RU2546054C1

RU2546054C1 - Mobile object tracking system primarily for telescope

Info

Publication number: RU2546054C1
Application number: RU2013153701/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Фёдорович Потапов; Владимир Алексеевич Тружеников; Борис Иванович Зайцев; Леонид Сергеевич Сальников; Галина Александровна Соболева
Original assignee: Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро специального машиностроения"
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-04-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: method includes turning the rotary support of a telescope using a vertical stud which is kinematically connected to the rotary drive on the azimuth. During rotation of the stud with creeping speed, the end bearing assembly of the stud is unloaded in the axial direction through an electromagnetic unloading device. While unloading, the value of the vertical unloading force of the support bearing of the latter is monitored using weight-measuring strain gauges. Measurement data are transmitted from said sensors to a computing device of the telescope control system and the latter is used to determine and establish the required value of the unloading force of the support bearing of the end bearing assembly of the stud.

EFFECT: high tracking reliability and accuracy of guiding a telescope while providing tracking with creeping speed.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при слежении за подвижными объектами с помощью больших по астрономическим меркам телескопов с альт-азимутальной монтировкой с телами качения в опоре вращения по азимуту.The invention relates to optical instrumentation and can be used for tracking moving objects using large telescopes by astronomical standards with an azimuthal mount with rolling bodies in a bearing of rotation in azimuth.

Известен способ слежения (наведения) телескопа с альт-азимутальной монтировкой за подвижным объектом, при котором осуществляют поворот опорно-поворотного устройства (ОПУ) телескопа посредством вертикального штыря (другие используемые термины: ось, колонна, станина), который кинематически связан с приводом вращения по азимуту. Известный способ реализован, например, в шестиметровом телескопе БТА (Оптические телескопы. Теория и конструкция. Михельсон Н.Н. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1976, с.354-356, 407-408). Опорно-поворотное устройство, используемое в конструкции шестиметрового телескопа БТА, изготовлено по проекту заявителя предлагаемого изобретения. ОПУ содержит основание, образованную платформой с двумя стойками вилку с полым штырем, установленную на основании с возможностью поворота вокруг азимутальной оси, причем штырь выполнен со сферической цапфой, средник с оптическим блоком, установленный в вилке с возможностью поворота вокруг угломестной оси, узлы вращения и приводы вращения вокруг упомянутых осей. Для обеих осей вращения применены гидростатические подшипники. Вращение вокруг азимутальной оси осуществляется посредством сферической цапфы, опирающейся на шесть (три жестких и три подпружиненных) гидростатических опор (подушек). К сферической цапфе штыря прикреплена круглая горизонтальная платформа с двумя стойками, образующими вертикальную вилку. На нижнем конце полого штыря закреплено червячное колесо привода вращения по азимуту. Каждая из соприкасающихся со сферической цапфой самоустанавливающихся подушек размерами 750×750 мм имеет 4 углубления (паза), в которые под давлением около 70 МПа нагнетается масло, вытекающее наружу сплошной пленкой толщиной 0,15-0,18 мм, которая разделяет поверхности скольжения. Трение при перемещении имеет жидкостный характер. Масса телескопа как бы плавает на масле. Идеальные условия работы опоры возникают тогда, когда пленка имеет равную толщину. Это достигается регулировкой поступления масла во всех четырех пазах подушки. Таким образом, при помощи опор жидкостного трения (гидравлических подушек) решается проблема необходимой плавности слежения и точности наведения (вращения) при движении телескопа с ползучей скоростью.There is a method of tracking (pointing) a telescope with an alt-azimuthal mount behind a moving object, in which the telescope is rotated by a vertical pin (other terms used: axis, column, bed), which is kinematically connected with a rotation drive in azimuth. The known method is implemented, for example, in a six-meter BTA telescope (Optical telescopes. Theory and construction. Mikhelson NN The main edition of the physics and mathematics literature of the Nauka publishing house, 1976, p. 354-356, 407-408). The slewing ring used in the construction of the six-meter BTA telescope is made according to the project of the applicant of the invention. The control gear contains a base, a fork with a hollow pin formed by a platform with two racks, mounted on the base with the possibility of rotation around the azimuth axis, the pin being made with a spherical pin, a centerpiece with an optical unit mounted in the fork with the possibility of rotation around the elevation axis, rotation units and drives rotations around the mentioned axes. Hydrostatic bearings are used for both rotational axes. Rotation around the azimuthal axis is carried out by means of a spherical pin, supported by six (three rigid and three spring-loaded) hydrostatic supports (pillows). A round horizontal platform with two uprights forming a vertical fork is attached to the spherical pin of the pin. At the lower end of the hollow pin, the worm wheel of the rotation drive in azimuth is fixed. Each of the self-aligning pillows in contact with a spherical pin with dimensions of 750 × 750 mm has 4 recesses (grooves) into which oil is pumped out under a pressure of about 70 MPa and flows outward with a continuous film 0.15-0.18 mm thick, which separates the sliding surfaces. Friction when moving has a liquid character. The mass of the telescope seems to float on oil. Ideal conditions for the operation of the support arise when the film has an equal thickness. This is achieved by adjusting the oil intake in all four grooves of the pillow. Thus, using the supports of liquid friction (hydraulic pads), the problem of the necessary smoothness of tracking and accuracy of guidance (rotation) is solved when the telescope moves at a creeping speed.

