramada que comprende una primera estructura entramada formada por el bastidor de estructura entramada 6 (y los miembros de soporte 7a posiblemente incluidos) y una segunda estructura entramada formada por los miembros de soporte 7b. En este sentido, los miembros de soporte 7b se pueden denominar miembros dobles de estructura entramada 7b. Aquf, la estructura de soporte 7 de espejo primario y el bastidor de estructura entramada 6 se puede denominar estructura de soporte de espejo primario.
Los miembros de soporte 7b que forman una estructura entramada se acoplan al bastidor de estructura entramada 6. Por lo tanto, es posible impedir la reduccion de la frecuencia de vibracion natural de la superficie de espejo primario del espejo primario 1 y asegurar la rigidez de la estructura de soporte de espejo primario.
La estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion puede reducir la diferencia de hundimiento entre el centro de la superficie de espejo primario y los lados de la superficie de espejo primario (las partes del espejo primario cerca de los miembros con forma de arco 2a) del espejo primario 1, que deteriora la precision de espejo del espejo primario 1.
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Ademas, la superficie de espejo primario del espejo primario 1 simplemente hace movimientos de desvfo (desplazamiento paralelo) mientras virtualmente mantiene la precision de espejo (curvatura). Por lo tanto, ajustando el punto focal con el espejo secundario 3 se puede corregir el punto focal desplazado como resultado del cambio posicional de la superficie de espejo primario del espejo primario 1.
Las figuras 6 a 9 muestran un modelo de referencia de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio. Este modelo de referencia se da para comparacion con la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion para explicar los efectos de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun esta realizacion.
La figura 6 es una vista en planta transparente que muestra el espejo primario 1 de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio del modelo de referencia. En la figura, las lfneas de puntos gruesos indican el bastidor de estructura entramada 6 y miembros de soporte 7a. En la figura, los miembros con una flecha y notacion “CONECTADO” son miembros de soporte 7c, que estan conectados a los miembros con forma de arco 2a (estructura de rotacion EL 2).
El propio peso del espejo primario 1 es aguantado por los miembros con forma de arco 2a (estructura de rotacion EL 2) unicamente mediante los miembros de soporte 7c. En la figura 7, los miembros de soporte 7c estan indicados por las lfneas de trazos. Los miembros de soporte 7c estan entre los miembros de soporte que forman la estructura de soporte 7 de espejo primario del modelo de referencia y miembros similares a los miembros de soporte 7a. En las figuras 6 y 7, los puntos indican los puntos en los que esta soportado el espejo primario 1 (puntos de soporte).
La figura 8 es una vista ampliada del espejo primario 1 que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio del modelo de referencia. La lfnea de trazos y puntos en la figura indica la forma del espejo primario 1 antes de la deformacion por propio peso, es decir la forma del espejo primario 1 cuando se desprecia la deformacion por propio peso. La lfnea continua en la figura indica la forma del espejo primario 1 despues de la deformacion por propio peso, es decir la forma del espejo primario 1 cuando se tiene en cuenta la deformacion por propio peso.
La figura 9 es una vista general que muestra esquematicamente la desviacion del espejo primario de la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio del modelo de referencia. La lfnea de trazos y puntos en la figura indica la forma del bastidor de estructura entramada 6 antes del hundimiento bajo carga hacia abajo del propio peso del espejo primario 1, en otras palabras, la forma cuando se desprecia la deformacion por propio peso del espejo primario 1. Las lfneas continuas en la figura indican la forma del bastidor de estructura entramada 6 despues del hundimiento bajo carga hacia abajo del peso muerto del espejo primario 1, es decir la forma cuando se tiene en cuenta la deformacion por propio peso del espejo primario 1. Los puntos negros en la figura indican los puntos en los que esta soportado el espejo primario 1 (puntos de soporte), y particularmente los puntos 7c indican los puntos en los que el espejo primario 1 esta soportado por los miembros de soporte 7c. Las flechas hacia abajo en la figura indican esquematicamente la carga aplicada en el espejo primario 1 debido a su propio peso.
La estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio del modelo de referencia dados para comparacion se describiran en detalle.
En este modelo de referencia, el espejo primario 1 y la estructura de rotacion EL 2 estan conectados directamente mediante los miembros de soporte 7c. Por lo tanto, la estructura de rotacion EL 2 hacer rotar el espejo primario 1 alrededor del eje EL mediante los miembros de soporte 7a y 7c y el bastidor de estructura entramada 6.
