專利名稱：光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)儀器，特別涉及一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架及其控制方法。
背景技術(shù)：
望遠(yuǎn)鏡及類似光學(xué)儀器可能是用一個(gè)可調(diào)托架來支撐，這種托架可以調(diào)節(jié)光學(xué)儀器的方位以便觀測不同目標(biāo)。其中一種流行的光學(xué)儀器托架是經(jīng)緯儀托架，以下稱為 “alt-az托架”。圖IA是現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)緯儀托架10的等距視圖。圖IB是經(jīng)緯儀托架10支撐望遠(yuǎn)鏡鏡筒20的等距視圖，這是現(xiàn)有望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)15中的一種。圖IC和圖ID是托架10和望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)15的示意圖，用于解釋其功能。托架10通常包括一個(gè)垂直延長支臂12A和一個(gè)水平延長支臂12B。水平支臂12B 通過方位支點(diǎn)16與水平面14相連。在望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)15中，水平面14是由腳架14A或類似的水平系統(tǒng)提供的。腳架14A確保水平面14(及水平支臂12B)是水平方向的，垂直支臂12A 是垂直方向的。當(dāng)托架10通過此方式水平后，腳架14A和水平支臂12B的連接支點(diǎn)16使托架10可以繞被稱為方位軸16A的垂直方向軸旋轉(zhuǎn)。托架10還包括一個(gè)將光學(xué)儀器(如望遠(yuǎn)鏡)連接到垂直支臂12A上的儀器耦合裝置19。儀器耦合裝置19有各種各樣的形式，其形式由將光學(xué)儀器20連接到垂直支臂12A 上的裝置特性而定。比如，耦合裝置19可能包括用螺釘連接的裝置、榫槽連接的裝置、可變形(如咬合)的連接裝置和/或類似裝置。盡管有各種各樣的連接裝置，但是經(jīng)緯光學(xué)儀器托架(如托架)10的儀器耦合裝置19通常包括一個(gè)或多外用來固定光學(xué)儀器20的元件17，和一個(gè)在元件17和垂直支臂12A邊緣或表面之間的支點(diǎn)，此支點(diǎn)可以使元件17和光學(xué)儀器20圍繞水平軸18A(被稱為俯仰軸18A)轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)榻?jīng)緯儀托架(如托架10)可以做到相對(duì)堅(jiān)實(shí)以支撐大型望遠(yuǎn)鏡鏡筒(如 Dobsonian望遠(yuǎn)鏡鏡筒)并且可以用相對(duì)較便宜的元件制作，因此它在望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中很受歡迎。望遠(yuǎn)鏡20與俯仰軸18A和方位軸16A的方向與俯仰方位坐標(biāo)或Alt_az坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)。Alt-az坐標(biāo)通常用俯仰(Alt)角度和方位(Az)角度來表示。Alt表示望遠(yuǎn)鏡20與俯仰軸18A相對(duì)于水平線的角向，通常在-90°到90°之間。Alt = 90°的點(diǎn)(頭頂正上方) 被稱為頂點(diǎn)。Az表示望遠(yuǎn)鏡20與方位軸16A的角向，在0° 360°之間。通常。Az被選擇用來表示真正的羅盤(相對(duì)于磁針羅盤)，指向地平線上的一點(diǎn)并且從北向東測量(如 北=0° ；東=90° ；南=180° ；西=270° )。采用Alt-az托架(如托架10)的望遠(yuǎn)鏡體系的一個(gè)特點(diǎn)是地球上任何一個(gè)觀測點(diǎn)都有它獨(dú)特的Alt-az坐標(biāo)系統(tǒng)。也就是，特定物體(如天體)的alt-az坐標(biāo)取決于觀測地點(diǎn)的位置。因此，望遠(yuǎn)鏡用戶不用alt-az坐標(biāo)來說明天體的位置。望遠(yuǎn)鏡用戶通常用天體坐標(biāo)來描述天體的位置。天體坐標(biāo)，也通常被稱為“極坐標(biāo)”或“赤道坐標(biāo)”，基于一天球與地球同心且半徑無窮大的設(shè)想。天體坐標(biāo)用一個(gè)與觀測地點(diǎn)無關(guān)的方式來描述天體在天球的角位置。
天體坐標(biāo)用赤經(jīng)(RA)時(shí)和赤緯(DEC)角度來表示。DEC是地球上的緯度在天球上的投影。DEC的范圍為-90°到90°之間，0°是地球赤道的投影(被稱為天赤道)。而 +/-90°是地球自轉(zhuǎn)軸(被稱為天極)的投影。RA被定義為經(jīng)線(通常被稱為時(shí)圈)，與北天極和南天極相交。與地球的經(jīng)線不一樣，RA時(shí)圈是是定位于天球上的。RA的單位是時(shí)、分和秒，范圍為0小時(shí)到M小時(shí)，1小時(shí)=15°。RA = 0小時(shí)為地球春分點(diǎn)的投影。RA自西向東遞增直到回到M小時(shí)又是春分點(diǎn)的投影。地球不停地圍繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。因此，即使天體坐標(biāo)可以用一個(gè)與觀測地點(diǎn)無關(guān)的方式來描述天體的位置，為了利用天體的天體坐標(biāo)在望遠(yuǎn)鏡視場中找到該天體還是需要知道地球表面上觀測點(diǎn)的方位信息。方位信息包括許多能有效表明相對(duì)天體坐標(biāo)體系的觀測點(diǎn)的瞬間方位參數(shù)(隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng))。方位信息一般指觀測點(diǎn)的緯度和觀測點(diǎn)的瞬間恒星時(shí)。不過，也有其他相類似的方位信息用于在望遠(yuǎn)鏡視場中找到天體。用于明確相對(duì)天體坐標(biāo)體系的觀測點(diǎn)瞬間方位的方位信息也可能用來建立天體坐標(biāo)體系與觀測點(diǎn)的當(dāng)?shù)谹lt-az坐標(biāo)體系之間的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換可以將一個(gè)天體的天體坐標(biāo)體系轉(zhuǎn)換為當(dāng)?shù)谹lt-az坐標(biāo)體系，從而確定望遠(yuǎn)鏡20必須圍繞18A軸和Alt_az托架 10圍繞16A軸轉(zhuǎn)動(dòng)的瞬時(shí)俯仰角度和方位角度(Alt，Az)從而在望遠(yuǎn)鏡20的視場中找到天體。