Однако при использовании известного способа существует вероятность загрязнения зеркал телескопа, что связано с испарением циркулирующей рабочей жидкости (масла). Вместе с этим применение гидростатических подшипников существенно усложняет обслуживание телескопа.However, when using the known method, there is a possibility of contamination of the telescope mirrors, which is associated with the evaporation of the circulating working fluid (oil). At the same time, the use of hydrostatic bearings significantly complicates the maintenance of the telescope.

Проблема обеспечения плавности слежения и точности наведения при движении с ползучей скоростью характерна для больших по астрономическим меркам оптических устройств с альт-азимутальной монтировкой с телами качения в опоре вращения по азимуту. Причиной этого является чрезмерная нагруженность концевой подшипниковой опоры штыря вилки (т.е. вала азимутальной оси) вследствие большой массы вращающейся части телескопа.The problem of ensuring smooth tracking and accuracy of guidance when moving at creeping speeds is typical for astronomically large optical devices with alt-azimuth mounts with rolling bodies in the bearing of rotation in azimuth. The reason for this is that the end bearing of the fork pin (i.e., the shaft of the azimuth axis) is overloaded due to the large mass of the rotating part of the telescope.

Из уровня техники известны средства, обеспечивающие разгрузку опоры вращения вертикального вала в осевом направлении, например, с помощью магнитной подвески. Известно ОПУ циркуляционного насосного агрегата ядерной энергетической установки, которое для уменьшения осевой силы, действующей на подшипниковую опору, содержит электромагнитное разгрузочное устройство (RU 2406878 C1, F04D 29/041, 2010). Электромагнитное разгрузочное устройство (ЭМРУ) включает неподвижный электромагнит и разгрузочный диск, закрепленный на валу лопастного насоса, ортогонально геометрической оси этого вала. Электромагнит образуют кольцевой магнитопровод и кольцевая электрическая катушка, установленная в кольцевой полости магнитопровода. Торцевые поверхности разгрузочного диска и электромагнита, обращенные друг к другу, разделены воздушным зазором, открытым в окружающее насос пространство.The prior art means, providing unloading of the support of rotation of the vertical shaft in the axial direction, for example, using a magnetic suspension. It is known OPU circulating pumping unit of a nuclear power plant, which to reduce the axial force acting on the bearing support, contains an electromagnetic unloading device (RU 2406878 C1, F04D 29/041, 2010). An electromagnetic unloading device (EMRU) includes a stationary electromagnet and an unloading disk fixed to the shaft of a vane pump, orthogonal to the geometric axis of this shaft. An electromagnet is formed by an annular magnetic circuit and an annular electric coil mounted in an annular cavity of the magnetic circuit. The end surfaces of the discharge disk and the electromagnet facing each other are separated by an air gap open into the space surrounding the pump.

