一种巨型望远镜反射面维护装置的制作方法

本发明涉及机械设备领域，尤其是涉及一种巨型望远镜反射面维护装置。

背景技术：

巨型望远镜fast的主反射面由4450块三角形或四边形单元组成，这些反射面单元由索网结构支撑，整个索网通过外周直径约250m的环形圈梁支撑，并通过下方的2225根下拉索加以固定，并形成所需要的形状。

每块反射面单元的边长约10～12m，由1mm厚的冲孔铝板子单元以及支撑这些铝板的背架单元组成。为了满足反射面变形需要，面板之间采用机械结构进行连接。为了精确测量反射面的形状，在面板之间的连接结构上安装有反射式靶标。

反射面单元的最低处位于地面上方约4m，最高处在地面以上几十米。并且，通过增大反射面之间的缝隙的方法来为人员或设备抵达反射面上部提供通道的方法是不可行的，其原因在于，需要尽可能增加反射面有效反射面积以提高望远镜效率。

由于暴露在天然的野外环境下，日晒、风吹、雨淋、积尘、结构振动、微生物滋长等均会影响反射面的表面状态，以及相关的结构或设备如反射面靶标的状态。因此，需要定期对反射面上部相关结构及部件进行巡查，必要时进行检修以保证望远镜的性能。

国外有些望远镜如美国的arecibo望远镜，其反射面精度要求较高，其反射面表面检修一般采取人工方法，人员穿上大接触面积的工作鞋，直接在反射面上行走，进行巡查。这对fast是有难度的，主要原因有两点，其一，fast反射面面板局部刚度不足以支撑人体重量，即使采用减小压强的大接触面积的工作鞋仍然会遇到困难；其二，fast反射面面板的倾斜角度最大处达到50度以上，这不利于人员保持稳定的姿态，从而导致安全性降低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种巨型望远镜反射面维护装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种巨型望远镜反射面维护装置，包括：维护单元和收放支撑单元；其中，

所述维护单元包括若干个由支撑腿和支撑足构成的支撑机构、若干套用于驱动所述支撑机构的伺服电机驱动模块、上底盘、下底盘、上转台和下转台；其中，

所述支撑足与所述支撑腿的一端铰接连接，支撑腿的另一端与所述伺服电机驱动模块中的第一伺服电机铰接连接，所述第一伺服电机铰接有第二伺服电机，所述第二伺服电机铰接在所述上底盘和所述下底盘之间；所述上转台与上底盘通过中心轴连接，实现上转台在上底盘上方的转动；所述下转台与下底盘通过中心轴连接，实现下转台在下底盘下方的转动；所述上转台的上表面设置有若干个机械臂；所述上转台的下表面设置有光学检测设备和/超声检测设备和/冲洗设备；

所述收放支撑单元包括环形导轨，所述环形导轨固定安装在巨型望远镜的环形圈梁上；环形导轨上设置有导轨车平台，所述导轨车平台通过其底部的主动轮以及钩挂在所述环形导轨底部的防倾覆压轮实现与环形导轨的滑动配合；导轨车平台上设置有卷扬支架和导轨车控制及配重装置，所述卷扬支架上设置有卷扬装置；所述卷扬装置与牵索的一端固定连接，所述牵索的另一端与设置在所述上转台中心的连接柱的顶部固定连接；所述导轨车平台上设置有换向支柱，所述换向支柱的顶部设置有换向滑轮，所述牵索搭接在所述换向滑轮上；

所述导轨车控制及配重装置用于控制所述卷扬装置以及所述导轨车平台的运行。

作为一种进一步的技术方案，所述巨型望远镜反射面维护装置包括至少4个支撑机构。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑足为倒伞形结构，其包括中间支柱、套接在所述中间支柱上的滑动套筒、以及铰接在所述中间支柱底部的若干个支撑片；所述支撑片的中部设置有连接板，所述连接板上铰接有支撑骨，所述支撑骨的另一端与所述滑动套筒的外壁铰接；中间支柱的顶部与所述支撑腿的一端铰接连接。

作为一种进一步的技术方案，所述环形导轨的截面呈倒“l”型，所述导轨车平台的底部设置有钩挂在环形导轨上部的防抱死滚轮以及钩挂在环形导轨底部的防倾覆倒钩。

作为一种进一步的技术方案，所述卷扬装置和所述导轨车控制及配重装置位于所述导轨车平台的左右两侧。

作为一种进一步的技术方案，所述卷扬装置包括卷筒，所述牵索的一端固定连接在所述卷筒上，所述卷扬支架上设置有用于驱动所述卷筒的变速箱、联轴器、电机以及电机控制器，所述电机控制器与所述导轨车控制及配重装置电连接。

作为一种进一步的技术方案，所述下底盘的底部周向设置有至少3个万向轮。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明利用机器设备进行巡查检修等工作，避免了人力操作带来的安全性问题。可以对机械设备进行重量优化，避免对反射面局部造成变形。通过机械设备的使用，提高了离地面较高的反射面上表面的可及性。通过公用平台的方式，将载荷与平台分开处理，为实现不同专业的检测提供了可能与便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的维护单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的上底盘和下底盘的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的上转台和下转台的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的支撑足的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的收放支撑单元的整体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的巨型望远镜反射面维护装置的整体结构示意图；

图标：1-支撑腿；2-支撑足；3-上底盘；4-下底盘；5-上转台；6-下转台；7-第一伺服电机；8-第二伺服电机；9-机械臂；10-中间支柱；11-滑动套筒；12-支撑片；13-连接板；14-支撑骨；15-环形导轨；16-导轨车平台；17-主动轮；18-卷扬支架；19-导轨车控制及配重装置；20-牵索；21-换向支柱；22-换向滑轮；23-防抱死滚轮；24-卷筒；25-变速箱；26-联轴器；27-电机；28-电机控制器；29-连接柱；30-反射面面板；31-防倾覆压轮；32-防倾覆倒钩；33-万向轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

