用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统的制作方法

本发明属于大型望远镜主镜支撑技术领域，尤其涉及一种用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统。

背景技术：

大型望远镜是集光学、机械、电子学于一体、用来探测空间目标、探索宇宙奥秘的重要观测设备，至今已经有几百年的发展历史。随着空间目标观测需求的提高，对望远镜的口径、分辨率、探测能力等性能指标的要求也越来越高。从1609年的第一台伽利略望远镜到正在建设的30m望远镜(tmt)，望远镜的口径平均每60年增加一倍。

随着望远镜口径的不断增大，对大型望远镜主镜支撑的连接方式也提出了更多的要求。传统的主镜支撑连接方式主要采用螺纹连接，螺纹连接需要足够的操作空间，同时支撑机构需要与主镜和主镜室分别安装，当主镜口径增大时，该连接方式和安装流程将变得难以实现。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统，旨在解决现有技术中大型望远镜主镜与支撑结构的连接难以实现的技术问题。

本发明提供了一种用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统，包括：

通讯模块，用于传输控制信号；

相对主镜呈分散型分布的多个永磁吸盘，用于连接所述主镜；

永磁吸盘控制器，与所述通讯模块通讯连接，用于根据所述控制信号控制各永磁吸盘与所述主镜的连接；

电源模块，与所述通讯模块和所述永磁吸盘控制器电连接，用于为所述通讯模块和所述永磁吸盘控制器提供电源。

优选的，所述通讯模块包括控制指令接收单元和使能控制单元；

所述控制指令接收单元用于接收外部的控制指令并进行解码分析；

所述使能控制单元用于将经过所述控制指令接收单元解码分析后的控制指令转换为控制信号。

优选的，所述通讯模块包括通信电缆，所述系统通过所述通信电缆与外部设备连接，接收所述外部设备发送的控制指令。

优选的，所述系统还包括通信总线，所述永磁吸盘控制器通过所述通信总线控制各永磁吸盘。

优选的，所述永磁吸盘控制器包括控制单元、继电器驱动电路，所述控制单元根据控制信号控制所述继电器驱动电路的输出，进而通过所述输出控制各永磁吸盘与所述主镜的连接。

优选的，所述控制单元包括微处理器与继电器通断逻辑电路；

所述微处理器用于对所述控制信号进行分析；

所述继电器通断逻辑电路用于根据经过分析的所述控制信号控制所述继电器驱动电路。

优选的，所述永磁吸盘控制器还包括外部使能逻辑电路，所述外部使能逻辑电路与所述继电器通断逻辑电路通信连接，用于接收外部的使能信号并传输给所述继电器通断逻辑电路。

优选的，所述永磁吸盘控制器还包括看门狗电路，用于监测所述微处理器的实时状态。

优选的，所述永磁吸盘控制器还包括状态检测电路，用于监测所述永磁吸盘的实时状态。

优选的，所述永磁吸盘控制器还包括总线收发电路，用于接收来自总线的控制信号并传输所述永磁吸盘控制器的实时状态。

本发明示出的用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统通过采用永磁吸盘连接的快速连接方式，通过永磁吸盘的吸力连接支撑与主镜，解决了大型望远镜主镜传统机械连接方式与安装空间的矛盾，并且通过对永磁吸盘控制器进行分布式控制，实时性高，控制精度高。

附图说明

图1是本发明实施例一示出的用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统x的结构框图；

图2是本发明实施例二示出的用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统x的结构示意图；

图3是本发明实施例二示出的用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统x中永磁吸盘控制器e的结构示意图。

图中的附图标记表示为：

外部设备a、通讯模块b、控制指令接收单元b1、使能控制单元b2、电源模块c、通信总线d、永磁吸盘控制器e、微处理器e1、电压管理电路e2、总线收发电路e3、看门狗电路e4、外部使能逻辑电路e5、继电器通断逻辑电路e6、继电器驱动电路e7、状态检测电路e8、永磁吸盘f、主镜g。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

如附图1所示，本实施例提供的用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统x包括通讯模块b、电源模块c、永磁吸盘控制器e、相对主镜呈分散型分布的多个永磁吸盘f。

通讯模块b用于传输控制信号；多个永磁吸盘f用于连接主镜；永磁吸盘控制器e用于根据所述控制信号控制各永磁吸盘f与主镜的连接；电源模块c与所述通讯模块b和所述永磁吸盘控制器e电连接，用于为所述通讯模块b和所述永磁吸盘控制器e提供电源。

