УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Российский патент 1999 года по МПК E04B7/16 

Изобретение относится к области астрономических исследований и дальней космической связи и может быть использовано в покрытиях телескопов и оптических систем, работающих на открытом воздухе с обеспечением обзора по горизонту при любом положении закрепляемых телескопов и устройств.

Известны устройства, предназначенные для защиты оптических систем, состоящие из сферической оболочки с устройствами, обеспечивающими наблюдение путем образования смотровой щели (патент Великобритании N 1279272, МПК E 04 H 1/00, 1970 г., авт.св. СССР N 504862, МПК E 04 B 7/16, 1976 г.).

Известен вращающийся купол для оптических систем, содержащий сферическую часть, жестко связанную с опорным кольцом, опирающимся на конические подрезиненные колеса, перекрывающее смотровую щель двухстворчатое забрало и привод вращения купола (авт.св. СССР N 431287, МПК E 04 B 7/08, 1974 г.). Створки забрала шарнирно установлены по обеим сторонам купола и имеют общую ось поворота, проходящую через центр сферической поверхности купола вдоль смотровой щели под углом к плоскости вращения последнего. Каждая створка кинематически связана с двумя одновременно работающими электродами перемещения створок купола. С целью снижения мощности перемещения створок забрала по обеим сторонам створок шарнирно установлены пружинные уравновешивающие механизмы. В закрытом положении створок забрала момент сопротивления от их веса минимальный, поэтому пружины находятся в свободном состоянии, что создает благоприятные условия для работы привода перемещения створок в момент раскрытия щели, например в случае примерзания створок. По мере раскрывания створок происходит увеличение неуравновешенного момента веса створок с одновременным увеличением противомомента от сжатия пружин, который значительно снижает мощность электропривода при закрывании створок.

Известный вращающийся купол обеспечивает полный обзор по горизонту при любом положении закрываемых телескопов и систем.

Недостатком известного устройства является достаточно большое энергопотребление, обусловленное наличием привода вращения купола, и необходимость сооружения специального основания для вращающегося купола. Кроме того, конструкция устройства не позволяет проводить монтаж и демонтаж оптического устройства без разборки купола.

Известно устройство для защиты оптических систем, состоящее из купола, выполненное в виде полусферы с приводом наведения по азимуту и с крышкой, закрывающей вершину купола, дополнительной полусферой с собственным приводом наведения по азимуту и неподвижного основания, на котором расположены обе полусферы (авт.св. СССР N 667656, МПК² E 04 B 7/16, 1979 г.). Купол и дополнительная полусфера имеют одинаковые боковые вырезы, приближающиеся по форме к параболам, с вершинами, обращенными к упомянутому неподвижному основанию. Кроме того, дополнительная полусфера в верхней своей части имеет срез на уровне основания крыши купола для слежения за объектом наблюдения в зенитной зоне. Смотровая щель образована кромками боковых вырезов обеих полусфер, которые выполнены в диаметрально противоположных сторонах купола.

В сравнении вышерассмотренным устройством по авт.св. N 431287 это устройство позволяет производить монтаж и демонтаж оптических систем без разборки купола и обеспечивает возможность непрерывного слежения за быстродвигающимися объектами при прохождении их через зенит к горизонту.

Однако наличие в этом устройстве двух приводов наведения по азимуту обуславливают достаточно большое энергопотребление. Кроме того, устройство требует больших капитальных затрат, поскольку предполагает сооружение специального основания для купола.

Известно устройство для покрытия оптических систем, включающее подвижный купол с опорной частью, приводное устройство, направляющие и уплотнительные приспособления (авт.св. СССР N 354099, МПК E 04 B 7/16, 1972 г.). Приводное устройство выполнено с поворотным рычагом, на оси которого смонтированы подъемные балки, шарнирно соединенные с одной из сторон опорной части купола, противоположная сторона которого выполнена с ходовыми колесами, установленными с возможностью подъема в процессе движения купола по направляющим, закрепленным наклонно к горизонтальной плоскости. С целью уравновешивания знакопеременных моментов, возникающих от веса купола, устройство снабжено уравновешивающим механизмом. Для обеспечения обзора по горизонту при любом положении закрываемых оптических систем и приборов в известном устройстве предусмотрено перемещение купола в сторону от оптической системы с одновременным его опусканием на уровень, при котором купол не затеняет оптическую систему.

Одним из недостатков известного устройства является наличие достаточно сложного опорного сооружения, что требует выполнения большого объема строительных работ. Кроме того, уравновешивание купола в известном устройстве осуществляется с помощью сложной системы рычагов и противовесов, что ведет к увеличению веса и стоимости покрытия и снижению надежности его работы.

