CN106842495A - 一种大型望远镜主镜室***安装定位装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种大型望远镜主镜室***安装定位装置及方法,涉及大型望远镜的光机结构集成领域,解决了现有专用安装工装存在的功能多、结构复杂、成本高、耗时长、定位精准度低的问题。本发明的安装定位装置包括:转台、固定在望远镜下端的四通、支撑桁架、固定在支撑桁架上且相互平行的两个L形导轨、通过多个滚轮与两个L形导轨滑动连接的平台、分别安装在主镜室上表面左右两侧的两个定位球头杆、分别连接在四通和平台上的四个手拉葫芦;四通下表面左右两侧分别安装有平面定位块和V形定位块,用于与两个定位球头杆配合来定位主镜室***与四通之间的相对位置。本发明结构简单、安全可靠、成本低、定位精准度高、耗时短。
Description
技术领域
本发明涉及大型望远镜的光机结构集成技术领域,具体涉及一种大型望远镜主镜室***安装定位装置及方法。
背景技术
大型望远镜主镜室***不但主镜面形精度高、价格昂贵、抗振动和冲击能力差,而且要求安装位置需要精确,因此主镜室***4的安装和定位历来是大型望远镜安装集成的重要技术之一。
当望远镜口径较小时,一般都是先将四通7安装在主镜室***4上,然后整个安装在望远镜上。这种方式对大口径望远镜来说,其主镜室***4的重量连同四通7整个俯仰轴系的重量可能达到几吨甚至十几吨,不但操作复杂,危险性高,导致其可操作性和安全性都比较差,而且当需要调整整个俯仰轴系的轴系精度时,操作难度更大。而国外大型望远镜主镜室***的安装集成一般采用专用安装工装,这种专用安装工装具有三维平移和一维旋转功能,安装时先将主镜室***4放置在平台3上,然后通过丝杠将平台3连同主镜室***4推至四通7下方,然后由液压***将整个平台3连同主镜室***4升起至四通7的安装面,此时如果安装定位接口不能很到的配合,则需要横向平移或者旋转平台3和主镜室***4,直至安装定位接口完全配合,则旋紧连接螺钉完成主镜室***4的安装定位。这种安装方式存在以下问题:安装工装功能多、结构较为复杂、成本高,同时安装定位时的准备时间较长,同时安装定位接口的配合不到位会导致主镜室***4与四通7的相对位置无法唯一确定,导致定位精准度不高。
发明内容
为了解决现有专用安装工装存在的功能多、结构复杂、成本高、耗时长、定位精准度低的问题,本发明提供一种大型望远镜主镜室***安装定位装置及方法。
本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
本发明的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置,包括转台和固定在望远镜下端的四通,所述四通下表面左右两侧分别安装有平面定位块和V形定位块;该装置还包括:
放置在转台一侧的支撑桁架;
固定在支撑桁架上且相互平行的两个L形导轨,这两个L形导轨的另一端搭接在转台上;
通过多个滚轮与两个L形导轨滑动连接的平台,主镜室***放置在平台上表面;
分别安装在主镜室上表面左右两侧的两个定位球头杆,用于与平面定位块和V形定位块配合来定位主镜室***与四通之间的相对位置;
分别连接在四通和平台上的四个手拉葫芦。
进一步的,还包括安装在支撑桁架下端的四个万向轮和六个调平地脚,所述支撑桁架通过万向轮实现任意位置的移动,通过调平地脚实现高度调整。
进一步的,四个手拉葫芦分别为两个手拉葫芦一和两个手拉葫芦二,将两个手拉葫芦一的一端分别挂在四通的右端两个角处,将两个手拉葫芦二的一端分别挂在四通的左端两个角处;同时,将两个手拉葫芦一的另一端分别挂在平台的两个吊环螺钉上,将两个手拉葫芦二的另一端分别挂在平台的另外两个吊环螺钉上。
本发明还提供了一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,采用上述的安装定位装置实现的,包括以下步骤:
步骤一、在主镜室上表面左右两侧分别安装定位球头杆一和定位球头杆二;
步骤二、在四通下表面左右两侧分别安装平面定位块和V形定位块,同时,将四通固定在望远镜下端;
步骤三、将转台放置在支撑桁架右侧,同时将两个L形导轨安装在支撑桁架上,并保证L形导轨高于转台上表面;
步骤四、利用支撑桁架的四个万向轮推动支撑桁架至四通正下方,升起四个万向轮,利用六个调平地脚调整支撑桁架的高度使两个L形导轨水平,并且使两个L形导轨与转台搭接固定在一起;
步骤五、在平台下端安装上多个滚轮,将平台放置在两个L形导轨上,平台即通过滚轮在两个L形导轨上滑动,操作平台空载运行数次,检查两个L形导轨的平行性,最终使两个L形导轨相互平行;
步骤六、将主镜室***放置在平台上,拉动平台带动主镜室***至四通正下方;