Однако известный способ разгрузки подшипниковой опоры вращения имеет ограниченную область использования и не предполагает обеспечения возможности контроля и управления величиной разгрузки подшипниковой опоры.However, the known method of unloading the bearing support of rotation has a limited area of use and does not imply the possibility of monitoring and controlling the amount of unloading of the bearing support.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является способ слежения (наведения) за подвижным объектом, приведенный в описании изобретения по патенту RU 2166783 С2 (G02В 23/16, 2001). В известном способе слежения осуществляют поворот ОПУ телескопа посредством вертикального штыря, который кинематически связан с приводом вращения по азимуту. Способ осуществляется с помощью ОПУ, которое содержит основание, образованную платформой с двумя стойками вилку с полым штырем, установленным на основании с возможностью поворота вокруг азимутальной оси, причем штырь выполнен со сферической пятой (концевой цапфой), средник с оптическим блоком, установленный в вилке с возможностью поворота вокруг угломестной оси, узлы вращения и приводы вращения вокруг упомянутых осей. Сферическая пята (концевая цапфа) выполнена на нижнем конце штыря с возможностью взаимодействия с подпятником, установленным на основании. Опоры вращения по азимуту содержат тела качения. Особенности выполнения узлов вращения вокруг азимутальной оси позволяют уменьшить момент сопротивления вращению вилки, что дает возможность использовать безредукторный привод наведения с моментным двигателем. При этом узел вращения вилки, воспринимающий осевые нагрузки, выполнен с минимально возможными размерами по диаметру, благодаря чему уменьшается момент сопротивления вращению вилки и обеспечивается возможность использования для азимутальной оси моментного двигателя сравнительно небольшой мощности.The closest set of essential features with the claimed invention is a method for tracking (guidance) for a moving object, described in the description of the invention according to patent RU 2166783 C2 (G02B 23/16, 2001). In the known tracking method, the telescope is rotated by means of a vertical pin, which is kinematically connected with the rotation drive in azimuth. The method is carried out using an OPU, which contains a base formed by a platform with two racks, a fork with a hollow pin mounted on the base with the possibility of rotation around the azimuth axis, the pin being made with a spherical fifth (end axle), a centerpiece with an optical block mounted in the fork with the ability to rotate around the elevation axis, rotation units and rotation drives around the mentioned axes. The spherical heel (end pin) is made on the lower end of the pin with the possibility of interaction with the thrust bearing mounted on the base. Bearings of rotation in azimuth contain rolling bodies. Features of the execution of nodes of rotation around the azimuthal axis can reduce the moment of resistance to rotation of the fork, which makes it possible to use a gearless drive guidance with a torque motor. In this case, the knot of rotation of the fork, which receives axial loads, is made with the smallest possible dimensions in diameter, due to which the moment of resistance to rotation of the fork is reduced and it is possible to use relatively small power for the azimuth axis of the torque motor.

Однако при вращении телескопа на малых (ползучих) скоростях возможна смена трения качения на трение покоя, что сопровождается увеличением момента сопротивления вращению и может происходить не плавное, а скачкообразное движение, что негативно сказывается на точности наведения оптического блока и плавности слежения за подвижным объектом.However, when the telescope rotates at low (creeping) speeds, rolling friction can be replaced by rest friction, which is accompanied by an increase in the moment of resistance to rotation and may occur not smooth, but spasmodic movement, which negatively affects the accuracy of the optical block pointing and smooth tracking of a moving object.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности наведения и плавности слежения большого по астрономическим меркам оптического устройства с альт-азимутальной монтировкой с телами качения в опоре вращения по азимуту.The objective of the present invention is to improve the accuracy of guidance and smooth tracking of a large optical device with an alt-azimuth mount with rolling elements in the bearing of rotation in azimuth.

Эта задача решается благодаря тому, что в известном способе слежения телескопа за подвижным объектом, при котором осуществляют поворот опорно-поворотного устройства телескопа посредством вертикального штыря (другие используемые термины: полая ось, колонна, станина), который кинематически связан с приводом вращения по азимуту, согласно изобретению при вращении штыря концевую подшипниковую опору штыря разгружают в осевом направлении посредством электромагнитного разгрузочного устройства.This problem is solved due to the fact that in the known method of tracking a telescope behind a moving object, in which the telescope is rotated by means of a vertical pin (other terms used: hollow axis, column, bed), which is kinematically connected with the rotation drive in azimuth, according to the invention, when the pin is rotated, the end bearing of the pin is axially unloaded by means of an electromagnetic unloading device.

