本实用新型涉及机电领域，具体涉及一种自动切换装置及包括该自动切换装置的天文望远镜。
背景技术：
为满足天文学家对更多更暗的目标，更多恒星、系外星系，星团、星云等大视场巡天照相，以及对特定目标高分辨率成像或光谱观测等需求，科学家对天文望远镜有着很高的要求，既要大视场巡天观测更多目标，又要求具有高分辨率成像和光谱分析功能。比较通用的做法是：对于大视场巡天可以采用主焦系统，为实现高分辨率成像和光谱分析采用卡氏焦点系统。考虑大口径望远镜建造成本和周期长等原因，所以将大视场巡天与高分辨率成像功能集一台望远镜实现。该望远镜中同时具有卡氏焦点高分辨率成像和主焦大视场成像的结构。目前国内有长春1.2米光电望远镜同时具有主焦系统和卡氏焦点系统，但尚未实行自动切换控制。上海科技馆拟建设一架直径约1米的大型折反射式望远镜，主要用于夜间公众观测，同时可用于组织部分爱好者适合进行的专业课题研究。该一米科普望远镜的光学系统将具备主焦系统及卡氏焦点系统。
目前，主焦系统和卡氏焦点系统望远镜切换时操作繁琐。因此亟需一种自动切换装置，实现主焦点及卡氏焦点两个工作焦点的便捷切换，从而将大视场巡天照相和特定目标高分辨率成像或光谱观测集于一台望远镜。
技术实现要素：
为实现望远镜能够便捷地在两个工作焦点之间进行切换。本实用新型提供一种自动切换装置及包括该自动切换装置的天文望远镜。
根据本实用新型提供的一种自动切换装置，包括：
双副镜圈结构，其包括内圈、外圈和翻转轴组，其中，外圈与内圈通过翻转轴组相连，该翻转轴组具有驱动内圈相对于外圈翻转的传动机构；四叶架；以及通过四叶架与内圈连接的副镜筒。
内圈和外圈同心设置。
双副镜圈结构还包括用于实现内圈和外圈的位置相对固定的电动定位销组。
电动定位销组包括径向上对置的第一电动定位销和第二电动定位销，其分别被固定在外圈的径向相对的位置上，内圈具有对应的第一销孔和第二销孔，该第一电动定位销与第一销孔配合，第二电动定位销与第二销孔配合。
第一电动定位销和第二电动定位销相同。
内圈具有在径向上对置的第一通孔和第二通孔，外圈具有对应的第三通孔和第四通孔，翻转轴组具有穿过第一通孔和第三通孔延伸的第一翻转轴和穿过第二通孔和第四通孔延伸的第二翻转轴，该第一翻转轴和第二翻转轴在一条直线上。
该传动机构由第一伺服电机与蜗轮蜗杆形成。
副镜筒为空心筒体结构，其相对的两端分别设置主焦改正镜组和副镜，主焦点相机设置于副镜筒的内部的中心位置。
一种天文望远镜，包括上述的自动切换装置。
该天文望远镜，包括主镜室、中间块和桁架，其中，主镜室和桁架通过中间块连接固定，自动切换装置与桁架固定。
本实用新型提供的一种自动切换装置及包括该自动切换装置的天文望远镜。该自动切换装置结构简单，包括该自动切换装置的天文望远镜可便捷地在两个工作焦点之间进行切换。
附图说明
图1是包括根据本实用新型的一个优选实施例的自动切换装置的天文望远镜的总体图；
图2是图1中的自动切换装置的立体图；
图3是图2的自动切换装置的电动定位销的结构示意图；
图4是天文望远镜的主焦观测光路的光学系统图；
图5是天文望远镜的卡氏焦点观测光路的光学系统图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型的具体实施方式，对本实用新型的技术方案进行详细的说明，但如下实施例仅是用以理解本实用新型，而不能限制本实用新型，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，天文望远镜包括主镜室1、中间块2、桁架3和根据本实用新型的一个优选实施例的自动切换装置4。其中，主镜室1和桁架3通过中间块2进行连接固定，三者的位置关系和结构与现有技术相同，在此不再赘述。与现有技术不同的是，该桁架3的顶端连接有根据本实用新型的一个优选实施例的自动切换装置4。