步骤七、将两个手拉葫芦一一端分别挂在四通的右端两个角处,将两个手拉葫芦二一端分别挂在四通的左端两个角处;同时,将两个手拉葫芦一的另一端分别挂在平台的两个吊环螺钉上,将两个手拉葫芦二的另一端分别挂在平台的另外两个吊环螺钉上;
步骤八、同时拉起两个手拉葫芦一和两个手拉葫芦二,平台升起直至主镜室上表面与四通下表面接触,此时主镜室上的定位球头杆一、定位球头杆二分别与四通上的平面定位块和V形定位块完全接触,表明主镜室***与四通之间的相对位置定位完成,旋紧四通与主镜室之间的连接螺钉,完成主镜室***的安装。
进一步的,当主镜室上的定位球头杆一、定位球头杆二与四通上的平面定位块和V形定位块未接触时,通过调整平台的五个自由度,使主镜室上的定位球头杆一、定位球头杆二与四通上的平面定位块和V形定位块完全接触。
进一步的,所述定位球头杆一与平面定位块的位置度小于0.02mm。
进一步的,所述定位球头杆二与V形定位块的位置度小于0.02mm。
进一步的,所述定位球头杆一与平面定位块的面轮廓度小于0.005mm。
进一步的,所述定位球头杆二与V形定位块的面轮廓度小于0.005mm。
本发明的有益效果是:本发明在安装定位时,先在转台铺设两段L形导轨,L形导轨上放置一个可以移动的平台,主镜室***直接通过吊车放置在平台上,然后推至四通的正下方,此时利用四通的四个角处连接的四个手拉葫芦,将平台连同主镜室***拉起,当拉至主镜室和四通上事先设计好的定位组件完全接触后,说明此时主镜室***位置正确,旋紧相应的连接螺钉即可完成主镜室***的安装和定位。
本发明的安装定位装置简化了现有专用安装工装的功能,结构简单、安全可靠、成本低、定位精准度高。
本发明的安装定位方法简化了现有安装步骤,操作简便快捷、安全系数高、可快速完成安装、耗时短、效果好、定位精准度高。
附图说明
图1为本发明的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置的结构示意图(主镜室***处于初始位置)。
图2为本发明的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置的结构示意图(主镜室***处于安装定位完成后的位置)。
图3为四通的结构示意图。
图4为主镜室***与四通连接固定示意图。
图中:1、支撑桁架,1-1、万向轮,1-2、调平地脚,2、滚轮,3、平台,4、主镜室***,41、主镜室,5、L形导轨,6、转台,7、四通,8、手拉葫芦一,9、手拉葫芦二,10、平面定位块,11、V形定位块,12,定位球头杆一、13、定位球头杆二,14、望远镜。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示,本发明的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置,主要包括:支撑桁架1、多个滚轮2、平台3、两个L形导轨5、转台6、四通7、两个手拉葫芦一8、两个手拉葫芦二9、平面定位块10、V形定位块11、定位球头杆一12、定位球头杆二13。
如图1所示,四通7固定在望远镜14下端。如图3所示,在四通7的下表面(与主镜室41的配合面)左右两侧分别安装一个平面定位块10和一个V形定位块11,用于定位主镜室***4相对于四通7的位置。
支撑桁架1下端安装有四个万向轮1-1和六个调平地脚1-2,支撑桁架1通过四个万向轮1-1实现任意位置的移动,通过六个调平地脚1-2实现高低调整功能。
转台6放置在支撑桁架1右侧,两个L形导轨5相互平行,它们搭接在一起形成矩形导轨,两个L形导轨5的一端固定在支撑桁架1上表面,另一端伸出支撑桁架1上表面,并且这两个L形导轨5伸出支撑桁架1上表面的一端高于转台6上表面。安装定位时,这两个L形导轨5伸出支撑桁架1上表面的一端完全搭接在转台6上。
平台3上安装有四个吊环螺钉,用于挂手拉葫芦。平台3下端安装有多个滚轮2,平台3通过多个滚轮2与两个L形导轨5实现滑动连接,通过多个滚轮2与个L形导轨5的共同作用可以防止台3滑落。
如图4所示,在主镜室***4的主镜室41上表面左右两侧分别安装有一个定位球头杆一12和一个定位球头杆二13,用于与四通7上的平面定位块10、V形定位块11配合来定位主镜室***4相对于四通7的位置。
如图2所示,将两个手拉葫芦一8的一端分别挂在四通7的右端两个角处,将两个手拉葫芦二9的一端分别挂在四通7的左端两个角处;安装定位时,将两个手拉葫芦一8的另一端分别挂在平台3的两个吊环螺钉上,将两个手拉葫芦二9的另一端分别挂在平台3的另外两个吊环螺钉上。
