專利名稱：光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天文望遠(yuǎn)鏡，具體地說是大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)用的光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置。
LAMOST是一架口徑4米焦距20米時場5度的中星儀式反射施密特望遠(yuǎn)鏡。在光路中間的焦面是一個直徑1750毫米的曲率半徑20米的球冠，光纖定位機(jī)構(gòu)把4000根光纖在焦面上分別對準(zhǔn)目標(biāo)，采用分區(qū)定位單元驅(qū)動方案，如


圖1所示，即4000個二維運(yùn)動的光纖定位機(jī)械單元排列在焦面上，每個單元有其自己的動力裝置，驅(qū)動固定在單元上的一根光纖在一個有限的工作區(qū)16工作。其具體雙回轉(zhuǎn)方案的基本原理是光纖11在單元前臂12前端，前臂12繞偏心軸13做180度轉(zhuǎn)動，偏心軸13在后臂14前端，后臂14繞中心軸15做360度轉(zhuǎn)動。這樣，光纖可以達(dá)到以兩個臂長為半徑的圓內(nèi)各點(diǎn)。但由于雙回轉(zhuǎn)的運(yùn)動形式?jīng)Q定了裝置自身存在光纖纏繞嚴(yán)重、制造工藝性差、可維護(hù)性差等不足。
為了克服上述不足，本實(shí)用新型的目的是提出一種制造工藝性好、光纖纏繞度小、易于維護(hù)的光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是安裝在光路中間的焦面上，由4000個單元組成，每個單元上的光纖對準(zhǔn)目標(biāo)，其特征在于每四個單元構(gòu)成一個模塊，模塊中單元之間的安裝在縱向呈交叉設(shè)置狀，每個具有兩個自由度的單元由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，其中回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊上方，由電機(jī)A和支撐桿組成，所述電機(jī)A通過其減速器A與支撐桿連接，支撐桿的另一端通過鎖緊機(jī)構(gòu)與光纖一端連在一起，光纖另一端至焦面另一側(cè)面；在回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間設(shè)有帶導(dǎo)軌的工作臺，導(dǎo)軌通過其上方的底座與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)滑動安裝在一起；所述直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊下方，由電機(jī)B和絲杠、絲母組成，所述電機(jī)B通過減速器B與絲杠連接，絲杠上的絲母與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的底座固連；一殼體罩扣在直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)上；光纖在回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用下的運(yùn)動范圍為0～180度；光纖在直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動下的運(yùn)動為直線運(yùn)動；所述減速器B具有一套蝸輪、蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1.采用本實(shí)用新型具有模塊化程度高的特點(diǎn)，其可實(shí)施性強(qiáng)，制造工藝性好。
2.采用一套蝸輪蝸桿減速，利用絲杠絲母傳動，提高了本實(shí)用新型的傳動精度。
3.采用本實(shí)用新型定位結(jié)構(gòu)，大大減少了光纖纏繞度，另外，由于采用模塊化的設(shè)計(jì)使其更便于維護(hù)。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中雙回轉(zhuǎn)光纖定位機(jī)構(gòu)單元工作示意圖。
圖2為本實(shí)用新型模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2的A向視圖。
圖4為圖2的B向視圖。
圖5為本實(shí)用新型光纖的有效覆蓋面圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖2～4所示，本實(shí)用新型安裝在光路中間的焦面上，由4000個單元組成，每個單元上的光纖對準(zhǔn)目標(biāo)，將每四個單元構(gòu)成一個模塊，每個單元具有兩個自由度的運(yùn)動能力，模塊中單元之間的安裝在縱向呈交叉設(shè)置狀；回轉(zhuǎn)運(yùn)動的回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊的上部，由電機(jī)A2和減速器A3構(gòu)成，所述電機(jī)A2通過其減速器A3與支撐桿10連接，支撐桿10的另一端通過鎖緊機(jī)構(gòu)與光纖11一端連在一起，光纖另一端至焦面另一側(cè)面，該機(jī)構(gòu)驅(qū)動光纖支撐桿10做0～180度回轉(zhuǎn)運(yùn)動；在回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間設(shè)有帶導(dǎo)軌的工作臺9，導(dǎo)軌通過其上方的底座5與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)滑動安裝在一起，直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)在工作平臺9的導(dǎo)軌上做直線運(yùn)動；直線運(yùn)動的直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊的下部，由電機(jī)B4、減速器B8、絲杠6和絲母7構(gòu)成，所述電機(jī)B4通過減速器B8與絲杠6連接，絲杠6上的絲母7與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)下方的底座5固連；一殼體17罩扣在直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)上；所述減速器B8具有一套蝸輪、蝸桿傳動機(jī)構(gòu)；每個單元通過直線和回轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動，可在整個覆蓋區(qū)域內(nèi)的任意位置對光纖進(jìn)行精確定位，每根光纖的有效運(yùn)動范圍如圖5所示，通過增大移動范圍可增大重疊系數(shù)。
