大口径反射镜自动清洗装置制造方法
【专利摘要】大口径反射镜自动清洗装置，涉及望远镜镜面清洗技术，解决现有对主反射镜进行清洗时，存在清洗效率低，质量差，并且很难实现对大口径反射镜进行清洗的问题，包括镜体、喷嘴、清洗臂、接头、软管、蜗轮蜗杆副、旋转电机、滑动座、齿轮副、轨道压环、转轴、轴承、导向滚轮、轨道底板、限位开关、锁死机构、限位片和行车电机，本发明利用了望远镜的结构特点，设计一种自动清洗装置。避免了因为技术人员的能力和水平的差异造成的清洗效果不同，清洗效率高，结构紧凑，自动化程度高。能够直径2米以上级别镜面清洗，占用空间小，本发明所述的清洗清洗完毕后旋转至反射镜的侧面，不影响望远镜的观测，适合于大口径反射镜的清洗。
【专利说明】大口径反射镜自动清洗装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及望远镜镜面清洗技术，具体涉及直径达到2米以上级别的反射镜镜面的清洗。
【背景技术】
[0002]随着天文学和天文技术的发展，科学家们迫切需要更大口径的天文望远镜来观测更遥远、更暗、更小的星体或飞行器，世界各国科学家不断制造更大口径的望远镜。目前世界上已经建成的直径达到8米以上的望远镜有十几架，2米?4米之间的望远镜有几十架，正在计划建造中的有30米TMT望远镜和39米的EELT望远镜。
[0003]当望远镜主反射镜口径较小时，对主反射镜进行清洗时，一般是由技术人员利用洁净脱脂棉和酒精乙醚混合液进行擦洗，为了使擦洗时不反复污染镜面，擦洗时按照从内到外做环形擦洗，而且擦洗时要不断更换脱脂棉。这种清洗方式不但效率低，而且清洗质量不高，清洗效果的一致性差，清洗的质量依赖于技术人员的能力和技术水平。当望远镜主反射镜口径增大时，比如直径达到2米以上时，技术人员很难直接清洗，操作非常不方便。
[0004]目前国内大型望远镜比较少，中小口径望远镜比较多，因此大多采用的是人工清洗的方式。近年来，国内也在制造大型天文望远镜，这种传统的镜面清洗方式已经不能满足实际要求。本发明为了适应国内大型望远镜发展的需求，提出了自动清洗的方法。
[0005]望远镜的主反射镜安装在主镜室内，主镜室连接在望远镜的四通上，主镜室和四通之间一般通过三点或者六点连接，而且在望远镜主反射镜的侧面与主镜室之间有一定的空间，本发明充分利用这一空间，设计了自动清洗装置，可以分区域完成对镜面的清洗。
[0006]大型望远镜的主反射镜由于口径较大，因此清洗装置的设计必须按照以下两个思想进行:一方面，清洗装置的喷头必须是可移动的，才能保证清洗整个镜面；另一方面，清洗装置的喷头必须是可以收起的，在工作时喷头旋转至反射镜的上方，在不工作时旋转至反射镜的侧面，这种设计思想保证清洗装置不会影响望远镜的观测，而且不工作时清洗装置必须具有锁定功能。
【发明内容】
[0007]本发明为解决现有对主反射镜进行清洗时，存在清洗效率低，质量差，并且很难实现对大口径反射镜进行清洗的问题，提供一种大口径反射镜自动清洗装置。
[0008]大口径反射镜自动清洗装置，包括喷嘴、清洗臂、接头、软管、蜗轮蜗杆副、旋转电机、滑动座、齿轮副、轨道压环、转轴、轴承、导向滚轮、轨道底板、第一限位开关、锁死机构、第一限位片、第二限位片、行车电机和第二限位开关；所述喷嘴、接头和软管分别连接在清洗臂上，所述清洗臂安装在蜗轮蜗杆副上，蜗轮蜗杆副安装在滑动座上，蜗轮蜗杆副上安装有第二限位开关；当工作时，旋转电机驱动蜗轮蜗杆副带动清洗臂旋转，当清洗臂上的第二限位片到达第二限位开关的位置时，蜗轮蜗杆副带动清洗臂旋转90°至镜体的侧面；