可选的，永磁吸盘控制器e的数量可为多个，每一永磁吸盘控制器e控制一个永磁吸盘；还可以是永磁吸盘控制器e的数量可为多个，每一永磁吸盘控制器e控制一部分数量的永磁吸盘；还可以是只有一个永磁吸盘控制器e，通过该永磁吸盘控制器e控制所有永磁吸盘f与主镜的连接。

具体的，多个永磁吸盘f相对主镜的分布形式可以是呈均匀是分布；也可是相对主镜的中心线呈对称性分布；还可以是呈其它的分散型分布形式。

通讯模块b将接收的控制信息传输给永磁吸盘控制器e，永磁吸盘控制器e对该控制信息进行指令和逻辑判断后，输出给永磁吸盘f，以进行永磁吸盘f的控制。

主镜安装时，通过主控计算机发送消磁指令，使所有的永磁吸盘处于消磁状态，然后主镜通过同步顶升机构慢慢落到主镜支撑上，主控计算机发送停止消磁指令，永磁吸盘f恢复吸力，与主镜通过磁力连接在一起，从而实现了大型望远镜主镜支撑采用永磁吸盘作为连接方式，解决了大型望远镜主镜传统机械连接方式与安装空间的矛盾。

实施例二：

如附图2-3所示，实施例一示出的用于大型望远镜主镜支撑的永磁吸盘控制系统中，通讯模块b包括控制指令接收单元b1和使能控制单元b2。

所述控制指令接收单元b1用于接收外部的控制指令并进行解码分析；所述使能控制单元b2与控制指令接收单元b1连接，用于将经过所述控制指令接收单元b1解码分析后的控制指令转换为控制信号。

可选的，通讯模块b也可以包括通信电缆，通过所述通信电缆与外部设备a连接，接收所述外部设备发送的控制指令并传输给控制指令接收单元b1。

通讯模块b与永磁吸盘控制器e之间通过通信总线d进行信号传输，通信总线d，通讯模块b将控制信号传递给各永磁吸盘控制器e，进一步提供控制信号传递的同步性。

永磁吸盘控制器e包括控制单元(包括微处理器e1与继电器通断逻辑电路e6)、电压管理电路e2、总线收发电路e3、看门狗电路e4、外部使能逻辑电路e5、继电器驱动电路e7、状态检测电路e8。

微处理器e1用于对接收的控制信息进行数据处理。

电压管理电路e2为永磁吸盘控制器e提供合适的电源电压，同时可通过继电器驱动电路e7向负载供电。

总线收发电路e3、看门狗电路e4、外部使能逻辑电路e5、继电器通断逻辑电路e6、状态检测电路e8均与微控制器e1相连。

总线收发电路e3接收来自总线的控制信息并反馈当前永磁吸盘控制器的实时状态。

看门狗电路e4能够实时监测微控制器e1的工作状态，当微控制器e1处于死机状态时，可以通过继电器通断逻辑电路e6自动关闭继电器驱动电路e7的输出。

外部使能逻辑电路e5通过隔离电路将外部使能指令en直接传递给继电器通断逻辑电路e6。外部使能具有最高的优先级，当外部使能处于关闭状态时，继电器驱动电路e7也是关闭状态。

继电器输出状态检测电路e8通过放大器与ad采集继电器驱动电路e7的输出电压并反馈给微控制器e1，从而得知永磁吸盘f的实时状态。

继电器通断逻辑电路e6通过判断微控制器e1发出的控制指令、看门狗电路e4输出的微控制器e1状态以及外部使能状态来确定继电器驱动电路e7的状态，进而通过继电器驱动电路e7控制永磁吸盘控制系统与主镜g之间的连接。

微控制器e1接收来自通信总线d的控制信息，当通信中断或者不正常时，可以通过继电器通断逻辑电路e6自动关闭继电器驱动电路e7的输出，同时读取状态检测电路e8的反馈并判断与当前指令状态是否一致，如果不一致则通过继电器通断逻辑电路e6自动关闭继电器驱动电路e7的输出，从而实现通信诊断的功能。

通过通信总线实现对永磁吸盘控制器的分布式控制，实时性高，并且具备较高的控制精度，同时，通过布设完善的安全保护功能，对指令与状态反馈具有多重逻辑判断，可及时控制负载电路的开断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。