El espejo secundario 3 y la estructura de rotacion EL 2 estan conectados directamente mediante el soporte 4 de espejo secundario. Por lo tanto, la estructura de rotacion EL 2 hacer rotar el espejo secundario 3 mediante el soporte 4 de espejo secundario.
Por otro lado, la estructura de rotacion AZ 5 soporta la estructura de rotacion EL 2 con el soporte 5a de estructura de rotacion EL. Por lo tanto, como se entiende de la relacion entre la estructura de rotacion EL 2, el espejo primario 1 y el espejo secundario 3, la estructura de rotacion AZ 5 puede hacer rotar el espejo primario 1 y el espejo secundario 3 alrededor del eje AZ.
Como se muestra en las figuras 6 y 7, los miembros de soporte 7a estan conectados a la parte inferior del espejo primario 1 en un extremo. Los miembros de soporte 7 se extienden debajo del espejo primario 1 desde ese extremo. Los miembros de soporte 7a estan conectados al bastidor de estructura entramada 6 en el otro extremo.
Los miembros de soporte 7c que son los miembros de soporte mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a estan conectados tambien a la parte inferior del espejo primario 1 en un extremo. Extendiendose hacia abajo, los miembros de soporte 7c estan conectados al bastidor de estructura entramada 6 en el otro extremo. En mas detalle, los otros extremos de los miembros de soporte 7c estan conectados al bastidor de estructura entramada 6 en “los extremos en los que el bastidor de estructura entramada 6 se conecta a los miembros con forma de arco 2a”.
Los extremos de los miembros de soporte 7c se pueden conectar directamente a los miembros con forma de arco 2a cerca de “los extremos en los que el bastidor de estructura entramada 6 se conecta a los miembros con forma de
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arco 2a”. Ademas, las posiciones de los miembros con forma de arco 2a se pueden utilizar para funcionar como los miembros de soporte 7c. En tal caso, los miembros con forma de arco 2a soportan directamente el espejo primario 1 en las partes mas cercanas al mismo. Entonces, la carga del espejo primario 1 soportada por los miembros de soporte 7c mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a o una carga equivalente a la misma es aplicada a la estructura de rotacion EL 2 (miembros con forma de arco 2a).
Con la estructura anterior, la carga del espejo primario 1 soportada por los miembros de soporte 7c mas cercanos a los miembros con forma de arco 2a es aplicada directamente a los miembros con forma de arco 2a. Por tanto, como se muestra en las figuras 8 y 9, la estructura de soporte 7 de espejo primario, que consiste en multiples miembros de soporte 7a y miembros de soporte 7c, trasmite la carga desde el espejo primario 1 del bastidor de estructura entramada 6.
Entonces, asumiendo que la distancia sobre la que el centro del espejo primario 1 baja debido a su propio peso es 6 como se muestra en la figura 8, al aportar los miembros de soporte 7c (miembros con forma de arco 2a), la distancia sobre la que las partes mas cercanas del espejo primario 1 a los miembros con forma de arco 2a bajan es mas pequena que 6.
Esto es porque la estructura de soporte 7 de espejo primario, que consiste en multiples miembros de soporte 7a y miembros de soporte 7c y el bastidor de estructura entramada 6 son mas deformables bajo carga que los miembros con forma de arco 2a; por lo tanto, los miembros con forma de arco 2a estan sometidos a relativamente menos deformacion bajo la carga del espejo primario 1.
En otras palabras, la estructura de soporte 7 de espejo primario se acopla y se fija a la estructura de rotacion EL 2 en cada lado (las partes del espejo primario 1 cerca de los miembros con forma de arco 2a) y, por consiguiente, los extremos del espejo primario 1 tambien se acoplan a la estructura de rotacion EL 2. Entonces, la cantidad de deformacion por propio peso del espejo primario 1 esta restringida por la estructura de rotacion EL 2.
Si la estructura anterior rota alrededor del eje EL y la estructura de soporte 7 de espejo primario se deforma debido a su propio peso, el espejo primario 1 apenas se deforma en los extremos pero se deforma en el centro. Por consiguiente, el espejo primario del espejo primario 1 se deforma de manera que la parte central baja mas que los extremos, desviandose de una superficie de espejo ideal (vease la figura 9) y deteriorando la precision de espejo.