结合图1至图4所示，本实施例提供一种巨型望远镜反射面维护装置，包括：维护单元和收放支撑单元；其中，

所述维护单元包括若干个由支撑腿1和支撑足2构成的支撑机构、若干套用于驱动所述支撑机构的伺服电机驱动模块、上底盘3、下底盘4、上转台5和下转台6；其中，

所述支撑足2与所述支撑腿1的一端铰接连接，支撑腿1的另一端与所述伺服电机驱动模块中的第一伺服电机7铰接连接，所述第一伺服电机7铰接有第二伺服电机8，所述第二伺服电机8铰接在所述上底盘3和所述下底盘4之间；所述上转台5与上底盘3通过中心轴连接，实现上转台5在上底盘3上方的转动；所述下转台6与下底盘4通过中心轴连接，实现下转台6在下底盘5下方的转动；所述上转台5的上表面设置有若干个机械臂9；所述上转台5的下表面设置有光学检测设备和/超声检测设备和/冲洗设备。本申请中的第一伺服电机7用于驱动支撑机构的上下摆动，第二伺服电机8用于驱动支撑机构的左右摆动。

所述收放支撑单元包括环形导轨15，所述环形导轨15固定安装在巨型望远镜的环形圈梁上；环形导轨15上设置有导轨车平台16，所述导轨车平台16通过其底部的主动轮17以及钩挂在所述环形导轨15底部的防倾覆压轮31实现与环形导轨15的滑动配合；导轨车平台16上设置有卷扬支架18和导轨车控制及配重装置19，所述卷扬支架18上设置有卷扬装置；所述卷扬装置与牵索20的一端固定连接，所述牵索20的另一端与设置在所述上转台5中心的连接柱29的顶部固定连接；所述导轨车平台16上设置有换向支柱21，所述换向支柱21的顶部设置有换向滑轮22，所述牵索20搭接在所述换向滑轮22上；

所述导轨车控制及配重装置19用于控制所述卷扬装置以及所述导轨车平台16的运行。

本申请中的牵索20可以是包括多根导线、光纤以及起支撑作用的外套管组成。其中，外套管采用高强度耐疲劳的柔性材料制成。导线用于维护单元的供电、充电及控制和通讯数据传输功能。光纤用于控制和通讯数据传输功能。

在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述巨型望远镜反射面维护装置包括至少4个支撑机构；以保持机械化平台在fast反射面上方的稳定性，通过调整多足之间的跨度，可以实现该机械化平台在不同反射面倾角下的安全工作。

在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述支撑足为倒伞形结构，其包括中间支柱10、套接在所述中间支柱10上的滑动套筒11、以及铰接在所述中间支柱10底部的若干个支撑片12；所述支撑片12的中部设置有连接板13，所述连接板13上铰接有支撑骨14，所述支撑骨14的另一端与所述滑动套筒11的外壁铰接；中间支柱10的顶部与所述支撑腿1的一端铰接连接。自然状态下，支撑片12呈收缩装，当本申请的维护装置工作与需要大面积接触的场合时，向下驱动滑动套筒11，以使得支撑片12打开。

在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述环形导轨15的截面呈倒“l”型，所述导轨车平台16的底部设置有钩挂在环形导轨15上部的防抱死滚轮23以及钩挂在环形导轨15底部的防倾覆倒钩32。收放支撑单元在轨道上运行，轨道的两侧设有防倾覆的限位结构和防抱死的滚轮结构。收放支撑单元本身可以是在人工遥控下运行。

在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述卷扬装置和所述导轨车控制及配重装置19位于所述导轨车平台的左右两侧；如此设置使得导轨车控制及配重装置19起到重量平衡的作用，以提高导轨车平台在滑动过程中的稳定性。

在该实例中，作为一种进一步的技术方案，所述卷扬装置包括卷筒24，所述牵索20的一端固定连接在所述卷筒24上，所述卷扬支架18上设置有用于驱动所述卷筒24的变速箱25、联轴器26、电机27以及电机控制器28，所述电机控制器28与所述导轨车控制及配重装置19电连接；由导轨车控制及配重装置19控制卷扬装置的运行。

本申请中的维护单元通过支撑足2在反射面面板30上移动，再次过程中，由收放支撑单元实现对维护单元的收放，当维护单元的位置确定以后，收放支撑单元通过牵索20实现对维护单的牵引支撑，以保持维护单元在工作面上的平稳工作。

作为一种进一步的技术方案，所述下底盘4的底部周向设置有至少3个万向轮33。在该实例中，维护单元下部有三个以上的万向轮，当需要回收维护单元时，将维护单元的支撑腿收起，改用万向轮支撑，此时，可以通过收放支撑单元将维护单元回收，维护单元在反射面上的运动为摩擦力很小的滚动，大大提高了维护单元回收的效率和安全性，大大降低了维护单元跨越反射面单元缝隙的难度。

特别地，如果反射面上有妨碍牵索的突起结构，可以通过回收维护单元或者维护单元主动绕过的形式予以规避。

综上，本发明利用机器设备进行巡查检修等工作，避免了人力操作带来的安全性问题。可以对机械设备进行重量优化，避免对反射面局部造成变形。通过机械设备的使用，提高了离地面较高的反射面上表面的可及性。通过公用平台的方式，将载荷与平台分开处理，为实现不同专业的检测提供了可能与便利。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。