安装定位时,将主镜室***4放置在平台3上表面,通过多个滚轮2拉动平台3以及其上的主镜室***4至四通7的正下方,采用两个手拉葫芦一8和两个手拉葫芦二9分别连接在四通7和平台3上,同时拉起这四个手拉葫芦,可以使平台3以及平台3上的主镜室***4悬吊在空中,通过调整平台3使主镜室41上的定位球头杆一12、定位球头杆二13分别与四通7上的平面定位块10和V形定位块11(定位球头杆一12与平面定位块10完全接触,定位球头杆二13与V形定位块11完全接触)完全接触,表明主镜室***4相对于四通7的位置已经确定,这一方法可以实现平台3五个自由度的调整。
本发明的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,主要是采用上述的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置实现的,其具体过程如下:
步骤一、基于Kinematic定位原理,需要提前在主镜室41和四通7上设计相应的定位接口。具体的是:在主镜室41的上表面左右两侧分别安装有一个定位球头杆一12和一个定位球头杆二13,如图4所示。
步骤二、在四通7的下表面(与主镜室41的配合面)左右两侧分别安装一个平面定位块10和一个V形定位块11,如图3所示。同时,将四通7固定在望远镜14下端。
步骤三、将转台6放置在支撑桁架1右侧,同时将两个L形导轨5安装在支撑桁架1上,并保证L形导轨5高于转台6上表面。
步骤四、利用支撑桁架1的四个万向轮1-1推动支撑桁架1至四通7下方正确位置,然后升起四个万向轮1-1,利用六个调平地脚1-2调整支撑桁架1的高度使两个L形导轨5水平,并且支撑桁架1上的两个L形导轨5与转台6完全搭接,然后通过螺钉将L形导轨5与转台6完全连接在一起。
步骤五、在平台3下端安装上多个滚轮2,然后将平台3放置在两个L形导轨5上,平台3即通过滚轮2在两个L形导轨5上滑动,通过多个滚轮2与个L形导轨5的共同作用可以防止台3滑落。操作平台3空载运行数次,检查两个L形导轨5的平行性,最终使两个L形导轨5相互平行。
步骤六、如图1所示,当平台3处于初始位置(转台6和四通7的左侧,即不是四通7的正下方)时,将主镜室***4放置在平台3上,由于平台3与两个L形导轨5之间通过滚轮2进行滑动连接,摩擦力比较小,通过滚轮2拉动平台3以及其上的主镜室***4至四通7的正下方,如图2所示。
步骤七、将两个手拉葫芦一8的一端分别挂在四通7的右端两个角处,将两个手拉葫芦二9的一端分别挂在四通7的左端两个角处;同时,将两个手拉葫芦一8的另一端分别挂在平台3的两个吊环螺钉上,将两个手拉葫芦二9的另一端分别挂在平台3的另外两个吊环螺钉上。
步骤八、同时拉起两个手拉葫芦一8和两个手拉葫芦二9,平台3缓慢升起直至主镜室41上表面与四通7的配合面接触,此时主镜室41上的定位球头杆一12、定位球头杆二13分别与四通7上的平面定位块10和V形定位块11(定位球头杆一12与平面定位块10完全接触,定位球头杆二13与V形定位块11完全接触)完全接触,如图4所示,表明主镜室***4相对于四通7的位置已经确定,如果主镜室41上的定位球头杆一12、定位球头杆二13与四通7上的平面定位块10和V形定位块11不能完全接触,因为平台3是悬吊在空中的,因此其五个自由度都是可以调整的,旋转或者倾斜平台3,使主镜室41上的定位球头杆一12、定位球头杆二13与四通7上的平面定位块10和V形定位块11完全接触,表明主镜室***4的位置定位完成,旋紧四通7与主镜室41之间的连接螺钉,完成主镜室***4的安装。
本发明基于Kinematic定位原理,利用定位球头杆一12、定位球头杆二13和平面定位块10、V形定位块11定位,可以使主镜室***4与四通7的相对位置具有唯一性和可重复性,提高定位的精准性。
本实施方式中,定位球头杆一12与平面定位块10的位置度一般优于0.02mm,同时定位球头杆二13与V形定位块11的位置度一般也优于0.02mm,其数值主要依赖于主镜室41中主镜的定位误差要求。
本实施方式中,定位球头杆一12与平面定位块10的面轮廓度一般优于0.005mm,同时定位球头杆二13与V形定位块11的面轮廓度一般也优于0.005mm,其数值主要依赖于主镜室41中主镜的定位误差要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种大型望远镜主镜室***安装定位装置,包括转台(6)和固定在望远镜(14)下端的四通(7),其特征在于,所述四通(7)下表面左右两侧分别安装有平面定位块(10)和V形定位块(11);该装置还包括:
放置在转台(6)一侧的支撑桁架(1);
固定在支撑桁架(1)上且相互平行的两个L形导轨(5),这两个L形导轨(5)的另一端搭接在转台(6)上;
通过多个滚轮(2)与两个L形导轨(5)滑动连接的平台(3),主镜室***(4)放置在平台(3)上表面;
