本發(fā)明屬于大型望遠鏡主鏡的防塵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置。

背景技術(shù)：

望遠鏡的站址一般位于戈壁或者沙漠地帶，多風沙和灰塵，隨著時間的累積，沙塵容易附著在主鏡的表面，從而污染鏡面，雖然會采用清洗技術(shù)進行定期清洗，但是清洗次數(shù)過多不但會使反射率減小，而且步驟復雜，費用高。為了防止異物意外落入望遠鏡內(nèi)造成對望遠鏡主反射鏡永久的損壞或損傷，需要設(shè)計單獨的防塵組件對望遠鏡主反射鏡進行防護。

目前，國際上大型望遠鏡的防塵裝置主要有對開門式、花瓣式和卷簾門式。比如，美國星火靶場3.5m望遠鏡，NASA 3m望遠鏡采用的是雙門對開式的防塵裝置，兩個電機分別控制兩個防塵蓋板，實現(xiàn)打開和關(guān)閉。這種防塵裝置的一個顯著缺點是每個蓋板的重量非常大，每個蓋板即使采用金屬鋁作為材料，也會由于望遠鏡的口徑比較大，使得每個蓋板的重量仍然達到十幾公斤甚至幾十公斤，這會加速了傳動系統(tǒng)的磨損；為了克服這一缺點，在此基礎(chǔ)上又提出了花瓣式防塵裝置，即將兩個防塵蓋板分為4個、6個或者更多，例如美國新墨西哥州的3.5m ARC望遠鏡、3.9m Anglo-Australian望遠鏡、以及英國的4.2m WHT望遠鏡等。這兩種防塵裝置有兩個共同的缺點，一是會帶來很大的風載，風載作用在防塵裝置上，會使望遠鏡發(fā)生抖動，影響望遠鏡的控制精度和觀測效果。二是會引起望遠鏡水平軸的不平衡，這種不平衡增加了控制系統(tǒng)的難度，而且在突然失電的情況下，會造成望遠鏡光學系統(tǒng)發(fā)生倒置，帶來很大的安全隱患；針對這兩個缺點，又提出了可收縮式防塵裝置，如英國TTL公司設(shè)計的TTL望遠鏡和歐洲南方天文臺的NTT望遠鏡。這種防塵裝置采用很多塊金屬蓋板，當打開時，相鄰的蓋板依次收起，疊加一起。這種裝置唯一的缺點是當蓋板收縮時，可能會使相鄰蓋板上的灰塵和微粒落入望遠鏡中，影響防塵效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決當大口徑望遠鏡蓋板收縮時，可能會使相鄰蓋板上的灰塵和微粒落入望遠鏡中，影響防塵效果的技術(shù)問題，提供了一種大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置，包括步進電機、聯(lián)軸器、傳動軸、傳動軸蒙皮、錐齒輪、絲杠支座、開限位開關(guān)、彈性皮腔蒙皮、關(guān)限位開關(guān)、絲杠加強支座、望遠鏡四通、絲杠、U形固定板、絲杠滑塊、限位片、彎板、槽鋼、密封板和彈性皮腔折頁和彈性皮腔骨架；

所述開限位開關(guān)、關(guān)限位開關(guān)和U形固定板安裝在望遠鏡四通上；槽鋼安裝在U形固定板上；

所述絲杠安裝在兩側(cè)的絲杠支座和中間的絲杠加強支座上；

所述傳動軸蒙皮將傳動軸端零部件全部密封，彈性皮腔蒙皮覆蓋在彈性皮腔折頁的上端并留有間隙；所述彈性皮腔骨架的兩端設(shè)置卡槽，并通過卡槽卡在槽鋼上，實現(xiàn)彈性皮腔骨架在槽鋼上的導向滑動；

彈性皮腔折頁連接彈性皮腔骨架，彈性皮腔折頁的滑動端連接在密封板上，密封板通過彎板連接在絲杠滑塊上，所述絲杠滑塊安裝在絲杠上，通過絲杠滑塊帶動密封板滑動，實現(xiàn)彈性皮腔折頁的滑動；

限位片連接在絲杠滑塊上；

所述傳動軸的一端通過聯(lián)軸器與步進電機相連，傳動軸的另一端與一個錐齒輪相連，另一個錐齒輪與絲杠相連，兩個錐齒輪相互嚙合，實現(xiàn)動力的傳遞和轉(zhuǎn)向；

當步進電機工作時，帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)，通過兩個錐齒輪將動力傳遞到兩側(cè)的絲杠，使絲杠轉(zhuǎn)動，所述絲杠滑塊沿絲杠方向直線運動，帶動密封板、彈性皮腔折頁和彈性皮腔骨架同時作直線運動，實現(xiàn)彈性皮腔折頁的收縮和打開；

