FR2479486A1 - Spherical telescope or radar bowl mounting - has sphere supported on two rings by ball bearings or pads to permit pivoting in all directions - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet des montures sphériques comportant un dispositif de support pivotant autour du centre de la sphère, utilisables notamment comme montures de télescope. The present invention relates to spherical mounts comprising a support device pivoting around the center of the sphere, usable in particular as telescope mounts.
Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des montures pivotantes d'appareils orientables tels que télescopes, radars et capteurs solaires. The technical sector of the invention is that of the construction of pivoting mounts of orientable devices such as telescopes, radars and solar collectors.
Les télescopes connus comportent un miroir concave qui réfléchit les rayons lumineux vers des moyens d'observation, d'enregistrement ou d'analyse des images. Ce miroir est porté par une monture orientable pour suivre le mouvement des astres. Known telescopes include a concave mirror which reflects the light rays towards means for observing, recording or analyzing images. This mirror is carried by an adjustable frame to follow the movement of the stars.
On connaît des télescopes dont la monture orientable est constituée par une sphère. Une telle monture sphérique présente l'avantage d'être orientable dans toutes les directions par des rotations autour du centre de la sphère qui reste fixe. On peut ainsi disposer au centre un miroir de renvoi du faisceau lumineux vers un laboratoire d'observation. On connaît notamment des réseaux de télescopes qui sont disposés autour d'un laboratoire d'observation dans lequel on recombine les images d'un même astre, captées par les différents télescopes. Cette technique est connue sous le nom de synthèse d'ouverture ou interférométrie. Elle permet d'accroître la résolution angulaire dont on sait qu'elle est inversement proportionnelle au diamètre d'ouverture. Telescopes are known, the swivel mount of which consists of a sphere. Such a spherical mount has the advantage of being orientable in all directions by rotations around the center of the sphere which remains fixed. It is thus possible to place in the center a mirror for returning the light beam to an observation laboratory. Networks of telescopes are known in particular which are arranged around an observation laboratory in which the images of the same celestial body, captured by the various telescopes, are recombined. This technique is known as aperture synthesis or interferometry. It increases the angular resolution which we know is inversely proportional to the opening diameter.
Les montures sphériques de télescopes conviennent particulièrement bien à la construction de tels réseaux de télescopes. Spherical telescope mounts are particularly suitable for the construction of such telescope arrays.
Les montures sphériques présentent également des avantages lorsqu'elles sont utilisées comme montures de télescopes individuels. Spherical mounts also have advantages when used as individual telescope mounts.
En effet, on sait construire des coques sphériques creuses en béton armé ayant une épaisseur de l'ordre de 50 mm, à l'interieur desquelles on peut loger un tube cylindrique en béton supportant un miroir parabolique de grand diamètre d'ouverture. Indeed, it is known to build hollow spherical reinforced concrete shells having a thickness of the order of 50 mm, inside which one can accommodate a cylindrical concrete tube supporting a parabolic mirror with a large opening diameter.
La géométrie sphérique fait que l'inertie de la monture,et par conséquent ses déformations, sont sensiblement constantes pour les diverses positions de la sphère et cet avantage est très important par suite des très grandes précisions géométriques auxquelles ces appareils doivent répondre. The spherical geometry means that the inertia of the frame, and consequently its deformations, are appreciably constant for the various positions of the sphere and this advantage is very important due to the very high geometric precision to which these devices must respond.
Une monture sphérique reposant sur une base appropriée qui permet de faire pivoter la sphère autour de son centre, permet de viser pratiquement n? importa quel point du ciel. A spherical mount resting on a suitable base which makes it possible to pivot the sphere around its center, makes it possible to aim practically n? matter what point of the sky.
Cependant, la réalisation d'un dispositif permettant de supporter une sphère en béton et de l'entraîner en rotation autour de son centre, suivant un mouvement déterminé, pose des problèmes difficiles. However, the realization of a device making it possible to support a concrete sphere and to drive it in rotation around its center, according to a determined movement, poses difficult problems.
Les sphères creuses en béton, utilisées comme montures de télescopes,sont des volumes très encombrants et très lourds. Le diamètre de ces sphères est par exemple de l'ordre de 4 à 8 m et le poids de- l'ordre de plusieurs centaines de tonnes. De plus, ces sphères.comportent généralement une ouverture méridienne destinée au passage du faisceau de lumière réfléchie. Hollow concrete spheres, used as telescope mounts, are very bulky and very heavy volumes. The diameter of these spheres is for example of the order of 4 to 8 m and the weight of the order of several hundred tonnes. In addition, these spheres generally have a meridian opening intended for the passage of the beam of reflected light.
Pour supporter la sphère de façon rotative, on pourrait penser à la poser sur une calotte sphérique concave de même rayon et à intercaler un film de liquide entre la surface externe de la sphère et la calotte. Cette solution ne peut convenir, car la surface en béton de la sphère n'est pas étanche et l'ouverture méridienne interdit cette solution. To support the sphere in a rotary way, one could think of placing it on a concave spherical cap of the same radius and of inserting a film of liquid between the external surface of the sphere and the cap. This solution cannot be suitable, because the concrete surface of the sphere is not waterproof and the meridian opening prohibits this solution.