Также известно защитное устройство складываемой антенны для системы спутниковой связи, приведенное в патентной заявке для системы спутниковой связи, приведенное в патентной заявке Великобритании N 2167240, МПК H 01 Q 1/08, 1985 г. Известное устройство содержит разъемный кожух прямоугольной формы, образованный двумя крышками, которые соединены между собой, образуя разъем, расположенный в вертикальной плоскости. Крышки установлены с возможностью поворота относительно горизонтальных осей, закрепленных на раме-основании, которая снабжена опорными элементами для опирания кожуха на фундамент.

Однако известное устройство предназначено для защиты складываемой конструкции в транспортировочном положении последней. Применение же подобного защитного устройства для нескладываемой конструкции обуславливает достаточно большие габариты кожуха, что исключает возможность полного обзора по горизонту при любом положении закрываемой антенны или оптической системы. Кроме того, к недостаткам известного устройства можно отнести то, что оно предполагает ручное раскрывание-закрывание кожуха, что при отсутствии устройств уравновешивания крышек усложняет эксплуатацию защитного устройства.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением является устройство для покрытия, преимущественно оптических систем, по авт.св. СССР N 602663, МПК² E 04 B 7/16, 1978 г., которое и принято в качестве ближайшего аналога-прототипа.

Известное устройство содержит разъемный кожух в форме купола, выполненный из двух отдельных секций, смонтированных на фундаменте с возможностью перемещения, при этом секции купола соединены между собой, образуя разъем, расположенный в вертикальной плоскости, каждая секция купола опирается на приводные колеса, установленные с возможностью качения на горизонтально расположенном кольцевом рельсовом пути. По существу приводные колеса выполняют функцию привода раскрывания-закрывания купола. Также устройство снабжено прямолинейным трехрельсовым путем, крайние рельсы которого пересекают кольцевой путь по хорде, а средний - по диаметру. Прямолинейный трехрельсовый путь состоит из горизонтальных и наклонных участков. Для обеспечения перемещения секций купола как по кольцевому пути, так и по наклонным и горизонтальным участкам прямолинейного трехрельсового пути в местах пересечения установлены поворотные рельсовые элементы, попеременно соединяющие рельс кольцевого и прямолинейного путей. Каждая секция купола выполнена с диаметром, меньшим диаметра кольцевого пути, и имеет три вращающихся каждое относительно соответствующей вертикальной оси приводных колеса. Благодаря наличию колес секции купола могут перемещаться по кольцевому рельсовому пути и по пересекающему его прямолинейному трехрельсовому пути, состоящему из наклонных и горизонтальных участков. При перемещении секций купола по кольцевому пути последние образуют смотровую щель, через которую осуществляется слежение за объектом. В случае отсутствия ветровой нагрузки для обеспечения полного обзора по горизонту секции купола отводят по наклонным участкам прямолинейного трехрельсового пути.

Такое исполнение устройства обеспечивает повышение степени раскрытия оптической системы, а также упрощение технологии изготовления.

Недостатком известного устройства является достаточно большой объем работ по инженерному обустройству фундамента, что обусловлено наличием наклонных участков прямолинейного трехрельсового пути и тем, что для размещения кольцевого и прямолинейного рельсовых путей требуется большая площадь. Кроме того, применение в устройстве прямолинейного трехрельсового пути, пересекающего кольцевой рельсовый путь, и установленных в местах пересечений поворотных рельсовых элементов, попеременно соединяющих рельс кольцевого и прямолинейного путей, существенно усложняет эксплуатацию устройства.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания складываемого устройства для покрытия телескопов и оптических систем, обеспечивающего возможность полного обзора по горизонту при любом положении закрываемых телескопов и устройств.