由兩個錐齒輪實現(xiàn)轉(zhuǎn)向后，帶動兩側(cè)的絲杠旋轉(zhuǎn)，由絲杠上的滑塊帶動彈性皮腔，實現(xiàn)防塵裝置的打開和收縮；

當兩側(cè)的密封板貼合時，實現(xiàn)了防塵裝置的關(guān)閉，此時絲杠滑塊上的限位片恰好位于關(guān)限位開關(guān)上；

當兩側(cè)的密封板打開時，絲杠滑塊上的限位片位于開限位開關(guān)上，實現(xiàn)了防塵裝置的打開。

還包括電機支座、錐齒輪固定座和絲杠固定座，所述電機支座、錐齒輪固定座和絲杠固定座安裝在望遠鏡四通上；所述步進電機安裝在電機支座上，傳動軸安裝在傳動軸支座上。

所述彈性皮腔蒙皮為Z型，用于密封防塵裝置的側(cè)面。

所述絲杠滑塊通過溝槽安裝在絲杠上，絲杠滑塊的上端連接彎板，絲杠滑塊的下端連接限位片。

所述彈性皮腔折頁和彈性皮腔骨架通過熱熔方式連接。

所述彈性皮腔蒙皮與彈性皮腔折頁的間隙為1-2mm。

所述彈性皮腔骨架為PVC骨架。

所述步進電機為雙輸出電機。

所述步進電機同時驅(qū)動兩個絲杠，兩個絲杠旋向分別為左右旋向和右左旋向。

所述開限位開關(guān)和關(guān)限位開關(guān)均為光電開關(guān)，且電壓為±5V。

本發(fā)明的有益效果：該裝置采用可折疊的思想，打開時折頁收縮外望遠鏡四通的兩側(cè)，不影響望遠鏡觀測；關(guān)閉，折頁展開，兩側(cè)折頁合攏，可以防止灰塵和細小的顆粒落入望遠鏡中；并且，該裝置在可收縮式防塵裝置的基礎(chǔ)上，提出了采用更輕材料的可折疊收縮式防塵裝置，可折疊的蓋板采用聚酯纖維的折頁和PVC材料的骨架，折頁和骨架通過熱熔的方式連接在一起，與現(xiàn)有技術(shù)相比，實現(xiàn)了無風載，不破壞望遠鏡平衡，結(jié)構(gòu)簡單，密封性好，質(zhì)量輕，壽命長的特點，適合于大口徑地平式望遠鏡的防塵和防護。

附圖說明

圖1為本發(fā)明大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置的去掉彈性皮腔蒙皮后的俯視圖；

圖2為本發(fā)明大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置的正視圖；

圖3為本發(fā)明大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置的絲杠和傳送軸連接處局部示意圖；

圖4為本發(fā)明大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置的步進電機和傳送軸連接處局部示意圖。

其中，1、步進電機，2、電機支座，3、聯(lián)軸器，4、傳動軸支座，5、傳動軸，6、傳動軸蒙皮，7、錐齒輪，8、絲杠支座，9、開限位開關(guān)，10、彈性皮腔蒙皮，11、關(guān)限位開關(guān)，12、絲杠加強支座，13、反射鏡室，14、反射鏡，15、望遠鏡四通，16、絲杠，17、U形固定板，18、錐齒輪固定座，19、絲杠固定座，20、絲杠滑塊，21、限位片，22、彎板，23、槽鋼，24、密封板，25、彈性皮腔折頁，26、彈性皮腔骨架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做進一步說明。

如圖1和圖2所示，大口徑地平式望遠鏡可折疊收縮式防塵裝置，包括步進電機1、聯(lián)軸器3、傳動軸5、傳動軸蒙皮6、錐齒輪7、絲杠支座8、開限位開關(guān)9、彈性皮腔蒙皮10、關(guān)限位開關(guān)11、絲杠加強支座12、望遠鏡四通15、絲杠16、U形固定板17、絲杠滑塊20、限位片21、彎板22、槽鋼23、密封板24和彈性皮腔折頁25和彈性皮腔骨架26。

防塵裝置還包括電機支座2、錐齒輪固定座18和絲杠固定座19，電機支座2、錐齒輪固定座18和絲杠固定座19安裝在望遠鏡四通15上；步進電機1安裝在電機支座2上，傳動軸5安裝在傳動軸支座4上。

開限位開關(guān)9、關(guān)限位開關(guān)11和U形固定板17安裝在望遠鏡四通15上；槽鋼23安裝在U形固定板1上。絲杠16安裝在兩側(cè)的絲杠支座8和中間的絲杠加強支座12上。