[0009]滑动座通过轴承和转轴连接在导向滚轮上，所述转轴的中心连接齿轮副，行车电机安装在齿轮副上，所述轨道压环固定在轨道底板上；
[0010]行车电机带动滑动座沿轨道底板运动，当滑动座上的第一限位片到达轨道底板上的第一限位开关时，蜗轮蜗杆副反向驱动清洗臂至镜体的侧面，锁死机构锁定滑动座。
[0011]本发明的有益效果:本发明充分利用了望远镜的结构特点，从望远镜主反射镜的实际情况出发，设计了一种自动清洗装置。这种清洗装置减小人的直接参与，避免了因为技术人员的能力和水平的差异造成的清洗效果不同，清洗效率高，结构紧凑，自动化程度高。能够直径2米以上级别镜面清洗，自动化程度高，结构紧凑，占用空间小，清洗效率高；本发明所述的清洗清洗完毕后旋转至反射镜的侧面，不影响望远镜的观测，适合于大口径反射镜的清洗。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明所述的大口径反射镜自动清洗装置的剖视图；
[0013]图2为本发明所述的大口径反射镜自动清洗装置的俯视图。
[0014]图中:1、镜体，2、喷嘴，3、清洗臂，4、接头，5、软管，6、蜗轮蜗杆副，7、旋转电机，8、滑动座，9、齿轮副，10、轨道压环，11、转轴，12、轴承，13、导向滚轮，14、轨道底板，15、第一限位开关，16、锁死机构，17、限位片，18、行车电机，19、第二限位片，20、第二限位开关。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一、结合图1和图2说明本实施方式，大口径反射镜自动清洗装置，包括镜体1、喷嘴2、清洗臂3、接头4、软管5、蜗轮蜗杆副6、旋转电机7、滑动座8、齿轮副
9、轨道压环10、转轴11、轴承12、导向滚轮13、轨道底板14)、第一限位开关15、第二限位片19、第二限位开关20、锁死机构16、限位片17和行车电机18等。
[0016]所述装置喷嘴2、接头4和软管5全部连接在清洗臂3上，清洗臂3安装在蜗轮蜗杆副6上，蜗轮蜗杆副6安装在滑动座8上，当工作时，旋转电机7驱动蜗轮蜗杆副6带动清洗臂3旋转，当清洗臂3上的第二限位片19恰好到达第二限位开关20的位置时，清洗臂旋转90°，即完成从非工作状态(清洗臂位于镜体的侧面)到工作状态的转换。
[0017]滑动座8通过轴承12和转轴11连接在导向滚轮13，转轴的中心连接有齿轮副9，行车电机18安装在齿轮副9上，轨道压环10固定在轨道底板14上，这样可以限制导向滚轮13的窜动。在滑动座8上合适位置安装有锁死机构16，可以实现滑动座的锁定。在轨道底板14的两端安装有第一限位开关15，滑动座8的两侧安装有第一限位片。
[0018]行车电机18带动整个滑动座8沿轨道底板14运动，使清洗臂可以横扫镜体I的部分区域。在滑动座运动的同时，通过软管5给清洗臂3充一定压力的清洗液，完成对镜体I的清洗，清洗液由镜体的中心孔处收集。当清洗完毕后，蜗轮蜗杆副6反向驱动清洗臂至镜体I的侧面，锁死机构16锁定滑动座8的位置，使滑动座8与轨道底板14不得有相对运动，因为蜗轮蜗杆有自锁功能，因此整个运动部件全部锁定，在清洗完毕后，不会影响望远镜的观测。