使用方位信息來建立天體坐標(biāo)體系與Alt-az坐標(biāo)體系間的轉(zhuǎn)換很復(fù)雜繁瑣，尤其是對(duì)于業(yè)余天文愛好者或不精通數(shù)學(xué)的望遠(yuǎn)鏡用戶來說。因此，望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的Alt-az 托架(如托架10)被設(shè)計(jì)為用戶選擇一個(gè)想要觀測的標(biāo)有天體坐標(biāo)值的天體(或是輸入想要觀測的天體的天體坐標(biāo)值)；獲得(或者用戶輸入)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的特定觀測點(diǎn)的方位信息；使用方位信息將想要觀測的天體坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為當(dāng)?shù)氐腁lt-az坐標(biāo)值；然后自動(dòng)設(shè)定 Alt-az托架(或使望遠(yuǎn)鏡圍繞俯仰軸和方位軸旋轉(zhuǎn))帶動(dòng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到理想的Alt-az坐標(biāo)。這些望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)被稱為“go-to”望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，因?yàn)樗麄冏詣?dòng)計(jì)算出Alt-az坐標(biāo)值并使望遠(yuǎn)鏡“goto”與天體/天體坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)的Alt-az坐標(biāo)。Go-to望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)一般包括許多硬件和軟件以實(shí)現(xiàn)go to功能。舉一個(gè)非限定的例子，go-to望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)由電子五金件(如用戶界面元件，通信元件等等)，馬達(dá)及相關(guān)馬達(dá)控制硬件(如傳動(dòng)裝置或其它將馬達(dá)與俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)連接起來的驅(qū)動(dòng)裝置，俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的位置感應(yīng)器，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的擴(kuò)大器和驅(qū)動(dòng)電路等)，適當(dāng)?shù)某绦蛱幚碛布?如計(jì)算天體坐標(biāo)和Alt-az坐標(biāo)之間換算的處理器或控制go-to系統(tǒng)功能的處理器)。通過望遠(yuǎn)鏡觀測到的天體看起來在天空中移動(dòng)，這主要是由于地球自轉(zhuǎn)所引起的。還有其它因素(如地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)和天體本身的轉(zhuǎn)動(dòng))使得它看起來在空中移動(dòng)， 但是這些因素在觀測過程中影響很小。因而，找到想觀測的天體后，望遠(yuǎn)鏡的方位要不斷地做出調(diào)整以使天體保持在望遠(yuǎn)鏡的視場中。不斷調(diào)整望遠(yuǎn)鏡的方位使天體保持在望遠(yuǎn)鏡的視場中被稱為“tracking(追蹤)”目標(biāo)。追蹤在天空中移動(dòng)的天體會(huì)很繁瑣，尤其是對(duì)于業(yè)余望遠(yuǎn)鏡用戶來說。因此，一些 go-to望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)有alt-az托架(如托架10)有控制軟件使其能自動(dòng)追蹤天體。這種望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)被稱為“(auto-tracking)自動(dòng)追蹤”望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)。再參閱圖1A-1D，圖ID中顯示了現(xiàn)有技術(shù)的alt_az托架10的一個(gè)問題。對(duì)于長的光學(xué)儀器來說(如望遠(yuǎn)鏡20)，望遠(yuǎn)鏡20的鏡身和水平支臂12B的物理作用限制了望遠(yuǎn)鏡20圍繞俯仰軸18A(在圖ID中穿過頁面的軸)旋轉(zhuǎn)的范圍。圖ID中望遠(yuǎn)鏡20的虛線說明了限制的范圍，望遠(yuǎn)鏡20繞俯仰軸18A朝一個(gè)角方向旋轉(zhuǎn)太遠(yuǎn)到22A的位置時(shí)和朝另一個(gè)角方向旋轉(zhuǎn)太遠(yuǎn)到22B位置時(shí)望遠(yuǎn)鏡20的鏡身會(huì)撞到水平支臂12B。這除了會(huì)損壞望遠(yuǎn)鏡20或托架10外，還會(huì)無法觀測alt坐標(biāo)大于上限(alt > altmax|altmax > 0° )或小于下限(的alt < -altmin| altmin > 0° )的天體。這尤其會(huì)在用處理器控制馬達(dá)自動(dòng)設(shè)定望遠(yuǎn)鏡20的方位卻不知望遠(yuǎn)鏡20的大小的go to望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和auto-tracking望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中出現(xiàn)問題，如果沒有根據(jù)托架10上的望遠(yuǎn)鏡20的大小設(shè)定正確的限定，那么望遠(yuǎn)鏡方位的自動(dòng)控制可能會(huì)對(duì)望遠(yuǎn)鏡20造成損壞。所以需要設(shè)計(jì)一種沒有或擴(kuò)大俯仰角調(diào)節(jié)限制范圍的alt-az托架。在一些應(yīng)用中(如抓拍將許多照片連接起來或使用類似方法獲得的全景照片)， 需要調(diào)節(jié)光學(xué)儀器20相對(duì)于alt-az托架的垂直支臂12A的位置使儀器20的光軸20A在方位軸16A的平面中(即共面)。