如图2所示，自动切换装置4包括双副镜圈结构41、四叶架42和副镜筒43。其中，副镜筒43通过四叶架42实现与双副镜圈结构41的连接，并且位于双副镜圈结构41的中心。
双副镜圈结构41包括内圈44、外圈45、翻转轴组46和电动定位销组47，其中，外圈45与桁架3固连，内圈44与外圈45同心设置，翻转轴组46用于连接内圈44和外圈45并驱动内圈44翻转，电动定位销组47用于实现内圈44和外圈45位置的相对固定。
具体地，内圈44具有在径向上对置的第一通孔和第二通孔，外圈45具有对应的第三通孔和第四通孔，翻转轴组46具有穿过第一通孔和第三通孔延伸的第一翻转轴和穿过第二通孔和第四通孔延伸的第二翻转轴，该第一翻转轴和第二翻转轴在一条直线上，从而限定内圈44相对于外圈45的翻转轴线。另外，该翻转轴组46具有驱动内圈44相对于外圈45翻转的传动机构，该传动机构由第一伺服电机与蜗轮蜗杆形成。通过传动机构可以带动内圈44相对于外圈45翻转180°，在第一编码器精确控制及反馈下执行高精度定位停止。
另外，电动定位销组47包括径向上对置的第一电动定位销471和第二电动定位销，其分别被固定在外圈45的径向相对的位置上，内圈44具有对应的第一销孔和第二销孔，该第一电动定位销471插入第一销孔内，第二电动定位销插入第二销孔内，以将内圈44相对于外圈45固定。
其中，第一电动定位销471和第二电动定位销结构相同，以第一电动定位销471为例进行说明。如图3所示，第一电动定位销471由销子4711、丝杆螺母4712、导轨4713、丝杆4714和第二伺服电机4715组成。其中，丝杆螺母4712连接丝杆4714和销子4711；其中，丝杆4714安装在导轨4713上，与第二伺服电机4715相连。当电脑发出定位销伸出或缩回指令给第二伺服电机4715，第二伺服电机4715带动丝杆4714在导轨4713上做伸出或缩回直线运动，销子4711与丝杆4714实现同步运动，最终实现销子4711插入第一销孔中，从而锁紧内圈44与外圈45。
如图2所示，副镜筒43为空心筒体结构，一端设有主焦改正镜组431，另一端设有副镜432，中心设有主焦点相机433。由于该副镜筒43通过四叶架42固定在内圈44上，因此，该副镜筒43可以随着内圈44实现翻转。在第一状态下，光路的顺序依次是主焦改正镜组431、主焦点相机433和副镜432，此时可以实现主焦系统大视场巡天观测，如图4所示。在翻转轴组46的传动机构的作用下，内圈44翻转180度，此时光路的顺序依次是副镜432、主焦点相机433和主焦改正镜组431，实现小视场高分辨率卡氏焦点成像，如图5所示。
本实用新型提供一种应用于天文望远镜的自动切换装置，当望远镜需要执行主焦大视场巡天观测时，计算机控制发送指令到自动切换装置4，首先翻转轴组46和电动定位销组47通电，电动定位销组47慢慢从第一销孔和第二销孔中撤出；然后由第一伺服驱动电机驱动内圈44绕翻转轴组46的翻转轴线转动180°，在第二编码器精确控制及反馈下执行高精度定位停止；最后电动定位销组47缓慢进入第一销孔和第二销孔，执行定位和固定，完成望远镜从主焦系统到卡氏焦点系统的自动切换，实现了从大视场巡天主焦成像系统自动到小视场高分辨卡氏焦点成像系统的自动切换功能。
应该理解，在此基础上再进行一次自动翻转可实现望远镜从卡氏焦点系统到主焦系统的自动切换，实现了从小视场高分辨卡氏焦点成像到大视场巡天主焦成像的自动切换功能。
以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。