分别安装在主镜室(41)上表面左右两侧的两个定位球头杆,用于与平面定位块(10)和V形定位块(11)配合来定位主镜室***(4)与四通(7)之间的相对位置;
分别连接在四通(7)和平台(3)上的四个手拉葫芦。
2.根据权利要求1所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置,其特征在于,还包括安装在支撑桁架(1)下端的四个万向轮(1-1)和六个调平地脚(1-2),所述支撑桁架(1)通过万向轮(1-1)实现任意位置的移动,通过调平地脚(1-2)实现高度调整。
3.根据权利要求1所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位装置,其特征在于,四个手拉葫芦分别为两个手拉葫芦一(8)和两个手拉葫芦二(9),将两个手拉葫芦一(8)的一端分别挂在四通(7)的右端两个角处,将两个手拉葫芦二(9)的一端分别挂在四通(7)的左端两个角处;同时,将两个手拉葫芦一(8)的另一端分别挂在平台(3)的两个吊环螺钉上,将两个手拉葫芦二(9)的另一端分别挂在平台(3)的另外两个吊环螺钉上。
4.采用权利要求1至3中任意一项所述的安装定位装置实现的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、在主镜室(41)上表面左右两侧分别安装定位球头杆一(12)和定位球头杆二(13);
步骤二、在四通(7)下表面左右两侧分别安装平面定位块(10)和V形定位块(11),同时,将四通(7)固定在望远镜(14)下端;
步骤三、将转台(6)放置在支撑桁架(1)右侧,同时将两个L形导轨(5)安装在支撑桁架(1)上,并保证L形导轨(5)高于转台(6)上表面;
步骤四、利用支撑桁架(1)的四个万向轮(1-1)推动支撑桁架(1)至四通(7)正下方,升起四个万向轮(1-1),利用六个调平地脚(1-2)调整支撑桁架(1)的高度使两个L形导轨(5)水平,并且使两个L形导轨(5)与转台(6)搭接固定在一起;
步骤五、在平台(3)下端安装上多个滚轮(2),将平台(3)放置在两个L形导轨(5)上,平台(3)即通过滚轮(2)在两个L形导轨(5)上滑动,操作平台(3)空载运行数次,检查两个L形导轨(5)的平行性,最终使两个L形导轨(5)相互平行;
步骤六、将主镜室***(4)放置在平台(3)上,拉动平台(3)带动主镜室***(4)至四通(7)正下方;
步骤七、将两个手拉葫芦一(8)一端分别挂在四通(7)的右端两个角处,将两个手拉葫芦二(9)一端分别挂在四通(7)的左端两个角处;同时,将两个手拉葫芦一(8)的另一端分别挂在平台(3)的两个吊环螺钉上,将两个手拉葫芦二(9)的另一端分别挂在平台(3)的另外两个吊环螺钉上;
步骤八、同时拉起两个手拉葫芦一(8)和两个手拉葫芦二(9),平台(3)升起直至主镜室(41)上表面与四通(7)下表面接触,此时主镜室(41)上的定位球头杆一(12)、定位球头杆二(13)分别与四通(7)上的平面定位块(10)和V形定位块(11)完全接触,表明主镜室***(4)与四通(7)之间的相对位置定位完成,旋紧四通(7)与主镜室(41)之间的连接螺钉,完成主镜室***(4)的安装。
5.根据权利要求4所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,其特征在于,当主镜室(41)上的定位球头杆一(12)、定位球头杆二(13)与四通(7)上的平面定位块(10)和V形定位块(11)未接触时,通过调整平台(3)的五个自由度,使主镜室(41)上的定位球头杆一(12)、定位球头杆二(13)与四通(7)上的平面定位块(10)和V形定位块(11)完全接触。
6.根据权利要求4所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,其特征在于,所述定位球头杆一(12)与平面定位块(10)的位置度小于0.02mm。
7.根据权利要求4所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,其特征在于,所述定位球头杆二(13)与V形定位块(11)的位置度小于0.02mm。
8.根据权利要求4所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,其特征在于,所述定位球头杆一(12)与平面定位块(10)的面轮廓度小于0.005mm。
9.根据权利要求4所述的一种大型望远镜主镜室***安装定位方法,其特征在于,所述定位球头杆二(13)与V形定位块(11)的面轮廓度小于0.005mm。
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