Вместе с этим при осуществлении разгрузки концевой подшипниковой опоры штыря контролируют величину усилия вертикальной разгрузки опорного подшипника последней посредством тензометрических весоизмерительных датчиков, установленных между корпусом концевой подшипниковой опоры штыря и основанием опорно-поворотного устройства равномерно по окружности вокруг продольной оси, которая геометрически совмещена с азимутальной осью, передают данные измерения от упомянутых датчиков в вычислительное устройство системы управления телескопа и с помощью последней определяют и устанавливают необходимую величину усилия разгрузки опорного подшипника концевой подшипниковой опоры штыря.At the same time, when unloading the end bearing of the pin, the force of the vertical unloading of the support of the last bearing is monitored by means of strain gauge load cells installed between the housing of the end bearing of the pin and the base of the rotary support uniformly around the circumference of the longitudinal axis, which is geometrically aligned with the azimuth axis transmit measurement data from the above sensors to the computing device of the telescope control system using the last determined and set the amount of force necessary discharge end bearing pin of the bearing support.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно обеспечивает повышение надежности и точности наведения большого по астрономическим меркам телескопа при обеспечении слежения с ползучей скоростью.The technical result of the use of the invention is that it provides increased reliability and accuracy of pointing a large telescope by astronomical standards while providing tracking with creeping speed.

В сравнении со способами слежения за подвижным объектом, при которых необходимая плавность слежения и точность наведения (вращения) при движении телескопа с ползучей скоростью обеспечивается путем применения гидростатических подшипников (опор), предлагаемое решение благодаря применению электромагнитного разгрузочного устройства позволяет существенно упростить обслуживание телескопа и повысить удобство его эксплуатации, исключив возможность загрязнения зеркал, связанного с испарением циркулирующей рабочей жидкости (масла) при слежении с использованием гидростатических подшипников.In comparison with tracking methods for a moving object, in which the necessary smoothness of tracking and accuracy of guidance (rotation) when the telescope is moving at creeping speed is ensured by the use of hydrostatic bearings (bearings), the proposed solution due to the use of an electromagnetic unloading device can significantly simplify maintenance of the telescope and increase convenience its operation, eliminating the possibility of contamination of the mirrors associated with the evaporation of the circulating working fluid (oil) when hydrostatic bearings.

На фиг.1 схематично показано ОПУ телескопа, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - концевая подшипниковая опора и электромагнитное разгрузочное устройство, элемент А на фиг.1, продольный разрез; на фиг.3 - схематично показан штырь вилки ОПУ телескопа с концевой подшипниковой опорой, электромагнитным разгрузочным устройством и тензометрическими весоизмерительными датчиками.Figure 1 schematically shows the OPA of the telescope, a General view, a longitudinal section; figure 2 - end bearing support and electromagnetic unloading device, element a in figure 1, a longitudinal section; figure 3 - schematically shows the pin plug OPU telescope with end bearing support, electromagnetic unloading device and strain gauge load cells.

В варианте выполнения изобретения способ осуществляется с помощью опорно-поворотного устройства телескопа, которое содержит основание 1, вилку 2 с полым штырем 3. Вилка 2 включает в себя платформу с двумя стойками. В вилке с возможностью поворота вокруг угломестной оси 4 установлен средник 5 с оптическим блоком. Вилка 2 установлена на основании 1 с возможностью поворота относительно азимутальной оси 6. Средник с оптическим блоком и вилка соответственно снабжены безредукторными приводами вращения относительно осей 4 и 6. Наведение по осям 4, 6 обеспечивается моментными двигателями, датчиками положения по углу и датчиками скорости (на чертеже не показано).In an embodiment of the invention, the method is carried out using a telescope slewing device, which comprises a base 1, a plug 2 with a hollow pin 3. The plug 2 includes a platform with two uprights. In the plug with the possibility of rotation around the elevation axis 4, a centerpiece 5 with an optical unit is installed. The plug 2 is mounted on the base 1 with the possibility of rotation about the azimuth axis 6. The centerpiece with the optical unit and the plug are respectively equipped with gearless drives of rotation relative to the axes 4 and 6. Guidance on the axes 4, 6 is provided by torque motors, angle position sensors and speed sensors (on not shown).