Эта задача решается благодаря тому, что устройство для покрытия, содержащее разъемный кожух, выполненный из отдельных секций, смонтированных на фундаменте с возможностью перемещения, при этом секции кожуха соединены между собой, образуя разъем, расположенный в вертикальной плоскости, опорные элементы для опирания кожуха на фундамент и привод раскрывания-закрывания кожуха, согласно изобретению снабжено установленным на фундаменте основанием, а каждая секция кожуха выполнена из частично перекрывающих друг друга частей, которые разъемно соединены между собой, образуя горизонтальный разъем. При этом верхняя часть каждой секции кожуха связана с основанием с образованием сдвоенного двухкривошипного механизма, в котором общими звеньями являются упомянутое основание и верхняя часть секции кожуха. Верхняя часть каждой секции кожуха выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно соответствующей нижней части секции кожуха и размещения внутри последней в раскрытом положении кожуха. Части каждой секции кожуха выполнены с возможность фиксации одна относительно другой в сочлененном положении секции. Кривошипы сдвоенных двухкривошипных механизмов расположены с возможностью размещения между ними закрываемой конструкции в закрытом положении кожуха. Каждый сдвоенный двухкривошипный механизм связан с приводом раскрывания-закрывания кожуха и механизмом уравновешивания секции кожуха, установленным на основании. Такое выполнение позволяет создать незатеняющее оптическую систему устройство для покрытия, которое компактно складывается и, следовательно, не занимает много площади. При этом подобное устройство позволяет упростить опорную часть и сократить объем строительных работ, в результате чего сокращается трудоемкость изготовления устройства.

Вместе с этим упомянутое основание является одновременно основанием закрываемой конструкции. Такое выполнение позволяет объединить защитное устройство (покрытие) с закрываемой конструкцией в единое устройство, которое может быть выполнено транспортабельным и мобильным.

Кроме того, опорные элементы для опирания кожуха на фундамент выполнены в виде роликов, закрепленных соответственно на каждой секции кожуха с возможностью качения по опорной поверхности фундамента при вертикальном перемещении верхней части секции кожуха относительно соответствующей нижней части секции кожуха.

Внутри нижней части секции кожуха выполнены направляющие, а верхняя часть каждой секции кожуха снабжена по меньшей мере двумя роликами, установленными с возможностью взаимодействия каждый с соответствующей направляющей нижней части секции.

На фиг. 1 схематично показано устройство для покрытия оптических систем в закрытом положении, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство для покрытия оптических систем в раскрытом положении, продольный разрез; на фиг. 4 - устройство для покрытия оптических систем в раскрытом положении, разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - устройство фиксации верхней и нижней частей секции кожуха, разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 - схема раскрывания секции кожуха (пунктиром показано положение секции кожуха в начальный момент складывания частей секции кожуха).

Устройство для покрытия оптических систем содержит разъемный кожух 1, выполненный из двух отдельных идентичных секций 2, симметрично смонтированных на основании 3, установленном на фундаменте 4. В варианте выполнения изобретения основание 3 является одновременно основанием закрываемой конструкции (оптической системы) 5. Секции 2 кожуха соединены между собой, образуя разъем, расположенный в вертикальной плоскости. Каждая секция кожуха выполнена из частей 6, 7, которые разъемно соединены между собой, образуя горизонтальный разъем. При этом нижняя часть 7 секции кожуха частично перекрывает верхнюю часть 6 секции кожуха. Верхняя часть секции кожуха выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно соответствующей нижней части секции кожуха 1. В варианте выполнения изобретения внутри нижней части 7 каждой секции 2 кожуха выполнены направляющие 8. Верхняя часть каждой секции кожуха снабжена двумя роликами 9, установленными с возможностью взаимодействия каждый с соответствующей направляющей 8 нижней части 7 секции кожуха.

Возможность размещения верхней части каждой секции кожуха внутри соответствующей нижней части секции кожуха позволяет компактно сложить секцию кожуха и уменьшить габарит кожуха по высоте в раскрытом положении последнего и, таким образом, позволяет обеспечить полный обзор по горизонту при любом положении закрываемых оптических устройств.

Верхняя часть 6 секции кожуха связана с основанием 3 с образованием сдвоенного духкривошипного механизма 10, в котором общими звеньями являются основание 3 и верхняя часть 6 секции кожуха.

Каждый сдвоенный двухкривошипный механизм 10 включает две пары кривошипов 11, 12 и 13, 14. Кривошипы каждой пары выполнены симметрично друг другу относительно вертикальной плоскости симметрии. При этом кривошипы обоих сдвоенных двухкривошных механизмов 10 расположены с возможностью размещения между ними закрываемой конструкции 5 в закрытом положении кожуха 1.

Для шарнирного закрепления кривошипов 11 - 14 на основании 3 предусмотрены опоры 15 - 18. Другими концами кривошипы шарнирно закреплены соответственно на внутренней стороне верхней части 6 соответствующей секции кожуха 1.