On pourrait également penser à poser la sphère sur des trains de billes ou des rouleaux cylindriques, mais dans ce cas, les contacts entre la sphère et les billes ou les rouleaux sont ponctuels et les contraintes auxquelles on arrive dépassent la résistance à la compression du béton. One could also think of placing the sphere on trains of cylindrical balls or rollers, but in this case, the contacts between the sphere and the balls or the rollers are punctual and the stresses which one arrives exceed the compressive strength of the concrete .
L'objectif delta présente invention est de procurer de nouveaux dispositifs qui permettent de supporter une sphère en béton utilisée comme monture de télescope et d'entraîner celle -ci en rotation autour de son centre dans toutes les directions, en asservissant les rotations au mouvement d'un astre. The objective of the present invention is to provide new devices which make it possible to support a concrete sphere used as a telescope mount and to drive the latter in rotation around its center in all directions, by controlling the rotations to the movement of 'a star.
Cet objectif est atteint au moyen d'un dispositif qui comporte une pluralité d'appuis qui supportent ladite sphère et chacun de ces appuis comporte un patin qui s'appuie contre la face externe de ladite sphère, deux portées.spheriques qui sont concentriques avec ladite sphère et entre lesquelles sont placées des billes ou des paliers fluides permettant un déplacement relatif des deux portées, un vérin débrayable qui permet de maintenir alternativement un premier et un deuxième groupe de patins appuyés contre la sphère et des moyens pour déplacer pas à pas lesdits patins. This objective is achieved by means of a device which comprises a plurality of supports which support said sphere and each of these supports comprises a shoe which bears against the external face of said sphere, two spherical surfaces which are concentric with said sphere and between which are placed balls or fluid bearings allowing a relative displacement of the two bearings, a disengageable cylinder which makes it possible to maintain alternately a first and a second group of pads pressed against the sphere and means for moving said pads step by step .
Un dispositif selon l'invention comporte un support annulaire fixe en forme de tore, qui est disposé au-dessous de la sphère, dont l'axe vertical passe par le centre de la sphère et sur lequel reposent lesdits appuis. Il comporte, en outre, deux anneaux mobiles qui sont reliés respectivement au premier et au deuxième groupe de patins. Chaque anneau mobile comporte au moins trois vérins qui le relient au support annulaire fixe et qui permettent de faire pivoter l'anneau dans toutes les directions autour du centre de- la sphère. De préférence, chaque anneau mobile comporte deux paires de vérins diamétralement opposées et les deux vérins de chaque paire ont des tiges qui convergent vers un même point de l'anneau mobile autour duquel elles sont articulées. A device according to the invention comprises a fixed annular support in the form of a torus, which is arranged below the sphere, the vertical axis of which passes through the center of the sphere and on which said supports rest. It further comprises two movable rings which are connected respectively to the first and to the second group of pads. Each movable ring comprises at least three jacks which connect it to the fixed annular support and which make it possible to rotate the ring in all directions around the center of the sphere. Preferably, each movable ring comprises two pairs of diametrically opposite jacks and the two jacks of each pair have rods which converge towards a same point on the movable ring around which they are articulated.
Chaque vérin actionnant les anneaux mobiles est équipé d'un capteur de déplacement linéaire et est alimenté en fluide comprimé à travers une électrovanne et les différentes électrovannes sont commandées automati- quement de telle sorte que les déplacements linéaires des vérins suivent des valeurs programmées qui correspondent à la trajectoire d'un astre déterminé. Each actuator actuating the movable rings is equipped with a linear displacement sensor and is supplied with compressed fluid through a solenoid valve and the various solenoid valves are controlled automatically so that the linear displacements of the actuators follow programmed values which correspond to the trajectory of a given star.
L'invention a pour résultat de nouveaux dispositifs de support orientable d'une monture sphérique de telescope ou d'un appareil orientable. The invention results in new orientable support devices for a spherical telescope mount or an orientable device.
Les dispositifs selon l'invention présentent l'avantage de pouvoir supporter des charges de plusieurs centaines de tonnes qui correspondent au poids de sphères en béton, sans que les contraintes dans les points d'appui de la sphère sur les patins, ne dépasse la résistance à la compression du béton. Il suffit de choisir convenablement le nombre de patins et la surface d'appui de chacun d'entre eux. The devices according to the invention have the advantage of being able to support loads of several hundred tonnes which correspond to the weight of concrete spheres, without the stresses in the points of support of the sphere on the pads, exceeding the resistance compression of concrete. You just have to choose the number of pads and the support surface of each one properly.
Un autre avantage des dispositifs selon l'invention est qu'ils permettent d'obtenir des rotations de la sphère,autour de son centre,de très grande ouverture angulaire et ils permettent donc de suivre un astre avec un télescope pendant toute sa trajectoire visible. Another advantage of the devices according to the invention is that they make it possible to obtain rotations of the sphere, around its center, of very large angular opening and they therefore make it possible to follow a star with a telescope throughout its visible trajectory.