Штырь 3 установлен посредством закрепленной на основании 1 регулировочной радиальной подшипниковой опоры (на чертеже не показано), расположенной в верхней части штыря, и концевой подшипниковой опоры 7, расположенной в нижней части штыря. Последняя соединена со сферической пятой (концевой цапфой) 8, взаимодействующей с подпятником 9, установленным на основании 1. Сферическая пята 8 и подпятник 9 обеспечивают возможность приведения азимутальной оси 6 телескопа в вертикальное положение. Концевая подшипниковая опора 7 включает, например, три подшипника: радиально-упорные - 10 и опорный сферический роликовый - 11.The pin 3 is installed by means of an adjusting radial bearing support (not shown) fixed on the base 1, located in the upper part of the pin, and an end bearing support 7, located in the lower part of the pin. The latter is connected to a spherical heel (end pin) 8, which interacts with a thrust bearing 9 mounted on the base 1. The spherical heel 8 and thrust bearing 9 provide the possibility of bringing the azimuth axis 6 of the telescope into a vertical position. The end bearing support 7 includes, for example, three bearings: angular contact - 10 and spherical roller support - 11.

Концевая подшипниковая опора 7 соединена со сферической пятой 8 с возможностью ограниченного перемещения вдоль продольной оси, которая геометрически совмещена с азимутальной осью 6 ОПУ. В варианте осуществления изобретения корпус «а» концевой подшипниковой опоры соединен со сферической пятой посредством крепежных болтов 12, выполняющих функцию страхующих захватов при сейсмике и мембран 13, которые расположены в плоскости, ортогональной азимутальной оси 6 и установлены равномерно по окружности относительно последней. Мембраны 13 воспринимают радиальную нагрузку относительно азимутальной оси 6 и выполняют функцию элементов, центрирующих корпус «а» концевой подшипниковой опоры 7 относительно сферической пяты 8.The end bearing support 7 is connected to the spherical heel 8 with the possibility of limited movement along the longitudinal axis, which is geometrically aligned with the azimuthal axis 6 of the control gear. In an embodiment of the invention, the housing “a” of the end bearing support is connected to the spherical heel by means of fixing bolts 12 that act as safety grips during seismic and membranes 13, which are located in a plane orthogonal to the azimuth axis 6 and are installed uniformly around the circumference relative to the latter. The membranes 13 perceive a radial load relative to the azimuth axis 6 and perform the function of the elements centering the housing "a" of the end bearing support 7 relative to the spherical heel 8.

ОПУ снабжено электромагнитным разгрузочным устройством 14 с возможностью обеспечения заданной разгрузки концевой подшипниковой опоры 7 в осевом направлении и системой контроля и управления величиной разгрузки концевой подшипниковой опоры. Система контроля и управления величиной разгрузки концевой подшипниковой опоры 7 включает тензометрические весоизмерительные датчики 15, каждый из которых установлен на сферической пяте 8 посредством соответствующего опорного элемента 16 и контактирует с соответствующим ответным упором 17, закрепленным на корпусе «а» концевой подшипниковой опоры.The OPU is equipped with an electromagnetic unloading device 14 with the ability to provide a given unloading of the end bearing support 7 in the axial direction and a system for monitoring and controlling the amount of unloading of the end bearing support. The system for monitoring and controlling the amount of unloading of the end bearing support 7 includes strain gauge load cells 15, each of which is mounted on the spherical heel 8 by means of a corresponding support element 16 and is in contact with a corresponding response stop 17 mounted on the housing “a” of the end bearing support.

В качестве тензометрического весоизмерительного датчика может быть использован, например, датчик весоизмерительный типа NHS-A47t. Корпус «а» концевой подшипниковой опоры установлен на весоизмерительных датчиках 15 с образованием зазора между нижней торцевой поверхностью корпуса «а» и ответной торцевой поверхностью сферической пяты 8. При этом крепежные болты 12, выполняющие функцию страхующих захватов при сейсмике, ввинчены в сферическую пяту 8 с образованием между головками болтов 12 и ответным фланцем корпуса «a» концевой подшипниковой опоры 7 зазора, достаточного для обеспечения разгрузки опорного подшипника 11. Необходимо отметить, что все перемещения при разгрузке опорного подшипника 11 находятся в пределах упругих деформаций.As a strain gauge load cell, for example, a load cell type NHS-A47t can be used. The housing "a" of the end bearing support is mounted on load cells 15 with the formation of a gap between the lower end surface of the housing "a" and the mating end surface of the spherical heel 8. In this case, the fixing bolts 12 that perform the function of safety grips during seismic are screwed into the spherical heel for 8 s the formation between the bolt heads 12 and the counter flange of the housing “a” of the end bearing support 7 of a clearance sufficient to ensure the unloading of the support bearing 11. It should be noted that all movements during unloading ke bearing 11 are within the elastic deformation.