在圖IC中，儀器20的光軸穿過圖IC所在頁面的面。在一些特定應(yīng)用中，可能需要將光學(xué)儀器20相對(duì)于垂直支臂12A的位置調(diào)節(jié)到用虛線表示的位置20’處，這樣無論光學(xué)儀器20繞俯仰軸如何旋轉(zhuǎn)光軸20A’都與方位軸16A共面。光學(xué)儀器20相對(duì)于垂直支臂12A的位置的調(diào)節(jié)可以通過調(diào)整儀器耦合裝置19的結(jié)構(gòu)和/或調(diào)節(jié)光學(xué)儀器相對(duì)于儀器耦合裝置19的位置來完成。光學(xué)儀器20相對(duì)于垂直支臂12A的位置的可調(diào)節(jié)幅度受光學(xué)儀器20大小的限制，即因?yàn)閮x器20與垂直支臂12A 邊緣或表面之間的互動(dòng)，儀器20越大，可調(diào)節(jié)幅度越小。最終，對(duì)于已定的托架10和儀器耦合裝置19，會(huì)因光學(xué)儀器20太大而無法使其光軸20A調(diào)到與方位軸16A共面的位置。所以需要調(diào)整alt-az托架上的大型光學(xué)儀器，使其不管繞俯仰軸如何旋轉(zhuǎn)其光軸與托架的方位軸共面和/或使光學(xué)儀器相對(duì)alt-az托架的位置調(diào)節(jié)范圍最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架及其控制方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于，它包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；—個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)；其中垂直支臂中的內(nèi)臂軸所處位置與垂直支臂的和儀器耦合裝置相連的儀器面之間的距離b比其與垂直支臂另一面的距離a小。具體而言，所述距離b和距離a是延俯仰軸的距離。所述內(nèi)臂支點(diǎn)使托架能夠調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造或朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)。
所述內(nèi)臂支點(diǎn)使托架能夠調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造或朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心與方位軸相離一段內(nèi)距離(延俯仰軸測量)，而朝外構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心與方位軸相離一段外距離，外距離比內(nèi)距離要遠(yuǎn)。所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的go-to托架，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin」n，，altmax_in | altmin_in, > 0，altmax_in > 0)禾口夕卜俯仰軸限制(altmin_out,, altmax_out | altmin_out, > 0, altmax_out > 0),內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍 (alt)-altfflin in, ^ alt ( altfflax in，外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍_altmin—。ut ( alt ( altmax。ut，其中altmin—。ut > altmax in
且 aItmax out〉altmax_in0所述托架包含用于提供托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的指示的內(nèi)臂軸傳感器，而控制器配置根據(jù)內(nèi)臂軸傳感器的指示自動(dòng)決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。所述控制器配置為根據(jù)用戶輸入決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的自動(dòng)追蹤托架，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin—in,，altmax in|altmin in > 0，altmax in > 0)和外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altfflax out I altmin—。ut, > 0, altfflax out > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in,彡alt彡altfflax in， 外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范
S ~altmin_out ^ alt ^ altmax out，其中 altmin—out〉altmax—in altmas out〉altmax—in。所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的go-to托架，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin in,，altmax in|altmin in,>0，altmax in > 0)，此限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in, (alt ( altfflax in，及當(dāng)托架當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)允許俯仰支點(diǎn)可控移動(dòng)到一俯仰角。所述托架包含用于提供托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的指示的內(nèi)臂軸傳感器，且控制器配置根據(jù)內(nèi)臂軸傳感器的指示自動(dòng)決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。