专利名称：球铰保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及紧急保护电路技术，尤其是一种用于精调平台的 球铰保护装置。
背景技术：
射电望远镜是用来观测和研究来自天体的射电波的基本设备，是
人类研究宇宙结构是如何形成和演化至今最重要的设备。60年代天文 学的四大发现类星体、脉冲星、星际分子和宇宙微波背景辐射都是 借助大规模射电望远镜发现的。
大射电望远镜的主动反射面与馈源舱之间无任何刚性的连接，主 动反射面球冠通过主动控制在观测方向上形成瞬时抛物面；同时，馈 源支撑系统将馈源精确定位于瞬时抛物面焦点，实现对观测目标的高 精度指向跟踪观测。馈源支撑系统包括索支撑、两轴转向机构和精调 并联机器人(精调平台)，其中馈源被安装在精调平台上，精调平台 是一个由6腿伸缩运动产生精确定位的并联机器人机构，其6条腿与 精调平台依靠球铰连接，精调平台在运动过程中，如果球铰超出其工 作空间而可能导致球铰扭断，甚至对整个精调平台产生进一步的危害。
实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种球铰保护装置，能够在保证精调平 台的工作空间下，在球铰超出其工作空间时停止球铰运动，以保护球 铰不被扭断，从而保护精调平台的安全工作。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种球铰保护装置，包括置 于精铰平台的球铰基座的球铰和与球铰连接的导电介质伸缩腿，在球 铰基座之上设有环状导电介质垫，环状导电介质垫中穿设有导电介质
3伸缩腿，环状导电介质垫与用于在导电介质伸缩腿接触环状导电介质 垫时，使驱动球铰转动的驱动模块停止工作的保护电路连接。
在上述技术方案中，导电介质伸缩腿在球铰运动超出工作范围的 时候，会与环状导电介质垫接触，此时保护电路使驱动球铰转动的驱 动模块停止工作，进而使球铰停止运动，保证球铰不会继续向超出工 作范围运动。这样就可以保护球铰不会因过度超出工作范围而被扭断， 从而保护精调平台的安全工作。
进一步的，所述保护电路包括继电器和停止电平提供电路，继 电器具有与第一电源连接的第一端、与环状导电介质垫连接的第二端
和被控制端，在第二端的电压下降到预定值时吸合；继电器的被控制 端与停止驱动电路连接，在继电器吸合时接通停止电平提供电路和驱 动模块的使能位。继电器可以快速有效的对球铰超出工作范围做出反 应。
进一步的，所述继电器的被控制端为单刀双掷开关，常闭状态下 接地，继电器吸合状态下接通停止电平提供电路和驱动模块的使能位。 进一步的，所述导电介质伸缩腿接地。
进一步的，所述停止电平提供电路包括第二电源和与第二电源串 接的分压电阻。
进一步的，所述停止电平提供电路中还串接有发光二极管，发光 二极管的正向设为背向第二电源。发光二极管可以在球铰超出工作范 围时发光，以提醒用户注意。
进一步的，所述导电介质伸缩腿为金属伸缩腿；环状导电介质垫 为环状金属垫。金属具有很好的导电特性。
基于上述技术方案，本实用新型在保证精调平台工作范围内，通 过检测导电介质伸缩腿的底部是否和固定在球铰基座上方的环状导电 介质垫接触，如果接触就停止球铰运动，以保护球铰和平台。本实用 新型仅采用了结构简单的环形导电介质垫，使用了少量的电子元器件， 机构结构简单，就保障了精调平台工作的安全。本实用新型可进一步 推广到其他精调平台等釆用并联结构的应用中。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本 申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用
新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中
图l为本实用新型球铰保护装置中球铰部分的一实施例的结构示意图。
图2为本实用新型球铰保护装置的另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详 细描述。
如图l所示，为本实用新型球铰保护装置中球铰部分的一实施例 的结构示意图。球铰2被置于精铰平台4的球铰基座中，球铰2与导 电介质伸缩腿3固接，在球铰基座上设有环状导电介质垫1，导电介 质伸缩腿3穿过环状导电介质垫1，在球铰2转动时伸缩腿可以在环 状导电介质垫1中间的通孔中摆动，如果球铰2运动超出了工作范围， 则导电介质伸缩腿3的底部会接触到环状导电介质垫1。
环状导电介质垫1可以采用一面绝缘而另一面是金属(例如导电 性能好的铜、铝、不锈钢等)的环形塾片的形式，将金属面用电缆与 保护电路串联起来，并通上直流电压。由于6条腿和平台都是导电材 料(例如金属材料等)制成，在物理结构上已经电联通，在平台的侧 面焊接一根电缆作为地线，导电介质伸缩腿3的表面与地线连接。