Un autre avantage des dispositifs selon l'invention est qu'ils permettent de contrôler les mouvements de la sphère qui sont obtenus par des verins dont l'on peut mesurer facilement le déplacement linéaire, ce qui permet d'asservir le mouvement de la sphère à suivre un mouvement programmé correspondant à la trajectoire d'un astre déterminé. Another advantage of the devices according to the invention is that they make it possible to control the movements of the sphere which are obtained by jacks whose linear displacement can be easily measured, which makes it possible to control the movement of the sphere to follow a programmed movement corresponding to the trajectory of a determined star.
La description suivante se refère aux dessins annexés qui représen- tent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation de dispositifs selon l'invention. The following description refers to the appended drawings which represent, without any limiting nature, exemplary embodiments of devices according to the invention.
La figure 1 représente une coupe axiale d'un télescope à monture sphérique selon l'invention. Figure 1 shows an axial section of a spherical mount telescope according to the invention.
La figure 2 est une vue en élévation d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention pour supporter une monture sphérique de télescope. Figure 2 is an elevational view of an embodiment of a device according to the invention for supporting a spherical telescope mount.
Les figures 3, 4 et 5 sont des vues partielles de dispositifs selon la figure 2. Figures 3, 4 and 5 are partial views of devices according to Figure 2.
Les figures 6 et 7 sont des coupes verticales par deux plans perpendiculaires l'un à l'autre d'une variante de réalisation d'un disposer tif selon l'invention. Figures 6 and 7 are vertical sections through two planes perpendicular to each other of an alternative embodiment of a dispos tif according to the invention.
La figure 1 représente un télescope 1 comportant un miroir parabolique 2 de grande ouverture et d'axe z zi. Le miroir 2 est monté dans le fond d'un tube cylindrique coaxial 3 qui est porté par une monture sphérique 4 dont le centre 0 est situé sur l'axe z zi. Le tube 3 porte un premier miroir de renvoi 5 placé au foyer du miroir parabolique et un deuxième miroir de renvoi, incliné à 45 sur l'axe z zl, et placé au centre 0. On a représenté par des flèches le tracé d'un rayon lumineux incident I parallèle à l'axe z zl, qui est réfléchi successivement par les miroirs 2, 5 et 6.Le tube cylindrique 3 et la sphère 4 comportent chacun une ouverture étroite 7 et 8 à travers lesquelles les rayons réfléchis par le miroir 6 passent pour se diriger vers un laboratoire dans lequel on peut superposer les images fournies par plusieurs télescopes identiques pour les observer, les enregistrer ou les analyser. FIG. 1 represents a telescope 1 comprising a parabolic mirror 2 with a large aperture and an axis z zi. The mirror 2 is mounted in the bottom of a coaxial cylindrical tube 3 which is carried by a spherical mount 4 whose center 0 is located on the axis z zi. The tube 3 carries a first deflection mirror 5 placed at the focal point of the parabolic mirror and a second deflection mirror, inclined at 45 on the axis z zl, and placed at the center 0. The drawing of a incident light ray I parallel to the axis z zl, which is successively reflected by the mirrors 2, 5 and 6. The cylindrical tube 3 and the sphere 4 each have a narrow opening 7 and 8 through which the rays reflected by the mirror 6 pass to go towards a laboratory in which one can superimpose the images provided by several identical telescopes to observe, record or analyze them.
Un des problèmes à résoudre est de supporter la sphère 4 , de telle façon qu'elle soit libre de tourner dans n'importe quelle direction autour du centre 0, pour maintenir l'axe z zl pointé vers un astre. Le miroir 2 a un diamètre d'ouverture compris par exemple entre 1 m et 4 m et la sphère 4 a un diamètre de l'ordre de 4 à 8 m. One of the problems to be solved is to support the sphere 4, so that it is free to rotate in any direction around the center 0, to maintain the axis z zl pointed towards a star. The mirror 2 has an opening diameter of, for example, between 1 m and 4 m and the sphere 4 has a diameter of the order of 4 to 8 m.
La sphère 4 et le tube 3 sont construits par exemple en béton armé. Ils comportent une armature en fers à béton, recouverte de plusieurs nappes de treillis métallique, sur laquelle on projette du béton formant une coque ayant une éapisseur de l'ordre de 50 mm. Le poids total est de l'ordre de quelques dizaines à plusieurs centaines de tonnes. The sphere 4 and the tube 3 are constructed for example of reinforced concrete. They include a concrete reinforcement, covered with several layers of wire mesh, onto which concrete is sprayed forming a shell having a splinter of the order of 50 mm. The total weight is of the order of a few tens to several hundred tonnes.
En fin de cimentage, on racle le ciment frais de la surface externe avec un calibre découpé en forme d'arc de cercle et monté sur un pivot. At the end of cementing, the fresh cement is scraped from the external surface with a gauge cut out in the shape of an arc of a circle and mounted on a pivot.
Ensuite on usine la surface externe de façon très précise par une technique de rodage au moyen d'un polissoir abrasif ayant la forme d'une calotte sphérique.Then the external surface is machined very precisely by a lapping technique using an abrasive polisher having the shape of a spherical cap.