Каждый сдвоенный двухкривошипный механизм через кривошип 11 связан с установленным на основании 3 приводом 19 раскрывания-закрывания кожуха. В варианте осуществления изобретения упомянутый привод выполнен, например, механическим и раздельным для каждой секции кожуха. Механический привод снабжен съемной рукояткой 20. В принципе привод может быть любым (например, электромеханическим или гидравлическим) и единым для обоих сдвоенных двухкривошипных механизмов 10.

Также каждый сдвоенный двухкривошипный механизм связан с установленным на основании 3 механизмом уравновешивания секции кожуха. В варианте осуществления изобретения последний выполнен в виде торсионов 21, 22, которые через рычажные механизмы (на чертеже не показаны) связаны с кривошипами соответственно 11, 12. Поворот кривошипов 11 ограничен жесткими упорами 23, закрепленными на основании 3.

Для опирания кожуха на фундамент предусмотрены опорные элементы, которые в варианте выполнения изобретения выполнены в виде роликов 24, закрепленных соответственно на нижней части секции кожуха с возможностью качения по соответствующей опорной поверхности 25 - 27 фундамента 4 при вертикальном перемещении верхней части 6 секции кожуха относительно соответствующей нижней части 7 секции кожуха.

В другом варианте выполнения (на чертеже не показан) опорные элементы могут быть выполнены, например, в виде опорных роликов или шариков, соответственно установленных на фундаменте 4 с возможностью прокатывания по ним нижней части соответствующей секции кожуха. Также опорные элементы могут быть выполнены в виде опор из материала с малым коэффициентом трения, установленных на нижних частях секций кожуха или на фундаменте.

Секции 2 кожуха 1 в местах разъемов снабжены уплотнениями 28. Изнутри секции кожуха снабжены теплоизоляцией 29. Верхняя и нижняя части каждой секции кожуха выполнены с возможностью фиксации одна относительно другой в сочлененном положении секции кожуха, для чего с внутренней стороны кожуха на верхней части 6 секции кожуха в месте горизонтального разъема последней выполнены штыри 30 с конической заходной поверхностью, взаимодействующие с соответствующими гнездами 31 в виде направляющих отверстий, выполненных на внутренней стороне нижней части 7 секции кожуха. В другом варианте выполнения (на чертеже не показан) гнезда могут быть выполнены на верхней части 6 секции кожуха, а штыри закреплены на нижней части 7 секции кожуха.

Устройство также включает установленные в местах разъемов замковые устройства (на чертеже не показаны), скрепляющие в закрытом положении устройства отдельные части кожуха между собой и с основанием 3.

В варианте осуществления изобретения основание 3 устройства для покрытия оптических систем выполнено станционарным. В другом варианте выполнения (на чертеже не показан) основание может быть выполнено транспортабельным, в результате чего покрытие и закрываемая оптическая система превращаются в единое мобильное устройство.

Устройство для покрытия оптических систем работает следующим образом.

В закрытом положении кожуха 1 отдельные части кожуха скреплены между собой и соответственно с основанием 3 замковыми устройствами (на чертеже не показаны).

Перед раскрыванием кожуха раскрепляют замковые устройства, скрепляющие между собой соответственно секции 2 кожуха, а также секции 2 кожуха и основание 3.

Далее работают одновременно или раздельно съемными рукоятками 20 привода 19. В результате этого кривошипы 11 - 14 сдвоенных двухкривошипных механизмов 10 начинают поворачиваться относительно закрепленных на основании 3 опор соответственно 15 - 18. Вращательное движение кривошипов 11 - 14 преобразуется в перемещение секций 2 кожуха 1. Последние приподнимаются и разводятся в стороны.

Съемную рукоятку 2 привода 19 вращают до опирания роликами 24 на соответствующие опорные поверхности 25 - 27 фундамента 4. После этого раскрепляют замковые устройства, скрепляющие между собой верхние и нижние части 6, 7 секций 2 кожуха 1. При дальнейшем вращении рукоятки 20 привода 19 штыри 30 выходят из гнезд 31 и верхняя часть 6 каждой секции кожуха начинает опускаться в соответствующую нижнюю часть 7 секции кожуха. При этом ролики 9, закрепленные на верхней части секции кожуха, взаимодействуют каждый с соответствующей направляющей 8 нижней части 7 секции 2 кожуха, и последняя с помощью роликов 24 перемещается по опорным поверхностям 25 - 27 фундамента 4. Перемещение секции 2 кожуха 1 происходит до момента контакта кривошипов 11 с жесткими упорами 23. На этом операция раскрывания и складывания кожуха заканчивается.