如图2所示，为本实用新型球铰保护装置的另一实施例的结构示 意图。本实施例中给出了一种具体的保护电路的实例，在本实施例中 给出了多个球铰的情况，对于本实用新型来说，无论是一个球铰还是 多个球铰均可以适用。图2中给出了6个球铰，因此也分别在设置球 铰2的球铰基座上设置6个一面绝缘的环状导电介质垫l，对应到图2 中的等效电路图中以6个开关(SW1-6)表示，开关的一端通过电阻Rl接VCC(例如直流12V)，另一端全部接电源地。
当有球铰l超出工作范围，导电介质伸缩腿3的表面金属就和环 状导电介质垫1接触，对应的开关便导通了。放置一个继电器 RELAY-SPDT，继电器的线圏一端通过分压电阻R2接VCC(例如直 流12V)， 一端接6个环状导电介质垫来的开关信号。继电器的被控制 端可采用单刀双掷开关的形式，其公用端子与精调平台的驱动模块(例 如PMAC卡等)连接的使能端，该使能端的端口 TTL低电平有效， 在高电平时使驱动模块停止工作。
该单刀双掷开关在常闭状态下通过电阻R3接地，常开端子通过 分压电阻R4接直流电压(例如5V)，如果VCC只能提供12V的电 压，则可以采用芯片7805来进行12V到5V的转换。
当任何一个球铰超出其工作空间，对应的导电介质伸缩腿3的底 部会接触到环状导电介质垫1，由于导电介质伸缩腿3的表面的导电 介质是和地线连接在一起的，会将环状导电介质垫1上的电压拉低， 从而使与环状导电介质垫1相连的继电器吸合。这时单刀双掷开关倒 向常开触点(即停止电平提供电路)，使精调平台控制卡(PMAC卡) 的使能端电平拉高，使PMAC卡停止工作，所有驱动腿停止伸缩运动， 保护球铰因为进一步受力而损坏。
对于停止电平提供电路还可以有更优的方式，即在停止电平提供 电路中串接发光二极管，并将发光二极管的正向设为背向电源，当单 刀双掷开关倒向常开触点时，发光二极管导通并发光，以提示用户注 意。
本实用新型在保证精调平台工作范围内，通过检测伸缩腿的底部 是否和固定在球铰基座上方的环状垫片接触，来触发对驱动球铰运动 的驱动模块的控制，从而保护了球铰和平台。这种方式结构简单，也 只使用了少量的电子元器件，保障了精调平台工作的安全，进一步保 障平台上各类贵重电子设备的安全。本实用新型可进一步推广到其他 精调平台等采用并联结构的应用中。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方
6案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说
明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具
体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本
实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术 方案范围当中。
权利要求1、一种球铰保护装置，包括置于精铰平台的球铰基座的球铰和与球铰连接的导电介质伸缩腿，其特征在于，在球铰基座之上设有环状导电介质垫，环状导电介质垫中穿设有导电介质伸缩腿，环状导电介质垫与用于在导电介质伸缩腿接触环状导电介质垫时，使驱动球铰转动的驱动模块停止工作的保护电路连接。
2、 根据权利要求1所述的球铰保护装置，其特征在于，所述保 护电路包括继电器和停止电平提供电路，继电器具有与第一电源连 接的第一端、与环状导电介质垫连接的第二端和被控制端，在第二端 的电压下降到预定值时吸合；继电器的被控制端与停止驱动电路连接， 在继电器吸合时接通停止电平提供电路和驱动模块的使能位。
3、 根据权利要求2所述的球铰保护装置，其特征在于，所述继 电器的被控制端为单刀双掷开关，常闭状态下接地，继电器吸合状态 下接通停止电平提供电路和驱动模块的使能位。
4、 根据权利要求2所述的球铰保护装置，其特征在于，所述导 电介质伸缩腿接地。
5、 根据权利要求2所述的球铰保护装置，其特征在于，所述停 止电平提供电路包括第二电源和与第二电源串接的分压电阻。
6、 根据权利要求5所述的球铰保护装置，其特征在于，所述停 止电平提供电路中还串接有发光二极管，发光二极管的正向设为背向 第二电源。
7、 根据权利要求1所述的球铰保护装置，其特征在于，所述导 电介质伸缩腿为金属伸缩腿；环状导电介质垫为环状金属垫。
专利摘要本实用新型涉及一种球铰保护装置，包括置于精铰平台的球铰基座的球铰和与球铰连接的导电介质伸缩腿，在球铰基座之上设有环状导电介质垫，环状导电介质垫中穿设有导电介质伸缩腿，环状导电介质垫与用于在导电介质伸缩腿接触环状导电介质垫时，使驱动球铰转动的驱动模块停止工作的保护电路连接。本实用新型在保证精调平台工作范围内，通过检测导电介质伸缩腿的底部是否和固定在球铰基座上方的环状导电介质垫接触，如果接触就停止球铰运动，以保护球铰和平台。
文档编号H02H5/00GK201238191SQ200820126828
公开日2009年5月13日 申请日期2008年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者南仁东, 朱文白, 辉 李, 李建斌, 王启明, 郭永卫 申请人:中国科学院国家天文台