La sphère 4 est posée sur deux anneaux circulaires 9 et 10 situés aux environs du 450 parallèle et au-dessous du centre 0. Les anneaux 9 et 10 ont une face externe convexe sphérique de centre 0, parallele à la surface de la sphère 4. Les surfaces externes reposent sur des billes 11 qui peuvent être remplacées par des patins hydrostatiques. Les billes 11 roulent sur la surface concave et sphérique 12 d'un support annulaire 13 posé sur le sol. La hauteur du support 13 est telle que le point le plus bas de la sphère soit au-dessus du sol. The sphere 4 is placed on two circular rings 9 and 10 situated around the parallel 450 and below the center 0. The rings 9 and 10 have a spherical convex external face of center 0, parallel to the surface of the sphere 4. The external surfaces rest on balls 11 which can be replaced by hydrostatic pads. The balls 11 roll on the concave and spherical surface 12 of an annular support 13 placed on the ground. The height of the support 13 is such that the lowest point of the sphere is above the ground.
Les billes 11 peuvent rouler sur la surface 12 dans toutes les directions de sorte qu'en utilisant trois vérins hydrauliques, pneumatiques ou électriques agissant dans des plans tangents à la sphère 4 dans des directions non parallèles et en faisant varier les déplacements relatifs de ces vérins, il est possible de faire pivoter la sphère autour de n'importe quel axe passant par le centre 0. The balls 11 can roll on the surface 12 in all directions so that by using three hydraulic, pneumatic or electric jacks acting in planes tangent to the sphere 4 in non-parallel directions and by varying the relative displacements of these jacks , it is possible to rotate the sphere around any axis passing through the center 0.
Le problème qui se pose est celui de la limitation du débattement angulaire de la sphère. En effet, lorsque la sphère tourne, les billes 11 roulent sur la surface sphérique 12 et lrosqu'elles arrivent à la limite de celle-ci, il n'est pas possible d'aller plus loin. The problem that arises is that of limiting the angular movement of the sphere. Indeed, when the sphere rotates, the balls 11 roll on the spherical surface 12 and when they arrive at the limit thereof, it is not possible to go any further.
Le dispositif selon 1 invention permet de résoudre cette difficulté au moyen de deux anneaux mobiles indépendants 9 et 10 qui supportent alternativement la sphère 4 grâce à un dispositif d'embrayage qui permet de désolidariser la sphère alternativement de l'un ou de l'autre des deux anneaux. Ainsi, le débattement angulaire de la sphère 4 devient illimité car le mouvement de rotation commencé sur un premier anneau se poursuit sur le deuxième pendant que le premier retourne à sa position initiale. On obtient finalement un déplacement illimité pas à pas selon un principe analogue à celui qui est utilisé pour la marche en prenant appui alternativement sur une jambe puis sur l'autre. Bien évidemment, le déplacement alternatif des deux anneaux 9 et 10 comporte une phase dans laquelle les deux anneaux supportent tous les deux la sphère. The device according to 1 invention makes it possible to solve this difficulty by means of two independent movable rings 9 and 10 which alternately support the sphere 4 thanks to a clutch device which makes it possible to separate the sphere alternately from one or the other of the two rings. Thus, the angular movement of the sphere 4 becomes unlimited because the rotational movement started on a first ring continues on the second while the first returns to its initial position. One finally obtains an unlimited movement step by step according to a principle analogous to that which is used for walking by taking support alternately on one leg then on the other. Obviously, the alternating movement of the two rings 9 and 10 includes a phase in which the two rings both support the sphere.
Afin de réaliser de façon pratique un dispositif permettant de supporter alternativement la sphère 4 sur des appuis mobiles indépendants, on pose la sphère sur une pluralité d'appuis, par exemple sur 24 appuis radiaux répartis tout autour d'un petit cercle de la sphère. In order to provide a practical device for alternately supporting the sphere 4 on independent mobile supports, the sphere is placed on a plurality of supports, for example on 24 radial supports distributed all around a small circle of the sphere.
La figure 2 représente une vue en élévation à plus grande échelle du dispositif utilisé. Le repère 14 représente un support fixe en forme de tore dont l'axe vertical z z1 passe par le centre de la sphère. Ce support 14 remplit la même fonction que le support 13 de la figure 1. Le support 14 porte une pluralité de portées sphériques concaves 15 concentriques avec la sphère 4 qui ont la meme fonction que les portées 12 de la figure 1 et sur chacune desquelles roule une bille 16. FIG. 2 represents a view in elevation on a larger scale of the device used. The reference 14 represents a fixed support in the form of a torus whose vertical axis z z1 passes through the center of the sphere. This support 14 fulfills the same function as the support 13 of FIG. 1. The support 14 carries a plurality of concave spherical bearing surfaces 15 concentric with the sphere 4 which have the same function as the bearing surfaces 12 of FIG. 1 and on each of which rolls a ball 16.
Des vérins è faible course 17 maintiennnent, d'une part, un patin 18 appuyé contre la sphère 4 et ils maintiennent, d'autre part, une portée sphérique convexe 19, coaxiale avec la sphère 4, appuyée contre la bille 16. Short stroke cylinders 17 maintain, on the one hand, a shoe 18 pressed against the sphere 4 and they maintain, on the other hand, a convex spherical bearing 19, coaxial with the sphere 4, pressed against the ball 16.