本實(shí)用新型是在模塊化和增大重疊系數(shù)設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上提出的，由于光纖定位單元的可利用空間十分有限，而要實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動就必須在X-Y平面內(nèi)留有一定的移動空間。為了滿足上述要求現(xiàn)將四個單元作為一個模塊，在模塊內(nèi)單元之間的縱向空間可以交叉利用，這樣就為直線移動提供了可能條件，從而為直線加回轉(zhuǎn)光纖定位原理的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
另外，由于相鄰單元的光纖定位區(qū)域有所重疊，因此在光纖移動定位過程中可能發(fā)生相互干涉，為了避免這種情況發(fā)生對光纖進(jìn)行零位限制(見圖5)，即光纖定位完成后必須回零位，光纖的每次定位運(yùn)動也都是從零位開始的，同時由計(jì)算機(jī)程序控制，避免干涉情況的發(fā)生。
本實(shí)用新型所述計(jì)算機(jī)程序?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置，安裝在光路中間的焦面上，由4000個單元組成，每個單元上的光纖對準(zhǔn)目標(biāo)，其特征在于每四個單元構(gòu)成一個模塊，模塊中單元之間的安裝在縱向呈交叉設(shè)置狀，每個具有兩個自由度的單元由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成，其中回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊上方，由電機(jī)A(2)和支撐桿(10)組成，所述電機(jī)A(2)通過其減速器A(3)與支撐桿(10)連接，支撐桿(10)的另一端通過鎖緊機(jī)構(gòu)與光纖(11)一端連在一起，光纖(11)另一端至焦面另一側(cè)面；在回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間設(shè)有帶導(dǎo)軌的工作臺(9)，導(dǎo)軌通過其上方的底座(5)與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)滑動安裝在一起；所述直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊下方，由電機(jī)B(4)和絲杠(6)、絲母(7)組成，所述電機(jī)B(4)通過減速器B(8)與絲杠(6)連接，絲杠(6)上的絲母(7)與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的底座(5)固連；一殼體(17)罩扣在直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)上。
2.按照權(quán)利要求1所述光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置，其特征在于光纖在回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用下的運(yùn)動范圍為0～180度。
3.按照權(quán)利要求1所述光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置，其特征在于光纖在直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動下的運(yùn)動為直線運(yùn)動。
4.按照權(quán)利要求1所述光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置，其特征在于所述減速器B(8)具有一套蝸輪、蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。
專利摘要一種光纖移動回轉(zhuǎn)定位裝置,安裝在光路中間的焦面上,由4000個單元組成,每四個單元構(gòu)成一個模塊,每個單元由回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)組成,回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊上方,其中電機(jī)A通過其減速器A與支撐桿、鎖緊機(jī)構(gòu)與光纖一端相連,在回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間設(shè)有帶導(dǎo)軌的工作臺,導(dǎo)軌通過其上方的底座與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)滑動安裝;直線驅(qū)動機(jī)構(gòu)位于模塊下方,其中電機(jī)B通過減速器B與絲杠、絲母與回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的底座固連。它制造工藝性好,光纖纏繞度小,易于維護(hù)。
文檔編號G02B23/00GK2473633SQ0124112
公開日2002年1月23日 申請日期2001年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月11日
發(fā)明者陳書宏, 趙明揚(yáng), 房立金, 王洪光, 徐志剛 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所