В варианте осуществления изобретения электромагнитное разгрузочное устройство включает электромагнит 18 и разгрузочный диск 19. Электромагнит 18 закреплен снизу на сферической пяте 8 посредством пропущенного через подпятник 9 трубчатого элемента 20. Разгрузочный диск 19 выполнен с центральным отверстием и с помощью кольцевого переходника 21 и пригоночных прокладок 22, 23 закреплен на полом штыре 3 (по существу - на валу азимутальной оси телескопа) посредством трубчатого элемента 24, который с радиальным зазором пропущен через трубчатый элемент 20. Трубчатый элемент 24 соединен со штырем с помощью, например, шпилек 25. Трубчатый элемент 20 соединен со сферической пятой 8 через фланец 26 с помощью болтов 27. При этом разгрузочный диск 19 установлен ортогонально продольной оси трубчатого элемента 24, которая геометрически совмещена с азимутальной осью 10. Трубчатые элементы 20 и 24 выполнены, например, из титанового сплава. Таким образом исключается влияние магнитного поля ЭМРУ на работоспособность ОПУ. Электромагнит 18 включает кольцевой магнитопровод «b», в кольцевой выемке которого размещены, например, две кольцевые электрические катушки 28, 29. Торцевые поверхности разгрузочного диска 19 и электромагнита 18, обращенные друг к другу, при выключенном электромагните расположены с заданным воздушным зазором «c». Заданный зазор обеспечивается с помощью пригоночных прокладок 22, 23.In an embodiment of the invention, the electromagnetic unloading device includes an electromagnet 18 and an unloading disk 19. The electromagnet 18 is attached from below to the spherical heel 8 by a tubular element 20 passed through the thrust bearing 9. The unloading disk 19 is made with a central hole and with an annular adapter 21 and fittings 22, 23 is fixed to the hollow pin 3 (essentially, on the shaft of the telescope azimuth axis) by means of a tubular element 24, which with a radial clearance is passed through the tubular element 2 0. The tubular element 24 is connected to the pin using, for example, studs 25. The tubular element 20 is connected to the spherical heel 8 through the flange 26 using bolts 27. In this case, the discharge disk 19 is mounted orthogonally to the longitudinal axis of the tubular element 24, which is geometrically aligned with the azimuthal axis 10. The tubular elements 20 and 24 are made, for example, of a titanium alloy. Thus, the influence of the EMF magnetic field on the operability of the OPU is excluded. The electromagnet 18 includes an annular magnetic circuit "b", in the annular recess of which, for example, two ring electric coils 28, 29 are placed. The end surfaces of the discharge disk 19 and the electromagnet 18 facing each other, when the electromagnet is off, are located with a given air gap "c" . The specified clearance is provided by means of fitting gaskets 22, 23.

Система контроля и управления величиной разгрузки концевой подшипниковой опоры электрически связана с управляющей ЭВМ (на чертеже не показано), которая формирует сигналы управления приводами вращения (наведения).The monitoring and control system for the amount of unloading of the end bearing support is electrically connected to a control computer (not shown in the drawing), which generates control signals for rotation (guidance) drives.

В варианте осуществления изобретения предлагаемый способ слежения за подвижным объектом реализуется следующим образом.In an embodiment of the invention, the proposed method for tracking a moving object is implemented as follows.

Наведение (слежение) оптического блока на наблюдаемый объект может производиться раздельно или одновременно по осям 4 и 6. Моментные двигатели безредукторных приводов вращения обеспечивают поворот подвижных частей монтировки, а также их удержание на любом угле наведения. При наведении телескопа датчики обратной связи положения по углу и скорости, соответственно связанные непосредственно с угломестным и азимутальным валами, обеспечивают выдачу сигналов о фактических углах поворота, а также скорости вращения относительно соответствующих осей наведения в управляющую ЭВМ (на чертеже не показано), которая формирует сигналы управления приводами вращения (наведения).Pointing (tracking) of the optical unit to the observed object can be carried out separately or simultaneously along the axes 4 and 6. Torque motors of gearless drives of rotation provide rotation of the moving parts of the mount, as well as their retention at any angle of guidance. When pointing the telescope, the angle and speed feedback sensors, respectively directly connected with the elevation and azimuthal shafts, provide signals about the actual rotation angles, as well as the rotation speed relative to the corresponding pointing axes, to the control computer (not shown), which generates signals control drives rotation (guidance).