On a représenté sur la figure 2 seulement deux vérins 17a et 17b pour ne pas obscucir le dessin. Le vérin 17a est fixé par des goussets 20a à un anneau mobile 21. Le vérin 17b est fixé par des goussets 20b a un anneau mobile 22. There is shown in Figure 2 only two cylinders 17a and 17b so as not to obscure the drawing. The jack 17a is fixed by gussets 20a to a movable ring 21. The jack 17b is fixed by gussets 20b to a movable ring 22.
Les vérins 17 forment deux ensembles dont les éléments sont fixés alternativement sur l'anneau 21 et sur 11 anneau 22 et un dispositif de commande hydraulique met alternativement en pression les vérins du groupe 17a et les vérins du groupe 17b. Le poids de la sphère est supporté par les patins 18 et la surface de ceux-ci est calculée pour que les contraintes qui s'exercent sur la sphère aux points de contact des patins soient inférieures à la résistance à la compression du béton de la sphère. Le poids de la sphère est transmis par le groupe de vérins qui sont mis en pression au support fixe 14. Les billes 16, qui roulent sur les portées sphériques 15 et 19, obligent la sphère à pivoter autour de son centre. The jacks 17 form two assemblies, the elements of which are fixed alternately to the ring 21 and to the ring 22 and a hydraulic control device alternately presses the jacks of the group 17a and the jacks of the group 17b. The weight of the sphere is supported by the pads 18 and the surface thereof is calculated so that the stresses exerted on the sphere at the points of contact of the pads are less than the compressive strength of the concrete of the sphere . The weight of the sphere is transmitted by the group of jacks which are pressurized to the fixed support 14. The balls 16, which roll on the spherical bearings 15 and 19, force the sphere to pivot around its center.
Tous les mouvements de rotation de la sphère autour de son centre peuvent être obtenus avec un minimum de trois vérins agissant sur chaque anneau mobile 21 ou 22, pour le déplacer autour du centre 0, dans n1 importe quelle direction. On déplace un premier anneau mobile, en meme temps que les vérins 17, qui sont fixés à cet anneau, appliquent les patins 18 contre la sphère,de sorte que le mouvement de l'anneau qui est déplacé est transmis à la sphère par un groupe de patins 18, pendant que l'autre anneau,et l'autre groupe de patins 18 restent immobiles et désolidarisés de la sphère. All the rotational movements of the sphere around its center can be obtained with a minimum of three jacks acting on each movable ring 21 or 22, to move it around the center 0, in any direction. A first movable ring is moved, at the same time as the jacks 17, which are fixed to this ring, apply the pads 18 against the sphere, so that the movement of the ring which is moved is transmitted to the sphere by a group of pads 18, while the other ring, and the other group of pads 18 remain stationary and separated from the sphere.
Après avoir ainsi déplacé la sphère 4 d'un angle suffisamment faible pour que les billes 16 des vérins 17, qui portent la sphère, ne risquent pas d'échapper aux portées sphériques 15 et 19, on met en appui la sphère sur l'autre groupe de patins 18 qui sont reliés au deuxième anneau mobile et on déplace le deuxième anneau mobile pendant que le premier anneau mobile est ramené à sa position initiale et ainsi de suite, on alterne les déplacements des deux anneaux mobiles 21 et 22, chacun de ceuxci revenant prendre sa position initiale pendant que le deuxième entraîne la sphère. After having thus displaced the sphere 4 by a sufficiently small angle so that the balls 16 of the jacks 17, which carry the sphere, do not risk escaping the spherical bearings 15 and 19, the sphere is supported on the other group of pads 18 which are connected to the second movable ring and the second movable ring is moved while the first movable ring is brought back to its initial position and so on, the movements of the two movable rings 21 and 22 are alternated, each of these returning to take its initial position while the second drives the sphere.
Une façon préférentielle de disposer les vérins est représentée en partie sur la figure 2. A preferred way of placing the jacks is shown in part in FIG. 2.
Chaque anneau mobile 21 et 22 est déplacé par deux paires de vérins qui poussent sur deux points de chaque anneau qui sont par exemple deux points diamétralement opposes. Each movable ring 21 and 22 is moved by two pairs of jacks which push on two points of each ring which are for example two diametrically opposite points.
On a représenté sur la figure 2 deux vérins 23 et 24 qui sont fixés sur une potence 34 portée par l'anneau 14 et qui poussent respectivement l'anneau mobile 21 et l'anneau mobile 22. Ces deux vérins sont situés sensiblement dans un plan tangent à la sphère 4. There is shown in Figure 2 two cylinders 23 and 24 which are fixed on a bracket 34 carried by the ring 14 and which respectively push the movable ring 21 and the movable ring 22. These two jacks are located substantially in a plane tangent to sphere 4.
On voit sur la figure 4 une paire de vérins 23 et 28 dont les tiges convergent vers un point 27 de l'anneau mobile 21 autour duquel elles sont articulées ainsi qu' une paire de vérins 24 et 29 dont les tiges convergent vers un point 30 de l'anneau mobile 22 autour duquel elles sont articulées. FIG. 4 shows a pair of jacks 23 and 28 whose rods converge towards a point 27 of the movable ring 21 around which they are articulated as well as a pair of jacks 24 and 29 whose rods converge on a point 30 of the movable ring 22 around which they are articulated.
