ЭКВАТОРИАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ТЕЛЕСКОПА-РЕФЛЕКТОРА Российский патент 1999 года по МПК G02B23/00 G02B23/16 

Устройство относится к области телескопостроения и может быть использовано в любительских и профессиональных телескопах.

Известен "Астрономический телескоп" по патенту РФ N 2082198 МПК G 02 B 23/00 за 1997 г.) (см. бюл. изобр. N 17, 1997 г.), содержащий неподвижное основание, относительно которого перемещается труба телескопа.

Известное устройство, содержащее кроме того сложный шаровидный подвижный корпус, внутри которого перемещается столь же сложная телескопическая система с трубой, предназначено для решения дорогостоящих научных астрономических научных астрономических задач и, естественно, не может быть использовано в любительских целях, а также для многих специальных задач, решаемых более простыми техническими средствами.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является "оптический телескоп с несимметричной монтировкой" по авторскому свидетельству СССР N 917162 МПК G 02 B 23/00 за 1982 г. (см. бюл. изобр. N 12, 1982 г. ), содержащий неподвижное основание с северной и южной опорами, в вершинах которых установлены подшипники, на которые опирается полярная ось, с которой жестко связан узел оси склонений с установленными в нем подшипниками, на которые опирается ось склонений, с которой жестко связана труба телескопа.

Недостатком известного устройства является наличие в нем специального противовеса для балансировки трубы телескопа, что приводит к увеличению прогиба полярной оси и возможным вибрациям, к увеличению веса и габаритов устройства, а также - к ухудшению удобства работы на нем.

Целью заявленного технического решения является устранение указанного выше недостатка, т.е. усовершенствование конструкции устройства за счет фундаментальной балансировки трубы телескопа без использования специального противовеса путем рационального использования собственного веса трубы телескопа и полярной оси.

Указанная цель достигается тем, что в экваториальной установке телескопа-рефлектора, содержащей неподвижное основание с северной и южной опорами, в вершинах которых установлены северный и южный подшипники, на которые опирается полярная ось, с которой жестко связан узел оси склоненный с установленными в нем внешним и внутренним подшипниками, на которые опирается ось отклонений, внутренний конец которой жестко связан с трубой телескопа, причем ось отклонений перпендикулярна единой оси вращения северного и южного подшипников, параллельной оси мира, узел оси склонений имеет механическую регулировку смещения центра тяжести трубы телескопа относительно полярной оси, которая представляет собой выгнутую качалку с центром тяжести, смещенным относительно единой оси вращения северного и южного подшипников в противоположную сторону смещения трубы телескопа на величину уравновешивания момента силы тяжести трубы телескопа, внутри выгиба качалки вокруг оси склонений свободно поворачивается труба телескопа, при этом узел оси склонений содержит также корпус, внешнюю и внутреннюю переходные гильзы, внешнюю и внутреннюю крышки соответствующих подшипников, фиксатор внешнего подшипника, гайку с упорным буртиком и контргайку, причем корпус, имеющий цилиндрическую форму с образующей параллельной оси склонений, жестко связан с полярной осью, в торцах корпуса установлены внешняя и внутренняя переходные гильзы, жестко связанные с ним, внутри которых устанавливаются соответствующие внешний и внутренний подшипники, расположенные с разных сторон полярной оси, внутренний радиальный подшипник со стороны трубы телескопа насажен непосредственно на ось склонений, а внешний сдвоенный радиально-упорный подшипник насажен вплотную до упорного буртика на гайку, навинченную на наружный конец оси склонений, на выходящую из корпуса наружную часть гайки сверху напрессован фиксатор с лысками для гаечного ключа, упирающийся с одной стороны во внешний подшипник, а с другой - в контргайку, навинченную снаружи на ось склонений до упора с гайкой и фиксатором, с торцов корпуса привинчены к переходным гильзам соответствующие крышки подшипников, на наружном конце оси склонений имеется отверстие, на внутреннем конце оси склонений между ее фланцем и ложем трубы телескопа проложена шайба (при необходимости - шайбы). Посадка, с которой устанавливаются гайка своей гладкой частью и внутренний подшипник на ось склонений, такова, что обеспечивается их скольжение по оси склонений.