При подаче питания на электрические катушки 28, 29 электромагнита 18 возникает магнитное поле, притягивающее разгрузочный диск 19 к кольцевому магнитопроводу «b». Разгрузочный диск 19 с помощью кольцевого переходника 21 посредством трубчатого элемента 24 с помощью шпилек 25 соединен с полым штырем 3 (т.е. - с валом азимутальной оси), опирающимся своими заплечиками на опорный подшипник 11, воспринимающий весь вес вращающейся части телескопа. Под действием магнитного поля разгрузочный диск 19 посредством переходника 21 и трубчатого элемента 24 приподнимает нагруженный массой вращающейся части телескопа вал 3 азимутальной оси телескопа, разгружая опорный подшипник 11 на величину, равную притягивающей силе, возникающей в электромагните 18. Величина тока электрических катушек электромагнита ЭМРУ определяется исходя из значений задания величины разгрузки и величины сигнала действующей нагрузки на опорный подшипник 11, полученного от тензометрических весоизмерительных датчиков 15. Тензометрические весоизмерительные датчики 15 при достижении усилия разгрузки необходимой величины дают сигнал в систему управления телескопа о готовности к наведению.When power is supplied to the electric coils 28, 29 of the electromagnet 18, a magnetic field arises, attracting the unloading disk 19 to the annular magnetic circuit "b". The unloading disk 19 is connected to the hollow pin 3 (i.e., to the shaft of the azimuth axis) by means of the annular adapter 21 by means of the tubular element 24 and by means of pins 25, which are supported by their shoulders on the support bearing 11, which receives the entire weight of the rotating part of the telescope. Under the influence of a magnetic field, the unloading disk 19 through the adapter 21 and the tubular element 24 raises the shaft 3 of the telescope azimuthal axis loaded by the mass of the rotating part of the telescope, unloading the support bearing 11 by an amount equal to the attractive force arising in the electromagnet 18. The magnitude of the current of the electric coils of the EMRU electromagnet is determined based on from the values of the task of the magnitude of the unloading and the magnitude of the signal of the actual load on the support bearing 11, obtained from strain gauge load cells 15. The strain gauge load cells 15 upon reaching the unloading force of the required value give a signal to the telescope control system about readiness for guidance.

Электромагнитное разгрузочное устройство может находиться в следующих режимах.The electromagnetic unloading device can be in the following modes.

Режим холостого хода. Ожидание, ток электрических катушек 28, 29 электромагнита 18 равен нулю.Idle mode. The standby current of the electric coils 28, 29 of the electromagnet 18 is zero.

Режим работы. ЭМРУ получает от системы управления телескопа значение необходимой величины электромагнитной разгрузки. В электрических катушках 28, 29 электромагнита 18 течет ток, пропорциональный заданной электромагнитной разгрузке.Mode of operation. EMRU receives from the control system of the telescope the value of the required value of electromagnetic unloading. In the electric coils 28, 29 of the electromagnet 18, a current flows proportional to the given electromagnetic unloading.

Режим рекуперации. Наступает при снятии задания и отключении электромагнитной разгрузки. Электрические катушки электромагнита 18 шунтируются (замыкаются). Запасенная в магнитном поле электрических катушек 28, 29 электромагнитная энергия плавно уменьшается по экспоненциальному закону.Recuperation mode. It occurs when a task is removed and electromagnetic discharge is turned off. The electric coils of the electromagnet 18 are bridged (closed). The electromagnetic energy stored in the magnetic field of the electric coils 28, 29 gradually decreases exponentially.

Режим размагничивания. Служит для устранения остаточного намагничивания кольцевого магнитопровода «b» электромагнита 18. В течение, например, трех секунд в электрических катушках 28, 29 электромагнита 18 протекает ток обратной направленности (по отношению к току в режиме работы).Demagnetization mode. It serves to eliminate the residual magnetization of the annular magnetic circuit "b" of the electromagnet 18. For example, for three seconds, reverse current flows (relative to the current in operation mode) in the electric coils 28, 29 of the electromagnet 18.