En composant les déplacements relatifs des deux vérins de chaque paires 23, 28 ou 24, 29, il est possible de faire varier la direction de déplacement du point de jonction 27 ou 30. En agissant sur les deux paires de vérins diamétralement opposées de chaque anneau mobile, on peut faire pivoter chacun des anneaux mobiles dans n'importe quelle direction autour du centre O de la sphère en entraînant la sphère dans cette rotation par l'intermédiaire des patins 18 reliés à l'anneau mobile. Un des quatre vérins qui poussent chaque anneau peut être un vérin passif ou un ressort appliquant à l'anneau mobile une force constante de rappel, et les trois autres vérins sont à simple effet. Chaque vérin comporte un capteur de déplacement linéaire qui est relié à un ordinateur de pilotage. By composing the relative displacements of the two cylinders of each pair 23, 28 or 24, 29, it is possible to vary the direction of movement of the junction point 27 or 30. By acting on the two pairs of diametrically opposite cylinders of each ring mobile, we can rotate each of the mobile rings in any direction around the center O of the sphere by driving the sphere in this rotation through the pads 18 connected to the mobile ring. One of the four cylinders that push each ring can be a passive cylinder or a spring applying a constant restoring force to the mobile ring, and the other three cylinders are single acting. Each cylinder has a linear displacement sensor which is connected to a control computer.
Les valeurs numériques des déplacements linéaires des différents vérins sont programmées pour que l'axe du télescope reste pointé vers le même astre, dont le mouvement est bien connu. The numerical values of the linear displacements of the various cylinders are programmed so that the axis of the telescope remains pointed towards the same star, whose movement is well known.
L'alimentation en fluide de chaque vérin comporte une électrovanne qui est télécommandée par l'ordinateur qui compare les valeurs de déplacement mesurées par les capteurs aux valeurs programmées et qui agit automatiquement sur les électrovannes pour faire coïncides ces valeurs. The fluid supply of each actuator comprises a solenoid valve which is remotely controlled by the computer which compares the displacement values measured by the sensors with the programmed values and which acts automatically on the solenoid valves to make these values coincide.
Ainsi, en combinant les mouvements des vérins de poussée des anneaux mobiles et les cycles d'embrayage et de débrayage des vérins 17, il est possible d'obtenir n importe quel mouvement programmé de la sphère 4 autour de son centre. Thus, by combining the movements of the thrust cylinders of the movable rings and the clutching and disengaging cycles of the jacks 17, it is possible to obtain any programmed movement of the sphere 4 around its center.
On peut mesurer à tout instant l'orientation de la sphère au moyen de capteurs de déplacement angulaire montés sur des niveaux à bulles asservis ou sur des plateformes inertielles ou au moyen de dispositifs interfero- métriques permettant un comptage de franges en lumière cohérente. The orientation of the sphere can be measured at any time by means of angular displacement sensors mounted on controlled bubble levels or on inertial platforms or by means of interferometric devices allowing counting of fringes in coherent light.
La figure 3 représente, à plus grande échelle, une coupe partielle médiane de la sphère 4 et d'un mode de réalisation d'un des appuis de la sphère sur le support annulaire fixe 14. On voit sur cette figure un des cylindres de vérin 25, fixé à l'anneau fixe 14 et le piston 26 du vérin d'embrayage 17 qui est un piston à très faible course. FIG. 3 represents, on a larger scale, a partial median section of the sphere 4 and of an embodiment of one of the supports of the sphere on the fixed annular support 14. This figure shows one of the cylinder cylinders 25, fixed to the fixed ring 14 and the piston 26 of the clutch cylinder 17 which is a very short stroke piston.
Le piston 26 supporte une surface de roulement. On retrouve une bille 16 qui roule entre la surface sphérique concave 15 et la surface sphérique convexe 19. Le prolongement des surfaces sphériques 15 et 19 est représenté en pointillés. Ces deux portées sont en acier dur et usinées suivant des surfaces sphériques concentriques avec la sphère 4. The piston 26 supports a rolling surface. There is a ball 16 which rolls between the concave spherical surface 15 and the convex spherical surface 19. The extension of the spherical surfaces 15 and 19 is shown in dotted lines. These two spans are made of hard steel and machined according to spherical surfaces concentric with sphere 4.
On voit sur la figure 3 un des patins 18 qui est maintenu appuyé contre la surface externe de la sphère par la poussée du vérin 17. FIG. 3 shows one of the pads 18 which is kept pressed against the external surface of the sphere by the thrust of the jack 17.
La face du patin 18, qui est en contact avec la surface de la sphère, est usinée suivant une surface sphérique de même rayon que la sphère. The face of the pad 18, which is in contact with the surface of the sphere, is machined along a spherical surface of the same radius as the sphere.
