[发明专利]望远镜滚动摩擦传动正压力动态修正系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种天文望远镜上的继续装置，具体涉及一种望远镜滚动摩擦传动正压力动态修正系统。通过采用这套修正系统，使得摩擦传动过程中正压力能够随着负载的实际情况进行实时调整，并保证望远镜在外界干扰下也能稳定工作。

背景技术

滚动摩擦传动是在正压力的作用下，主动轮通过正压力产生的摩擦力矩带动从动轮旋转的。外圆滚动摩擦传动由于结构简单、没有空回、安装调试及维护相对简单等原因在大型天文望远镜上得到了应用。但由于滚动摩擦传动不同于齿轮传动、蜗轮蜗杆等机械啮合传动，传动刚性弱，对于一个已调试好且工作正常的摩擦传动而言，在外界干扰下，如震动的传入、驱动负载的突然变化等，会引起摩擦副之间运动不同步，也就是通常所说的摩擦副表面之间的相对滑移，滑移的主要原因是驱动力矩和负载力矩之间的平衡被打破。这一问题在大型天文望远镜滚动摩擦驱动中尤为明显，因为大型天文望远镜工作时需要打开天文圆顶，即望远镜在露天工作，而望远镜的承风面积很大，风速的改变、风向的改变和望远镜在跟踪过程中承风面积的改变都会引起相当大的驱动负载的变化，且这种变化是随机的。另外，运行过程中加速度的改变也需要不同的驱动力矩与之对应。对于这一问题，天文上常用的解决方法是按最恶劣的工作状况来计算所需的正压力大小。这样做的后果是：摩擦副和传动轴系一直工作在很大的正压力下，为了能够承受很大的载荷，摩擦副、旋转轴、支撑轴承等零部件的性能都要提高，增加了制造成本；另外，以上这些零部件一直工作在很大的载荷下，加快了运动件的磨损，影响轴系的稳定性。

发明内容

针对现有技术以上的不足，本发明的目的是提供一种望远镜滚动摩擦传动正压力动态修正系统，该修正系统是一种实时检测和实时修正的动态系统，根据实际的负载力矩实时调整正压力的大小，使得传动系统工作在最佳状态。使望远镜的摩擦传动系统并不总是在最大的正压力下工作，在没有风，或者风速较小，或者运行加速度不大的情况下可以实时根据实际情况减小其工作压力，以降低其制造成本，延长其工作寿命。

完成上述发明任务的技术方案是：望远镜滚动摩擦传动正压力动态修正系统，从动轮(被驱动负载)与主动轮在正压力的作用下贴合在一起组成摩擦副，加压电机通过滚珠丝杆螺母副和弹簧对主动轮施加正压力(正压力的改变通过弹簧的伸长或缩短完成；弹簧的伸长或缩短由滚珠丝杆螺母副带动；滚珠丝杠由加压电机驱动)；其特征在于，

设有正压力控制机构，该机构中设有工控机，工控机上连接有数据采集卡；

在从动轮上设有从动轮力矩传感器；在主动轮上设有主动轮力矩传感器；

从动轮力矩传感器与主动轮力矩传感器的输出接工控机的数据采集卡；

设置在加压电机上的码盘的数据线接工控机的数据采集卡(加压电机的运动情况由其尾部的码盘反馈)，采集的数据反馈给控制系统，构成闭环控制系统。

以上结构的工作原理是：从动轮力矩传感器与主动轮力矩传感器的实时输出接控制系统的数据采集卡，采集卡采集的实时数据经过控制系统解算后，得到正压力加压电机所需的运动量，根据这一运动量控制系统驱动加压电机运动。加压电机的运动情况由电机尾部的码盘进行反馈。加压电机带动滚珠丝杠旋转，与丝杆配的螺母由于旋转自由度被限制，所以只能作前后直线运动，前后运动作用于弹簧就使得通过弹簧作用在主动轮上的正压力增大或者减小，起到调节正压力的作用。进而修正了摩擦力矩，使得摩擦力矩与负载力矩相平衡，构成闭环控制系统。

以上方案的进一步改进，有以下优化方案：

1、主动轮力矩传感器和从动轮力矩传感器的设置方式是：主动轮力矩传感器和从动轮力矩传感器分别与主动轮和从动轮同轴安装；

2、主动轮力矩传感器的设置位置是：设置在驱动电机和主动轮连线的主动轮一侧的延长线上；

从动轮力矩传感器的设置位置是：设置在从动轮位置编码器和从动轮连线的从动轮一侧的延长线上。

即，主动轮力矩传感器不能串联在驱动电机和主动轮之间，而要联在另一头，参见图1。同样，实时检测从动轮力矩的力矩传感器也不能串联在从动轮位置编码器和从动轮之间，参见图1。否则，会带来类似于减速器的滞后效应，影响摩擦传动的精度。