Перевод ЭМРУ с режима холостого хода (ожидания) в режим работы и обратно производится системой управления телескопа. При этом режимы рекуперации и размагничивания отрабатываются автоматически при снятии задания электромагнитной разгрузки.EMRU is switched from idle (standby) mode to operation mode and vice versa by the telescope control system. At the same time, the recovery and demagnetization modes are worked out automatically when the electromagnetic unloading task is removed.

Благодаря возможности уменьшения веса, приходящегося на опорный подшипник 11, достигается уменьшение момента его сопротивления вращению, что особенно важно при движении большого по астрономическим меркам телескопа с ползучими скоростями - (2-5) ′′/с, т.к. на этих скоростях возможна смена трения качения на трение покоя. Известно, что трение покоя, по меньшей мере, в два раза больше трения качения, поэтому при вращении на малых скоростях с большим моментом сопротивления вращению может происходить не плавное, а скачкообразное движение. Уменьшение веса, приходящегося на опорный подшипник, пропорционально снижает момент его сопротивления вращению и разницу в моментах сопротивления вращению при смене трения покоя на трение качения, тем самым, повышая плавность движения вращающейся части телескопа и, соответственно, точность слежения телескопа за объектами.Due to the possibility of reducing the weight attributable to the thrust bearing 11, a decrease in the moment of its resistance to rotation is achieved, which is especially important when moving a large telescope with creeping speeds - (2-5) ″ / s, because at these speeds, rolling friction can be replaced by rest friction. It is known that rest friction is at least two times greater than rolling friction, therefore, when rotating at low speeds with a large moment of resistance to rotation, not smooth, but jump-like motion can occur. A decrease in the weight attributable to the thrust bearing proportionally reduces the moment of its resistance to rotation and the difference in the moments of resistance to rotation when changing static friction to rolling friction, thereby increasing the smoothness of movement of the rotating part of the telescope and, accordingly, the accuracy of tracking the telescope over objects.

Таким образом, благодаря особенностям исполнения, предлагаемый способ слежения телескопа за подвижным объектом обеспечивает повышение надежности и точности наведения большого по астрономическим меркам телескопа с альт-азимутальной монтировкой с телами качения в опоре вращения по азимуту при обеспечении слежения с ползучей скоростью.Thus, due to the design features, the proposed method for tracking a telescope behind a moving object provides increased reliability and accuracy of pointing a telescope with an azimuthal mount, large by astronomical standards, with rolling bodies in the bearing of rotation in azimuth while providing tracking at a creeping speed.

Claims

1. Способ слежения преимущественно телескопа за подвижным объектом, при котором осуществляют поворот опорно-поворотного устройства телескопа посредством вертикального штыря, который кинематически связан с приводом вращения по азимуту, отличающийся тем, что при вращении штыря концевую подшипниковую опору штыря разгружают в осевом направлении посредством электромагнитного разгрузочного устройства.1. The method of tracking mainly a telescope behind a moving object, in which the telescope is rotated by means of a vertical pin, which is kinematically connected with the rotation drive in azimuth, characterized in that when the pin rotates, the end bearing of the pin is unloaded axially by means of an electromagnetic unloading devices.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при осуществлении разгрузки концевой подшипниковой опоры штыря контролируют величину усилия вертикальной разгрузки опорного подшипника последней посредством тензометрических весоизмерительных датчиков, установленных между корпусом концевой подшипниковой опоры штыря и основанием опорно-поворотного устройства равномерно по окружности вокруг продольной оси, которая геометрически совмещена с азимутальной осью, передают данные измерения от упомянутых датчиков в вычислительное устройство системы управления телескопа и с помощью последней определяют и устанавливают необходимую величину усилия разгрузки опорного подшипника концевой подшипниковой опоры штыря. 2. The method according to claim 1, characterized in that when unloading the end bearing of the pin, the force of the vertical unloading of the bearing of the latter is monitored by means of strain gauge load cells installed between the housing of the end bearing of the pin and the base of the slewing device uniformly around the circumference around the longitudinal axis, which is geometrically aligned with the azimuthal axis, transmit measurement data from these sensors to the computing device of the system the control of the telescope and with the help of the latter determine and establish the necessary value of the unloading force of the support bearing of the end bearing support of the pin.