Elle est garnie, de préférence,d'une couche de matière plastique, par exemple de polytétrafluoréthylène. Le patin 18 représenté sur la figure 1 est relié à l'anneau mobile 21 par un gousset 20.It is preferably lined with a layer of plastic, for example polytetrafluoroethylene. The shoe 18 shown in FIG. 1 is connected to the movable ring 21 by a gusset 20.
Le dispositif comporte 24 patins 18 dont 12 sont reliés à l'anneau 21 et 12 à l'anneau 22. The device comprises 24 pads 18, 12 of which are connected to the ring 21 and 12 to the ring 22.
La figure 4 est une vue partielle depuis le centre de la sphère du dispositif de support et d'orientation de la sphère, la sphère étant enlevée. On retrouve sur cette figure l'anneau fixe 14 et les deux anneaux mobiles 21 et 22. On voit six des 24 patins 18 qui sont répartis en deux groupes, un groupe de patins 18a, reliés à l'anneau 21 par des goussets 20a et un groupe de patins 18b reliés à l'anneau 22 par des goussets 20b. On retrouve sur cette figure les deux vérins 23 et 28 dont les tiges sont articulées autour d'un même point 27 fixé à l'anneau mobile 21 et les deux vérins 24 et 29 dont les tiges sont articulées autour d'un même point 30 qui est fixé à l'anneau mobile 22. Figure 4 is a partial view from the center of the sphere of the support and orientation device of the sphere, the sphere being removed. This figure shows the fixed ring 14 and the two movable rings 21 and 22. We see six of the 24 pads 18 which are divided into two groups, a group of pads 18a, connected to the ring 21 by gussets 20a and a group of pads 18b connected to the ring 22 by gussets 20b. This figure shows the two cylinders 23 and 28 whose rods are articulated around the same point 27 fixed to the movable ring 21 and the two cylinders 24 and 29 whose rods are articulated around the same point 30 which is fixed to the movable ring 22.
La figure 5 represente une coupe à plus grande échelle passant par l'axe de l'un des vérins d'appui 17. On retrouve sur cette vue la sphère 4 posée sur un patin 18, qui est relié par des goussets 10 et par une bague cylindrique 32 à l'anneau mobile 21. On voit également les surfaces sphériques concentriques 15 et 19 sur lesquelles roule la bille 16. On voit enfin le vérin débrayable 17 composé d'un cylindre 25 qui est soudé au support fixe 1 et d'piston à faible course 26. On a repré senté sur ce dessin 11 arrivée d'huile sous pression 31 qui alimente le vérin et qui permet de débrayer et d'embrayer alternativement les vérins qui commandent le groupe de patins 18a et ceux qui commandent le groupe de patins 18b.Les électrovannes d'asservissement sont disposées sur les conduites d'huile qui aboutissent aux arrivées d'huile 31. Figure 5 shows a section on a larger scale passing through the axis of one of the support cylinders 17. We find in this view the sphere 4 placed on a pad 18, which is connected by gussets 10 and by a cylindrical ring 32 to the movable ring 21. We also see the concentric spherical surfaces 15 and 19 on which the ball rolls 16. We finally see the disengageable cylinder 17 composed of a cylinder 25 which is welded to the fixed support 1 and piston with short stroke 26. This drawing 11 shows the arrival of pressurized oil 31 which feeds the jack and which allows the clutch which alternately disengages and engages the jacks which control the group of pads 18a and those which control the group pads 18b. The servo solenoid valves are arranged on the oil pipes which lead to the oil inlets 31.
On a représenté également sur la figure 5 une cage 33 qui empêche que les billes 16 ne puissent tomber en dehors des portées sphériques 15 et 19. On rappelle que les billes 16 peuvent être remplacées par des paliers fluides. FIG. 5 also shows a cage 33 which prevents the balls 16 from falling outside the spherical bearings 15 and 19. It will be recalled that the balls 16 can be replaced by fluid bearings.
Les figures 6 et 7 représentent des coupes par deux plans axiaux VI-VI et VII-VII perpendiculaires l'un à l'autre d'une variante de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On a représenté sur ces figures la sphère 4 sans le télescope et trois axes x xl, y y1 et z zl passant par le centre 0 de la sphère. De préférence, ces axes sont orthogonaux bien que cette disposition ne soit pas nécessaire. Figures 6 and 7 show sections through two axial planes VI-VI and VII-VII perpendicular to each other of an alternative embodiment of a device according to the invention. These figures show the sphere 4 without the telescope and three axes x xl, y y1 and z zl passing through the center 0 of the sphere. Preferably, these axes are orthogonal although this arrangement is not necessary.
Le dispositif de support comporte un pivot 35 qui permet de faire tourner la sphère autour de l'axe vertical z z1. Le pivot 35 porte deux oti plusieurs trains de rouleaux, de galets, de billes ou de roulements à bille 36 et 37, parallèles à ltaxe y y1. The support device comprises a pivot 35 which makes it possible to rotate the sphere around the vertical axis z z1. The pivot 35 carries two oti several trains of rollers, rollers, balls or ball bearings 36 and 37, parallel to the axis y y1.