Механизм уравновешивания при раскрывании кожуха работает следующим образом. В закрытом положении кожуха 1 торсионы 21, 22 закручены таким образом, что создают противомомент неуравновешенному моменту от веса соответствующей секции 2 кожуха. При разведении секции кожуха по мере поворота кривошипов 11, 12 связанные с ними торсионы 21 и 22 раскручиваются и тем самым снимают с привода часть нагрузки от веса секции 2 кожуха. Раскручивание торсионов 21, 22 происходит до положения кривошипов, соответствующего перемене знака неуравновешенного момента от веса секции кожуха. Далее происходит закручивание торсионов в другую сторону, в результате чего также снимается с привода часть нагрузки от веса секции кожуха.

Закручивание кожуха осуществляется в обратном порядке.

Таким образом, благодаря особенностям выполнения устройства для покрытия оптических систем изобретение обеспечивает возможность создания складываемого устройства, не затеняющего оптическую систему при любом положении закрываемых телескопов и устройств, и одновременно позволяет упростить опорную часть устройства для покрытия оптических систем и сократить объем строительных работ, в результате чего сокращается трудоемкость изготовления устройства. При этом изобретение позволяет объединить защитное устройство (покрытие) с закрываемой конструкцией в единое устройство, которое может быть выполнено транспортабельным и мобильным.

Изобретение относится к строительству, в частности к покрытиям телескопов. Технический результат изобретения заключается в повышении степени раскрытия оптической системы, а также упрощении технологии изготовления. Устройство содержит разъемный кожух (К) из отдельных секций, смонтированных с возможностью перемещения на основании (О), установленном на фундаменте (Ф). В варианте выполнения О одновременно является основанием закрываемой конструкции. Секции кожуха (СК) соединены между собой, образуя разъем, расположенный в вертикальной плоскости. Каждая СК выполнена из частей, которые соединены между собой, образуя горизонтальный разъем, и выполнены с возможностью фиксации одна относительно другой. Нижняя часть СК частично перекрывает верхнюю часть СК. Верхняя часть СК выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно соответствующей нижней части СК и размещения внутри последней в раскрытом положении К. Верхняя часть СК связана с О с образованием сдвоенного двухкривошипного механизма (СДМ), в котором общими звеньями являются О и верхняя часть СК. Кривошипы СДМ расположены с возможностью размещения между ними закрываемой конструкции в закрытом положении К. Каждый СДМ связан с приводом раскрывания-закрывания К и механизмом уравновешивания СК, установленными на О. Для опирания К на Ф предусмотрены опорные элементы, которые в варианте выполнения выполнены в виде роликов, закрепленных на нижней части каждой СК с возможностью качения по опорной поверхности Ф при вертикальном перемещении верхней части СК относительно соответствующей нижней части СК. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для покрытия преимущественно оптических систем, содержащее разъемный кожух, выполненный из отдельных секций, смонтированных на фундаменте с возможностью перемещения, при этом секции кожуха соединены между собой, образуя разъем, расположенный в вертикальной плоскости, опорные элементы для опирания кожуха на фундамент и привод раскрывания-закрывания кожуха, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на фундаменте основанием, а каждая секция кожуха выполнена из частично перекрывающих друг друга частей, которые разъемно соединены между собой, образуя горизонтальный разъем, при этом верхняя часть каждой секции кожуха связана с основанием с образованием сдвоенного двухкривошипного механизма, в котором общими звеньями являются упомянутое основание и верхняя часть секции кожуха, причем верхняя часть каждой секции кожуха выполнена с возможностью вертикального перемещения относительно соответствующей нижней части секции кожуха и размещения внутри последней в раскрытом положении кожуха, в части каждой секции кожуха выполнены с возможностью фиксации одна относительно другой в сочлененном положении секции, кривошипы сдвоенных двухкривошипных механизмов расположены с возможностью размещения между ними закрываемой конструкции в закрытом положении кожуха, каждый сдвоенный двухкривошипный механизм связан с приводом раскрывания-закрывания кожуха и механизмом уравновешивания секции кожуха, установленным на основании. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутое основание является одновременно основанием закрываемой конструкции. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что опорные элементы для опирания кожуха на фундамент выполнены в виде роликов, закрепленных соответственно на каждой секции кожуха с возможностью качения по опорной поверхности фундамента при вертикальном перемещении верхней части секции кожуха относительно соответствующей нижней части секции кожуха. 4. Устройство по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что внутри нижней части каждой секции кожуха выполнены направляющие, а верхняя часть каждой секции кожуха снабжена по меньшей мере двумя роликами, установленными с возможностью взаимодействия каждый с соответствующей направляющей нижней части секции.