所述控制器配置為根據(jù)用戶通過用戶界面或交流界面輸入決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的go-to托架，其中控制器配置為保持一個(gè)代表俯仰支點(diǎn)相對(duì)于俯仰軸的角向的俯仰坐標(biāo)alt，控制器配置為當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，用一個(gè)極性保持俯仰坐標(biāo)，而當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，用相反的極性保持俯仰坐標(biāo)。所述控制器配置為用相反極性保持俯仰坐標(biāo)的方法包括使俯仰坐標(biāo)變?yōu)樨?fù)極坐標(biāo)并且使俯仰支點(diǎn)朝一特定角向移動(dòng)從而對(duì)俯仰坐標(biāo)(alt)產(chǎn)生與當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)相反的作用。所述控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin in,，altmax in|altmin in，> 0，altmax in > 0)和外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax—。ut|altmin—。ut，> 0，altmax—。ut > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in, (alt ( altfflax in，外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍 _altmin—。ut 彡 alt 彡 aItmax。ut，其中 altmin—。ut > altmax—in 且 altmax。ut >ol十
a± Lmax_in°一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，包括—個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)；當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)俯仰支點(diǎn)移動(dòng)建立一個(gè)內(nèi)俯仰軸限制(altminin,，altmax in|altmin in，> 0，altfflax_in > 0)，這樣當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰角(alt)被限定為_altmin in, (alt ( aItmax ；當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)俯仰支點(diǎn)移動(dòng)建立一個(gè)外俯仰軸限制(altmin。ut,，altmax OUtIaltfflin out > 0，altmax。ut > 0)，這樣當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰角(alt)被限定為_altmin
out ^ alt ^ aItmax out‘；然后決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)從而在內(nèi)俯仰軸限制與外俯仰軸限制之間轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步的講，決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的方法包括由使用都輸入托架是朝內(nèi)還是朝外結(jié)構(gòu)的指示來決定。決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的方法是自動(dòng)決定的。自動(dòng)決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)包括偵測內(nèi)臂軸傳感器發(fā)出的信號(hào)。一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于，它包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)。且GO-TO托架包含一個(gè)用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin—in,，altmax—in|altmin in, > 0，altmax in > 0)和外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax—。ut|altmin—。ut，> 0，altmax—。ut > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in,彡alt彡altfflax in， 外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范
S ~altmin_out ^ alt ^ altmax out，其中 altmin—out〉altmax—in altmas out〉altmax—in。一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法為
假設(shè)支撐和控制光學(xué)儀器的經(jīng)緯儀托架包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。 其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)。當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，用一個(gè)極性保持代表俯仰支點(diǎn)相對(duì)于俯仰軸的角向的俯仰坐標(biāo)， 而當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，用相反的極性保持俯仰坐標(biāo)。并且決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)從而調(diào)整俯仰坐標(biāo)(alt)。用相反極性保持俯仰坐標(biāo)的方法包括使俯仰坐標(biāo)變?yōu)樨?fù)極坐標(biāo)并且使俯仰支點(diǎn)朝一特定角向移動(dòng)從而對(duì)俯仰坐標(biāo)alt產(chǎn)生與當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)相反的作用。