При этом полярная ось представляет собой С-образную качалку, размещенную между северной и южной опорами основания. Со средней частью качалки жестко связан узел оси склонений.

Полярная ось может также представлять собой прямую часть и Г-образную качалку, являющуюся продолжением прямой части полярной оси, размещенной между северной и южной опорами, причем Г-образная качалка размещена за северной опорой и образована из консоли и полутраверсы, первый конец которой жестко связан с выступающим за северную опору концом прямой части, а второй конец которой жестко связан с консолью, направленной от северной опоры наружу параллельно оси мира. С консолью жестко связан узел склонений.

Проще говоря, сущность заявленного решения состоит в балансировке подвижных частей устройства (трубы телескопа и качалки) за счет их собственного веса без использования специальных противовесов. При этом нет необходимости в дополнительном увеличении веса качалки для обеспечения балансировки (вес качалки определяется только прочностными требованиями через размеры ее поперечных сечений в условиях ее работы на изгиб и кручение), которая достигается уравновешиванием моментов сил тяжести.

Технический результат заявленного устройства определяется прежде всего приблизительно в 10%-м снижении весовых характеристик устройства по сравнению с прототипом, использующим специальный противовес.

На фиг. 1 представлены фронтальный вид и вид по стрелке А одной из возможных реализаций заявленного устройства с полярной осью в виде С-образной качалки, на фиг. 2 - фронтальный вид возможной реализации устройства с полярной осью в виде Г-образной качалки, а на фиг. 3 - чертеж возможностей реализации узла оси склонений с переменным сечением оси.

Устройство содержит (см. фиг. 1 и фиг. 2) основание 1 с северной 2 и южной 3 опорами, в вершинах 4 и 5 которых установлены подшипники 6 и 7, на которых своими цапфами 8 и 9 опирается полярная ось 10, с которой жестко связаны узел 11 оси склонений с установленными в нем подшипниками 11.1 и 11.2, на которые опирается ось 12 склонений, жестко связанная с трубой 13 через проложенную между ними шайбу 14, точнее - между фланцем 12.6 оси 12 склонений и ложем 13.2 трубы 13.

Полярная ось, представляющая собой С-образную качалку (см. фиг. 1), содержит среднюю часть 10.1, полутраверсы 10.2 и 10.3, а полярная ось 10, представляющая собой Г-образную качалку (см. фиг. 2), содержит прямую часть 10.1, полутраверсу 10.2 и консоль 10.3.

Узел 11 оси склонений (см. фиг. 3) является общим для С- и Г-образных качалок полярных осей и содержит внешний и внутренний подшипники 11.1 и 11.2, корпус 11.3, внешнюю 11.4 и внутреннюю 11.5 переходные гильзы с кольцевыми канавками 11.4.1 и 11.5.1, внешнюю 11.6 и внутреннюю 11.7 крышки, фиксатор 11.8 внешнего подшипника с лысками 11.8.1, гайку 11.9 с упорным буртиком 11.9.1, контргайку 11.10, крепление крышек 11.11.1 ... 11.11.4.

В простейшем случае корпус 11.3 имеет цилиндрическую форму с образующей параллельной оси 12 склонений и жестко связан с полярной осью 10, например, сваркой. В торцах корпуса 11.3 установлены переходные гильзы 11.4 и 11,5, жестко связанные с ним, внутри которых устанавливаются соответствующие подшипники 11.1 и 11.2, расположенные с разных сторон полярной оси 10. Внутренний радиальный подшипник 11.2, расположенный со стороны трубы 13 телескопа, насажен непосредственно на ось 12 склонений, а внешний сдвоенный радиально-упорный подшипник 11.1 - на гайку 11.9 сверху нее, причем вплотную до ее упорного буртика 11.9.1. Гайку 11.9 навинчивают на наружный конец оси 12 склонений. На выходящую наружу часть гайки 11.9 сверху напрессован фиксатор гайки 11.8 внешнего подшипника 11.1. Фиксатор 11.8 имеет снаружи лыски 11.8.1 под гаечный ключ. Фиксатор 11.8 своими торцами упирается с одной стороны в контргайку 11.10, а с другой - во внешний подшипник 11.1. Снаружи на ось 12 склонений навинчена контргайка 11.10 до упора с гайкой 11.9 и фиксатором 11.8. С торцов корпуса 11.3 привинчена к переходным гильзам 11.4 и 11.5 соответственные крышки 11.6 и 11.7 подшипников 11.1 и 11.2. На наружном конце оси 12 склонений имеется отверстие 12.1 для установки рычага, которым фиксируется ось 12 склонений в процессе регулировки.