En otras palabras, la superficie de espejo primario del espejo primario 1 no puede mantener la precision de espejo debido a una diferencia significativa entre la curvatura R1 antes de la deformacion por propio peso y la curvatura R2 despues de la deformacion por propio peso (vease la figura 8). Entonces, debido a la diferencia en deformacion por propio peso del espejo primario 1, el espejo primario (o la superficie de espejo primario que es la superficie de espejo del mismo) del espejo primario 1 tiene la curvatura cambiada y se desvfa de una superficie de espejo ideal. Tal deterioro en la precision de espejo no puede ser corregido incluso si se ajusta el punto focal con el espejo secundario 3.
Por otro lado, en la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion, la estructura de soporte 7 de espejo primario no se acopla ni se fija a la estructura de rotacion EL 2 en cada lado (las partes del espejo primario 1 cerca de los miembros con forma de arco 2a). En otras palabras, en la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion, los puntos de soporte de espejo primario por parte de la estructura de rotacion EL 2 y de los miembros de soporte 7b estan separados. Ademas, la estructura de rotacion EL 2 y los miembros de soporte 7b no estan acoplados. Por lo tanto, no se produce el problema anterior con la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun el modelo de referencia dado para comparacion.
En mas detalle, la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion comprende una estructura que hace pequena la diferencia relativa en deformacion entre el centro y los lados de la estructura de soporte 7 de espejo primario. En otras palabras, se proporcionan los miembros de soporte 7b que soportan el espejo primario en los puntos de soporte de espejo primario en los lados del espejo primario 1. Entonces, los miembros de soporte 7b estan separados de la estructura de rotacion EL 2 (de modo que no se transfiere directamente fuerza) y forman una estructura de soporte ramificada de espejo primario. De esta manera, una estructura entramada que soporta el espejo primario 1 (la superficie de espejo primario) esta formada sin restriccion a partir de la estructura de rotacion EL 2.
Entonces, los miembros originales de una doble estructura se fijan a la estructura de rotacion EL 2 cuando se usan y, por lo tanto, no se reduce la rigidez de la estructura de soporte 7 de espejo primario. Ademas, los miembros de soporte 7b, que son miembros adicionales para una doble estructura entramada, tambien forman una estructura entramada de los separadores 6a de estructura, impidiendo la reduccion de rigidez.
La estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion comprenden la estructura caracterfstica anterior. Incluso si el espejo primario o la superficie de espejo primario se deforman debido a su propio peso, la estructura de soporte 7 de espejo primario no se ve influenciada por la restriccion de la estructura de rotacion EL 2. El espejo primario o la superficie de espejo primario se deforman o
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hunden de manera relativamente igual en el centro y en los lados como con la doble estructura entramada. Por consiguiente, la superficie de espejo primario casi no experimenta diferencia entre la curvatura R1 antes de la deformacion por propio peso y la curvatura R2 despues de la deformacion por propio peso. La superficie de espejo primario hace movimientos de desvfo (desplazamiento paralelo) mientras mantiene la precision de espejo (vease la figura 4). Con el punto focal ajustado con el espejo secundario 3 en este estado, se puede obtener un nivel predeterminado de precision. Entonces, la deformacion por propio peso del espejo primario 1 no sera muy diferente entre los puntos del mismo, no desviandose de una superficie de espejo ideal.
El uso de la estructura en la que la estructura de soporte 7 de espejo primario se proporciona a la estructura de rotacion EL 2 (entre los miembros con forma de arco 2a) permite a la estructura de telescopio mantener la altura pequena. Incluso con esta estructura, la estructura de soporte de espejo primario y unidad de telescopio segun una realizacion de la presente invencion pueden mantener pequena la deformacion por propio peso y mantener virtualmente la precision de espejo. Por consiguiente, facilmente se hara posible reducir la carrera de dispositivo de accionamiento para ajustar la superficie de espejo primario del espejo primario 1, simplemente la estructura de soporte de espejo primario (la estructura no necesita un alto nivel de rigidez), reduce el numero de piezas estructurales, reduce la altura del eje EL, y/o reduce de tamano de la cupula que aloja la unidad de telescopio.
La presente invencion se utiliza adecuadamente para estructuras de soporte de espejo primario que soportan un espejo primario grande que tiene un diametro de varias decenas de metros o mas grande y telescopios que comprenden un espejo primario grande.
