一种巨型全可动望远镜主反射面准刚性支撑系统的制作方法

本实用新型涉及巨型全可动望远镜主反射面支撑技术领域，尤其是涉及一种巨型全可动望远镜主反射面准刚性支撑系统。

背景技术：

望远镜的反射面光轴需要指向观测目标，对于普通的小型望远镜，使用合适的旋转机构就可以实现目的。望远镜反射面指向观测目标通常需要以竖直轴为轴线的转动，其目的是获得不同的方位角，对应于不同的赤经，以及以水平轴为轴线的俯仰转动，其目的是获得不同的俯仰角，对应于不同的赤纬。

对于巨型全可动望远镜，由于反射面及其支撑结构的整体重量按照望远镜口径近似成3次方增加，其反射面及其支撑结构的轻量化设计及其驱动设计是关系到巨型全可动望远镜技术方案是否可行的关键。

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：

本实用新型的目的在于提供一种巨型全可动望远镜主反射面准刚性支撑系统，以解决现有技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种巨型全可动望远镜主反射面准刚性支撑系统，包括：上支撑单元，下驱动单元以及轴支撑单元；其中，

所述上支撑单元由若干组对称长悬臂结构依次间隔并列构成，对称长悬臂结构的前剖面成类弓形；对称长悬臂结构的对称面处设有旋转孔或旋转轴；

所述下驱动单元包括与若干组外啮合驱动齿轮，以及与所述外啮合驱动齿轮相适配的弧形直齿轮条；每个所述对称长悬臂结构的下方固定设置一所述弧形直齿轮条；

所述轴支撑单元包括若干根支撑柱，所述支撑柱分布设置在所述上支撑单元的两侧以及相邻的对称长悬臂结构之间；支撑柱的中上部设置有铰接孔或支撑轴，所述铰接孔与所述旋转轴相适配，所述支撑轴与所述旋转孔相适配；

所述支撑柱及所述外啮合驱动齿轮均设置在旋转平台上。

使用时，在所述上支撑单元上布设预应力索结构，所述预应力索结构交叉形成索节点，在所述索节点上布设促动器，所述促动器运动端支撑抛物面面板。

作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构的中部设置有向上凸起的塔结构，所述塔结构与对称长悬臂结构两侧长度方向上的若干位置之间设置有钢索。

作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构为中空结构或桁架、网架结构，当对称长悬臂结构为中空结构时，中空结构的内部以及所述弧形直齿轮条与对称长悬臂结构之间均设置有加固结构。

作为一种进一步的技术方案，所述加固结构为桁架或网架结构。

作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构的断面从中心到两侧逐渐变窄。

作为一种进一步的技术方案，所述弧形直齿轮条的中轴线穿过所述旋转孔或旋转轴的中心。

作为一种进一步的技术方案，所述弧形直齿轮条的齿宽不大于所述对称长悬臂结构的厚度。

作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构的侧面方向上设置有若干个通孔或连接结构，所有对称长悬臂结构的对应位置通孔内设置有连接杆或连接桁架；所述连接杆为中空结构。

作为一种进一步的技术方案，所述连接杆为一体结构或者由若干段依次连接构成。

作为一种进一步的技术方案，所述支撑柱为中空结构、桁架结构或网架结构，当支撑柱为中空结构时，所述支撑柱内部设置有桁架或网架。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型采用将巨型望远镜主反射面支撑结构在一个方向上进行结构分解，采用多轴支撑，多齿轮驱动的方式，将巨型望远镜主反射面支撑结构简化为多个相似的长悬臂梁问题，为巨型望远镜的支撑提供了相对简便、成本较低、建造施工容易以及技术更加可行的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的准刚性支撑系统的使用状态结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的准刚性支撑系统的使用状态另一视角结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的上支撑单元和下驱动单元的剖面结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的对称长悬臂结构并列设置的结构示意图；

图标：1-对称长悬臂结构；2-旋转孔或旋转轴；3-外啮合驱动齿轮；4-弧形直齿轮条；5-支撑柱；6-铰接孔或支撑轴；7-旋转平台；8-塔结构；9-钢索；10-加固结构；11-通孔；12-连接杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。