Представленная на фиг. 3 стальная ось 12 склонений содержит отверстие 12.1, резьбу 12.2 и три профильных участка: внешний цилиндрический 12.3, конусный 12.4 и внутренний цилиндрический 12.5, а также фланец 12.6. Такая форма оси обусловлена рациональным использованием ее поперечных сечений при работе на изгиб.

Труба 13 телескопа (см. фиг. 2) может быть жестко связана с осью 12 склонений, например, с помощью ложа 13.2 и хомутов 13.3 и 13.4.

Шайба (или шайбы) 14, расположенная между ложем 13.2 трубы 13 телескопа и фланцем 12.6 оси 12, склонений предназначена для балансировочных регулировок при изготовительной сборке устройства (возможно использование нескольких шайб).

На фиг. 1 и 2 единая ось вращения северного и южного подшипников обозначена - П.

Полутраверсы 10.2 и 10.3 жестко связаны своими первыми концами 10.2.1 и 10.3.1 с цапфами 8 и 9 полярной оси 10 соответственно, а вторыми концами 10.2.2 и 10.3.2 - со средней частью полярной оси.

Фиксатор 11.8 предназначен для фиксации на гайке 11.9 внешнего подшипника 11.1 в осевом направлении и передачи крутящего момента на гайку.

Окуляр 13.1 не входит в состав устройства и показан на фиг. 1 и 2 для пояснения.

В силу непринципиальности в рамках рассматриваемой заявки на фигурах не показаны элементы оптики, тормоза, механизмы тонких движений, часовой привод, установочные винты и т.п.

Все составляющие устройства элементы и материалы широко выпускаются промышленностью и взаимозаменяемы.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу, например, для экваториальной установки телескопа - рефлектора с С-образной качалкой (см. фиг. 1).

Для правильной работы экваториальной установки она должна быть так установлена, чтобы ее полярная ось была строго параллельна оси мира. Иными словами она должна располагаться точно в плоскости небесного меридиана и быть наклоненной к плоскости математического горизонта под углом, равным географической широте места наблюдения.

Затем наводят трубу 13 на объект наблюдения, поворачивая ее вокруг осей П и склонений. После снятия объектов наблюдения фиксируют положение трубы 13 по оси 12 склонений и осуществляют сопротивление объекта поворотом трубы 13 только вокруг оси П.

Аналогично работает экваториальная установка телескопа рефлектора с Г-образной качалкой (см. фиг. 2) с той лишь разницей, что узел 11 оси склонений установлен на консоли 10.3.

В заявляемом устройстве вес трубы 13 уравновешен весом полярной оси 10 за счет смещения их в противоположные стороны относительно оси П. Однако в случаях разбаланса масс, например, при установке на окуляр 13.1 фотокамеры требуется дополнительная балансировка. Это осуществляют с помощью механической регулировки узла 11 по оси склонений. Отворачивают контргайку 11.10, фиксируют ось 12 склонений с помощью рычага, который вставляют в отверстие 12.1, а затем с помощью гаечного ключа, используя лыски 11.8.1, поворачивают фиксатор 11.8 вместе с жестко связанной с ним гайкой 11.9, изменяя расстояние смещения от оси П трубы 13. При этом перемещается ось 12 склонений (см. фиг. 3) относительно неподвижных полярной оси 10, корпуса 11.3, фиксатора 11.8 подшипников 11.1, 11.2 и гайки 11.9. При достижении балансировки положение оси 12 фиксируют контргайкой 11.10. Аналогично осуществляют балансировку в обратную сторону при снятии с окуляра 13.1 фотокамеры.