Habiendo descrito e ilustrado los principios de esta solicitud por referencia a una realizacion preferida, debe ser evidente que la realizacion preferida se puede modificar en disposicion y detalle sin alejarse de los principios descritos en esta memoria y que se pretende que la solicitud sea interpretada como que incluye todas tales modificaciones y variaciones en tanto que se encuentre dentro del alcance del tema de discusion definido en las reivindicaciones.
Lista de
1 =
2 =
2a =

3 =

4 =

5 =
5a =
5b =

6 =
6a =

7 =
7a =
7b =
7c = AZ =
EL =
signos de referencia
espejo primario
estructura de rotacion EL
miembro con forma de arco
espejo secundario
soporte de espejo secundario
estructura de rotacion AZ
Soporte de estructura de rotacion EL
Soporte AZ
bastidor de estructura entramada
separador de estructura
estructura de soporte de espejo primario
miembro de soporte miembro de soporte miembro de soporte acimut elevacion

Claims (5)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Una estructura de soporte de espejo primario que soporta un espejo primario (1) de manera que la estructura de rotacion EL (2) que incluye dos miembros con forma de arco (2a) orientados uno hacia otro y que cada uno tiene una superficie exterior para deslizar a lo largo de una superficie de deslizamiento dispuesta en la cara lateral de un cilindro alrededor del eje EL hace rotar el espejo primario (1) alrededor del eje EL,
    caracterizada por comprender:
    - una estructura entramada que forma un bastidor (6) que se extiende entre los dos miembros con forma de arco (2a), debajo del espejo primario (1) y conectada a los miembros con forma de arco (2a) en los extremos; y
    - una estructura de soporte (7) de espejo primario que incluye multiples miembros de soporte (7a, 7b), conectando cada uno de los multiples miembros de soporte (7a, 7b) un punto o multiples puntos en la circunferencia del espejo primario (1) al bastidor de estructura (6) y haciendo que el bastidor de estructura entramada (6) aguante el propio peso del espejo primario para soportar el espejo primario (1),
    en donde al menos los miembros de soporte (7b) mas cercanos a los miembros con forma de arco (2a) estan conectados al bastidor de estructura entramada (6) en partes (6a) diferentes de los extremos en los que el bastidor de estructura entramada (6) esta conectado a los miembros con forma de arco (2a), de modo que la carga del espejo primario (1) soportada por los miembros de soporte (7b) mas cercanos a los miembros con forma de arco (2a) no es aplicada directamente a los miembros con forma de arco (2), y
    el propio peso del espejo primario es aguantado por los miembros con forma de arco (2a) a traves de los miembros de soporte (7a, 7b) y el bastidor de estructura entramada (6) reduciendo asf la diferencia de hundimiento entre el centro de la superficie de espejo primario y los lados de la superficie de espejo primario.
  2. 2. La estructura de soporte de espejo primario segun la reivindicacion 1, caracterizada por que:
    el bastidor de estructura entramada (6) y la estructura de soporte (7) de espejo primario son mas deformables bajo carga que los miembros con forma de arco (2a).
  3. 3. La estructura de soporte de espejo primario segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada por que:
    los miembros de soporte (7b) mas cercanos a los miembros con forma de arco (2a) giran alejandose de los extremos en los que el bastidor de estructura entramada (6) esta conectado a los miembros con forma de arco (2a), y se conectan al bastidor de estructura entramada (6) en partes (6a) diferentes de los extremos en las que el bastidor de estructura entramada (6) esta conectado a los miembros con forma de arco (2a).
  4. 4. La estructura de soporte de espejo primario segun la reivindicacion 3, caracterizada por que:
    los miembros de soporte (7b) mas cercanos a los miembros con forma de arco (2a) se extienden hacia abajo a lo largo de los miembros con forma de arco (2a) con una distancia desde los miembros con forma de arco (2a), se ramifican y giran alejandose de los extremos en los que el bastidor de estructura entramada (6) esta conectado a los miembros con forma de arco (2a) en el extremo extendido, y se conectan al bastidor de estructura entramada (6) en partes diferentes de los extremos en los que el bastidor de estructura entramada (6) esta conectado a los miembros con forma de arco (2a).
  5. 5. Una unidad de telescopio, que comprende:
    - la estructura de soporte de espejo primario segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4; y
    - un espejo primario (1),
    en donde la estructura de soporte de espejo primario comprende ademas una estructura de rotacion AZ (5) que soporta y desliza los dos miembros con forma de arco (2a) de la estructura de rotacion EL (2) para hacer rotar el espejo primario (1) alrededor del eje AZ.
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