[0019]本实施方式所述的装置采用分区清洗，在镜室与望远镜连接部位的空余处，设置若干组该清洗装置，每组清洗装置清洗一定的区域，所有的清洗装置联合起来可以完成对整个镜面的清洗；[0020]本实施方式所述的装置可打开可收起，在工作时，旋转电机7驱动蜗轮蜗杆，使之带动清洗臂旋转至反射镜上方，清洗装置旋转至清洗位置，清洗完毕后清洗装置旋转至镜体的侧面，不影响望远镜的观测。工作完毕后，蜗轮蜗杆带动清洗臂旋转至反射镜的侧面。由行车电机带动整个清洗装置绕反射镜的中心做圆周运动，从而使清洗臂横扫一定的区域，可以分成六个区域分别同时清洗。本装置的滑动座8采用了断电自锁装置，在不工作时，可以使整个清洗装置锁定在反射镜的侧面。所述装置清洗臂的锁定利用的是蜗轮蜗杆的自锁功能，使之不能随意旋转。
[0021]本实施方式中喷嘴2的中心线与清洗臂的竖直方向成15°角；使得喷嘴2喷出的清洗液不是直接喷向镜面，而是成15°倾斜角喷向镜体，一方面便于清洗液的流动，另一方面保证不同清洗区域的连接处也能得到很好的清洗。清洗臂3安装在蜗轮蜗杆上，一方面可以实现减速，另一方面充分利用了蜗轮蜗杆的自锁功能，使清洗臂可以锁定在任意位置。本实施方式采用齿轮组驱动滑动座带动整个清洗装置前进或后退:所述的行车电机18是直流电机，电压为12V。限位开关采用光电开关，电压为±5V。实现限位功能。
【权利要求】
1.大口径反射镜自动清洗装置，包括喷嘴(2)、清洗臂(3)、接头(4)、软管(5)、蜗轮蜗杆副(6)、旋转电机(7)、滑动座(8)、齿轮副(9)、轨道压环(10)、转轴(11)、轴承(12)、导向滚轮(13)、轨道底板(14)、第一限位开关(15)、锁死机构(16)、第一限位片(17)、第二限位片(19)、行车电机(18)和第二限位开关(20);其特征在于， 所述喷嘴(2)、接头(4)和软管(5)分别连接在清洗臂(3)上，所述清洗臂(3)安装在蜗轮蜗杆副(6)上，蜗轮蜗杆副(6)安装在滑动座(8)上，蜗轮蜗杆副(6)上安装有第二限位开关(20);当工作时，旋转电机(7)驱动蜗轮蜗杆副(6)带动清洗臂(3)旋转，当清洗臂(3)上的第二限位片(19)到达第二限位开关(20)的位置时，蜗轮蜗杆副(6)带动清洗臂(3)旋转90°至镜体(I)的侧面； 滑动座(8 )通过轴承(12)和转轴(11)连接在导向滚轮(13 )上，所述转轴(11)的中心连接齿轮副(9)，行车电机(18)安装在齿轮副(9)上，所述轨道压环(10)固定在轨道底板(14)上； 行车电机(18)带动滑动座(8)沿轨道底板(14)运动，当滑动座(8)上的第一限位片(17)到达轨道底板(14)上的第一限位开关(15)时，蜗轮蜗杆副(6)反向驱动清洗臂(3)至镜体(I)，锁死机构(16 )锁定滑动座(8 )。
2.根据权利要求1所述的大口径反射镜自动清洗装置，其特征在于，喷嘴的中心线与清洗臂(3)的竖直方向成15°角。
3.根据权利要求1所述的一种大口径反射镜自动清洗装置，其特征在于，所述的行车电机(18)是直流电机，电压为12V。
4.根据权利要求1所述的一种大口径反射镜自动清洗装置，其特征在于，所述限位开关米用光电开关，电压为±5V。
【文档编号】B08B3/08GK103909074SQ201410116733
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】王富国, 杨飞, 明名 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所