Sur les génératrices supérieures des rouleaux ou des galets ou sur les sommets des billes, s'appuie une piste cylindrique 38 de rayon
R2 et d'axe y y1. Cette piste cylindrique est la surface inférieure d'un support intermédiaire 39 qui porte également au moins deux trains 40 et 41 de rouleaux, galets, billes ou analogues, dont les axes sont parallèles à l'axe x xl.On the upper generators of the rollers or rollers or on the tops of the balls, is supported a cylindrical track 38 of radius
R2 and axis y y1. This cylindrical track is the lower surface of an intermediate support 39 which also carries at least two trains 40 and 41 of rollers, rollers, balls or the like, whose axes are parallel to the axis x xl.
Sur les génératrices supérieures des galets 40 et 41 ou sur les sommets des billes, s'appuie une piste cylindrique 42 de rayon R1 et d'axe x x2. La piste 42 est la face inférieure d'un support 43 dont la face supérieure concave et sphérique épouse la forme de la sphère 4 qu'il supporte. On the upper generators of the rollers 40 and 41 or on the tops of the balls, a cylindrical track 42 of radius R1 and axis x x2 is supported. The track 42 is the underside of a support 43 whose concave and spherical upper face follows the shape of the sphere 4 that it supports.
En combinant les mouvements de rotation autour des trois axes x xl, y y1 et z z1, on peut faire pivoter la sphère 4 dans n'importe quelle direction autour du centre 0. By combining the rotational movements around the three axes x xl, y y1 and z z1, we can rotate the sphere 4 in any direction around the center 0.
On peut fragmenter chaque piste ou chaque trains de rouleaux en trois tronconsS un troncon central par exemple les tronçons 37a, 41a et 43a et en deux tronçons latéraux par exemple les deux tronçons 37b, 41b et 43b et embrayer alternativement sur la sphère, soit le tronçon central, soit les tronçons latéraux pendant que l'autre tronçon revient à la position initiale, ce qui permet ainsi d'obrenir un déplacement alterné pas à pas, analogue à celui de la marche sur deux jambes et donc une possibilité de déplacement angulaire illimitée malgré une longueur limitée des pistes cylindriques. Le pivot vertical peut rester embrayé en permanence. Les trains de rouleaux, de galets ou de billes peuvent être remplacés par des paliers fluides comportant un fluide disposé entre deux pistes cylindriques parallèles, lesquels paliers fluides constituent un équivalent technique d'un palier à billes ou à rouleaux. It is possible to fragment each track or each train of rolls into three sections A central section for example the sections 37a, 41a and 43a and into two lateral sections for example the two sections 37b, 41b and 43b and engage alternately on the sphere, ie the section central, that is to say the lateral sections while the other section returns to the initial position, which thus makes it possible to obtain an alternating movement step by step, similar to that of walking on two legs and therefore a possibility of unlimited angular movement despite a limited length of the cylindrical tracks. The vertical pivot can remain permanently engaged. The roller, roller or ball trains can be replaced by fluid bearings comprising a fluid arranged between two parallel cylindrical tracks, which fluid bearings constitute a technical equivalent of a ball or roller bearing.
La description qui précède est relative à un télescope, mais il est bien précisé que la même monture sphérique pourrait servir de support de tout appareil orientable, tel que par exemple un radar ou un capteur solaire. The foregoing description relates to a telescope, but it is clearly stated that the same spherical mount could be used to support any orientable device, such as for example a radar or a solar collector.
Bien entendu, sans sortir du cadre de 1 invention, les divers éléments constitutifs des dispositifs de support qui viennent d'entre décrits à titre d'exemple pourront être remplaces par des éléments équivalents remplissant les mêmes fonctions. Of course, without departing from the scope of the invention, the various constituent elements of the support devices which have just been described by way of example may be replaced by equivalent elements fulfilling the same functions.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8007272A FR2479486A1 (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Spherical telescope or radar bowl mounting - has sphere supported on two rings by ball bearings or pads to permit pivoting in all directions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8007272A FR2479486A1 (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Spherical telescope or radar bowl mounting - has sphere supported on two rings by ball bearings or pads to permit pivoting in all directions |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2479486A1 true FR2479486A1 (en) | 1981-10-02 |
FR2479486B1 FR2479486B1 (en) | 1984-07-27 |
Family
ID=9240374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8007272A Granted FR2479486A1 (en) | 1980-03-28 | 1980-03-28 | Spherical telescope or radar bowl mounting - has sphere supported on two rings by ball bearings or pads to permit pivoting in all directions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2479486A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2695199A (en) * | 1947-10-27 | 1954-11-23 | Sperry Corp | Bearing |
GB1188578A (en) * | 1966-08-09 | 1970-04-22 | Winfield Harold Peterson | Mountings for Heavy Instruments |
US3603664A (en) * | 1968-07-01 | 1971-09-07 | Norman J James | Telescope mounting system |
GB2002507A (en) * | 1977-08-12 | 1979-02-21 | Evaporation & Solar Heating Lt | Solar heater |
-
1980
- 1980-03-28 FR FR8007272A patent/FR2479486A1/en active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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GB2002507A (en) * | 1977-08-12 | 1979-02-21 | Evaporation & Solar Heating Lt | Solar heater |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2479486B1 (en) | 1984-07-27 |
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