Изобретение относится к телескопостроению и может быть использовано в любительских и профессиональных телескопах. Техническим результатом является усовершенствование конструкции устройства за счет фундаментальной балансировки трубы телескопа без использования специального противовеса. Для этого в телескопе, содержащем основание с двумя опорами с подшипниками, в которых установлена полярная ось, а с ней жестко связан узел оси склонений, внутренний конец которой жестко связан с трубой телескопа, в узле оси склонений предусмотрена механическая регулировка смещения центра тяжести трубы телескопа относительно полярной оси, которая представляет собой вогнутую качалку с центром тяжести, смещенным относительно единой оси вращения подшипников в противоположную сторону смещения трубы телескопа на величину уравновешивания момента силы тяжести трубы телескопа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Экваториальная установка телескопа-рефлектора, содержащая неподвижное основание с северной и южной опорами, в вершинах которых установлены северный и южный подшипники, на которые опирается полярная ось, с которой жестко связан узел оси склонений с установленными в нем внешним и внутренним подшипниками, на которые опирается ось склонений, внутренний конец которой жестко связан с трубой телескопа, причем ось склонений перпендикулярна единой оси вращения северного и южного подшипников, параллельной оси мира, отличающаяся тем, что узел склонений имеет механическую регулировку смещения центра тяжести трубы телескопа относительно полярной оси, которая представляет собой выгнутую качалку с центром тяжести, смещенным относительно единой оси вращения северного и южного подшипников в противоположную сторону смещения трубы телескопа на величину уравновешивания момента силы тяжести трубы телескопа, внутри выгиба качалки вокруг оси склонений свободно поворачивается труба телескопа, при этом узел оси склонений содержит также корпус, внешнюю и внутреннюю переходные гильзы, внешнюю и внутреннюю крышки соответствующих подшипников, фиксатор внешнего подшипника, гайку с упорным буртиком и контргайку, причем корпус, имеющий цилиндрическую форму с образующей, параллельной оси склонений, жестко связан с полярной осью, в торцах корпуса установлены внешняя и внутренняя переходные гильзы, жестко связанные с ним, внутри которых устанавливаются соответствующие внешний и внутренний подшипники, расположенные с разных сторон полярной оси, внутренний радиальный подшипник со стороны трубы телескопа насажен непосредственно на ось склонений, а внешний сдвоенный радиально упорный подшипник насажен вплотную до упорного буртика на гайку, навинченную на наружный конец оси склонений, на выходящую из корпуса наружу часть гайки сверху напрессован фиксатор с лысками для гаечного ключа, упирающийся с одной стороны во внешний подшипник, а с другой - в контргайку, навинченную снаружи на ось склонений, с торцов корпуса привинчены к переходным гильзам соответствующие крышки подшипников, на наружном конце оси склонений имеется отверстие, на внутреннем конце оси склонений между ее фланцем и ложем трубы телескопа проложена шайба, посадка, с которой устанавливаются гайка своей гладкой частью и внутренний подшипник на ось склонений такова, что обеспечивается их скольжение по последней. 2. Экваториальная установка телескопа-рефлектора по п.1, отличающаяся тем, что полярная ось представляет собой С-образную качалку, размещенную между северной и южной опорами основания, в средней части которой установлен узел оси склонений. 3. Экваториальная установка телескопа-рефлектора по п.1, отличающаяся тем, что полярная ось представляет собой прямую часть и Г-образную качалку, являющуюся продолжением прямой части полярной оси, размещенной между северной и южной опорами, причем Г-образная качалка размещена за северной опорой и образована из консоли и полутраверсы, первый конец которой жестко связан с выступающим за северную опору концом прямой полярной оси, а второй конец которой жестко связан с консолью, направленной от северной опоры наружу параллельно оси мира, в консоль установлен узел оси склонений.