结合图1-4所示，本实施例提供一种巨型全可动望远镜主反射面准刚性支撑系统，包括：上支撑单元，下驱动单元以及轴支撑单元；其中，

所述上支撑单元由若干组对称长悬臂结构1依次间隔并列构成，对称长悬臂结构1的前剖面成类弓形；对称长悬臂结构1的对称面处设有旋转孔或旋转轴2；

所述下驱动单元包括与若干组外啮合驱动齿轮3，以及与所述外啮合驱动齿轮3相适配的弧形直齿轮条4；每个所述对称长悬臂结构1的下方固定设置一所述弧形直齿轮条4；本实用新型所采用的弧形直齿轮条4可以在一定程度上对弓形对称长悬臂结构1起到额外的增强刚度的作用；

所述轴支撑单元包括若干根支撑柱5，所述支撑柱5分布设置在所述上支撑单元的两侧以及相邻的对称长悬臂结构1之间；支撑柱5的中上部设置有铰接孔或支撑轴6，所述铰接孔与所述旋转轴相适配，所述支撑轴与所述旋转孔相适配；

所述支撑柱5及所述外啮合驱动齿轮3均设置在旋转平台7上；本申请中的旋转平台7的具体结构与现有技术中巨型全可动望远镜中所采用的旋转平台的结构一致，在此不再赘述。

使用时，在所述上支撑单元上布设预应力索结构，所述预应力索结构交叉形成索节点，在所述索节点上布设促动器，所述促动器运动端支撑抛物面面板。

此外，本实用新型中的外啮合驱动齿轮3可以采用摩擦轮。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构1的中部设置有向上凸起的塔结构8，所述塔结构8与对称长悬臂结构1两侧长度方向上的若干位置之间设置有钢索9；通过设置塔结构8和钢索9可以改善对称长悬臂结构1的动力学和静力学特性，以及变形特性；提高了对称长悬臂结构1的整体稳定性。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构1为中空结构或桁架、网架结构等轻量化结构，当对称长悬臂结构1为中空结构时，对称长悬臂结构1的内部以及所述弧形直齿轮条4与对称长悬臂结构1之间均设置有加固结构10；优选地，所述加固结构10为桁架或网架结构；当然，加固结构10还可以选择其它建筑、结构等领域常用的各类桁架结构。对称长悬臂结构1采用中空加加固结构的结构形式，既保证了其支撑强度，又大大降低了对称长悬臂结构1的整体重量及成本，建造施工难度也更低。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构1的断面从中心到两侧逐渐变窄；如此设置既改善了对称长悬臂结构1的受力特性，又降低了对称长悬臂结构1的整体重量。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述弧形直齿轮条4的中轴线穿过所述旋转孔或旋转轴2的中心；如此设置，可以最大限度的保证上支撑单元与下驱动单元之间运行过程中的稳定性。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述弧形直齿轮条4的齿宽不大于所述对称长悬臂结构1的厚度；如此设置一方面是为了便于弧形直齿轮条4的加工制造，另一方面可以降低弧形直齿轮条4的重量。弧形直齿轮条4的实际齿宽根据工程技术设计允许值确定，该弧形直齿轮条被一外啮合驱动齿轮所驱动，实现整个支撑系统绕旋转孔或旋转轴2旋转的目的。相比于在旋转孔或旋转轴2处布设驱动，这种驱动方式的优点是对驱动机构的驱动力矩和功率要求大幅降低。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述对称长悬臂结构1的侧面方向上设置有若干个通孔11或连接结构，所有对称长悬臂结构的对应位置通孔11内设置有连接杆12或者连接桁架；所述连接杆12为中空结构。所述连接杆12为一体结构或者由若干段依次连接构成。连接杆12的设置保证了依次间隔并列设置的多组对称长悬臂结构1整体的稳定性。

在该实施例中，作为一种进一步的技术方案，所述支撑柱5为中空结构、桁架结构或网架结构等，当支撑柱5为中空结构时，所述支撑柱5内部设置有桁架或网架；如此设置同样可以减低整个支撑系统的重量。

综上，本实用新型采用将巨型望远镜主反射面支撑结构在一个方向上进行结构分解，采用多轴支撑，多齿轮驱动的方式，将巨型望远镜主反射面支撑结构简化为多个相似的长悬臂梁问题，为巨型望远镜的支撑提供了相对简便、成本较低、建造施工容易以及技术更加可行的解决方案。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

致谢：感谢国家自然科学基金项目11773041对本申请的资助！