傳動軸蒙皮6將傳動軸5端零部件全部密封，主要用來密封防塵裝置傳動軸5處的側(cè)面。彈性皮腔蒙皮10為Z型，用于密封防塵裝置彈性皮腔折頁25處的側(cè)面，彈性皮腔蒙皮10覆蓋在彈性皮腔折頁25的上端并留有1-2mm的間隙，才能使彈性皮腔折頁25的收縮和打開不受彈性皮腔蒙皮10的影響。

彈性皮腔由彈性皮腔折頁25和彈性皮腔骨架26組成，由彈性皮腔的折疊實現(xiàn)直徑在1～4m之間的望遠鏡主反射鏡的防塵和防護。彈性皮腔骨架26為PVC骨架，彈性皮腔的導向利用槽鋼23實現(xiàn)，在彈性皮腔骨架26的兩端加工一定長度和寬度的卡槽，并通過卡槽卡在槽鋼23上，實現(xiàn)彈性皮腔骨架26在槽鋼23上的導向滑動；上下兩層彈性皮腔折頁25和中間的PVC彈性皮腔骨架26通過熱熔方式連接一起。

彈性皮腔折頁25連接彈性皮腔骨架26，防塵裝置彈性皮腔折頁25的滑動端連接在兩塊金屬的密封板24上，密封板24通過彎板22連接在絲杠滑塊20上，絲杠滑塊20通過溝槽安裝在絲杠16上，絲杠滑塊20的上端連接彎板22，絲杠滑塊20的下端連接限位片21。通過絲杠滑塊20帶動密封板24滑動，從而實現(xiàn)兩側(cè)彈性皮腔的彈性皮腔折頁25的滑動；

如圖3和圖4所示，傳動軸5的一端通過聯(lián)軸器3與步進電機1相連，傳動軸5的另一端與一個錐齒輪7相連，另一個錐齒輪7與絲杠16相連，兩個錐齒輪7相互嚙合，實現(xiàn)動力的傳遞和轉(zhuǎn)向。

步進電機1為雙輸出電機，可以利用一個步進電機1同時驅(qū)動兩側(cè)絲杠16，兩個滾珠絲杠16旋向分別為左右旋向和右左旋向，否則會使運動鎖死。兩個滾珠絲杠16除旋向分別是左--右旋向和右--左旋向外，其余參數(shù)完全相同。同一個絲杠的溝槽旋向是相反的，這樣才能在絲杠旋轉(zhuǎn)時，實現(xiàn)彈性皮腔折頁25的打開或者關(guān)閉。由絲杠16上的絲杠滑塊20帶動帶動彈性皮腔的彈性皮腔折頁25和彈性皮腔骨架26，這樣使每個彈性皮腔折頁25和彈性皮腔骨架26的兩端同時運動，不會因運動不同步而卡滯。

當步進電機1工作時，帶動兩側(cè)傳動軸5旋轉(zhuǎn)，通過兩個錐齒輪7將動力傳遞到兩側(cè)的絲杠16，使絲杠16轉(zhuǎn)動，因為絲杠滑塊20不能轉(zhuǎn)動，只能沿絲杠16方向直線運動，這樣就帶動密封板24、彈性皮腔折頁25和彈性皮腔骨架26等同時作直線運動，實現(xiàn)彈性皮腔折頁25的收縮和打開，

防塵裝置由步進電機1驅(qū)動兩側(cè)的傳動軸5，由兩對錐齒輪7實現(xiàn)轉(zhuǎn)向后，帶動兩側(cè)的滾珠絲杠16負旋轉(zhuǎn)，由滾珠絲杠16上的絲杠滑塊20帶動彈性皮腔，實現(xiàn)防塵裝置的打開和收縮或關(guān)閉。

當兩側(cè)的密封板24貼合時，實現(xiàn)了防塵裝置的關(guān)閉，此時絲杠滑塊20上的限位片21恰好位于關(guān)限位開關(guān)11上；當兩側(cè)的密封板24打開至需要的位置時，此時絲杠滑塊20上的限位片21恰好位于開限位開關(guān)9上，實現(xiàn)了防塵裝置的打開。開限位開關(guān)9和關(guān)限位開關(guān)11均為光電開關(guān)，電壓為±5V，并且，光電開關(guān)采用的是冗余設(shè)計，以保證某個開關(guān)出現(xiàn)故障時，仍然有其余的光電開關(guān)實現(xiàn)限位功能。

密封板是通過迷宮型貼合實現(xiàn)閉合的，并且配合面粘帖海綿，絲杠加強支座不會有障礙，因為是通過兩個成90度的軸承支撐的，而且絲杠加強支座恰好位于絲杠的中間，而滑塊不會運動到絲杠的中間，就可以實現(xiàn)關(guān)閉。當打開時，開限位發(fā)揮作用，當滑塊運行到開限位開關(guān)時，絲杠滑塊停止運動，防塵裝置的鏡蓋打開，此時，絲杠滑塊運行到距絲杠的頂端一定距離處，因此不會有障礙。