所有附圖都是本發(fā)明的非限制性實(shí)施方案。圖IA現(xiàn)有技術(shù)alt-az托架的等距視圖；圖IB是圖IA中alt-az托架用于支撐望遠(yuǎn)鏡鏡筒而形成的現(xiàn)有技術(shù)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)一部分的等距視圖；圖IC和圖ID分別是圖IA中托架和圖IB中望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的剖視圖；圖2A至圖2C (總稱為圖2、分別是alt-az托架支撐第一種光學(xué)儀器的正視圖，側(cè)視圖和俯視圖；圖3A至圖3C (總稱為圖幻分別是alt-az托架支撐第二種光學(xué)儀器的正視圖，側(cè)視圖和俯視圖；圖4A和圖4B(總稱為圖4)分別是圖2中alt-az托架垂直支臂朝內(nèi)支撐光學(xué)儀器和垂直支臂朝外支撐光學(xué)儀器的剖視圖；圖5是另一張圖2中alt-az托架垂直支臂朝內(nèi)支撐光學(xué)儀器的剖視圖；圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中alt-az托架操作系統(tǒng)的流程示意圖；圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中控制go-to和/或自動(dòng)追蹤托架方法的流程示意圖8是本發(fā)明具體實(shí)施方式
中控制go-to和/或自動(dòng)追蹤托架方法的另一流程示意圖。
具體實(shí)施例方式通過以下描述，所闡述的具體細(xì)節(jié)是為了對(duì)本發(fā)明更深入的了解。但是，本發(fā)明在實(shí)施過程中可能沒有這些特性。相反，為避免對(duì)本發(fā)明難以理解，一些眾所周知的原理在此沒有說明或詳細(xì)描述。相應(yīng)的，規(guī)格和附圖都是用以解說而非限定的。—種alt-az托架支撐和確定光學(xué)儀器方向的實(shí)施方案，其一般包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平方向延展的支臂，此方位支點(diǎn)使水平方向延展的支臂相對(duì)于水平面圍繞垂直的方位軸做樞紐轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展的支臂，此內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展的支臂相對(duì)于水平延展支臂圍繞垂直內(nèi)臂軸做樞紐轉(zhuǎn)動(dòng)；一個(gè)將托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，儀器耦合裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸做樞紐轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰支點(diǎn)。內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)。內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心與方位軸相離一段內(nèi)距離，而朝外構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心與方位軸相離一段外距離，外距離比內(nèi)距離要遠(yuǎn)一即朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心離方位軸相對(duì)近一些，朝外構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心離方位軸相對(duì)遠(yuǎn)一些。在一些實(shí)施方案中，在垂直方向支臂內(nèi)延展的內(nèi)臂軸離垂直方向支臂與儀器耦合裝置相連的儀器邊(即垂直方向支臂的儀器耦合裝置與光學(xué)儀器相連那邊)比較近，離垂直方向支臂的另一相反的邊(垂直方向支臂與儀器耦合裝置和支撐的光學(xué)儀器相反的那邊)比較遠(yuǎn)。在一些實(shí)施方案中，在垂直方向支臂內(nèi)延展的內(nèi)臂軸離與垂直方向支臂的儀器邊相連的儀器邊緣比較近，離與垂直方向支臂另一相反邊相連的另一邊緣比較遠(yuǎn)。儀器邊和另一相反邊和/或儀器邊緣和另一相反邊緣可以通過托架俯仰軸來定義?！N為控制包含一個(gè)alt-az托架的光學(xué)儀器系統(tǒng)提供一個(gè)方法的實(shí)施方案。此方法包括支撐和控制包含一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展的支臂、一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置的alt-az托架。其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂相對(duì)于水平延展支臂圍繞垂直內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；儀器耦合裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸相反的一邊。此方法也包括建立當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)上圍繞內(nèi)俯仰軸移動(dòng)的限制(altmin—im，altfflax_inI altfflin_ in> 0，altmax in> 0)，所以當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，俯仰角被限定在_altmin in,彡alt ( altfflax in范圍；當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)上圍繞外俯仰軸移動(dòng)的限制(altmin。ut,，altmax OUtIaltfflinout, > 0, altmax。ut > 0)，所以當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，俯仰角被限定在_altmin out 彡 alt 彡 altmax。ut 范圍，其中 alt
min_out > aItmaxJn 且 glItmax out > altmax_in ；并決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)或朝外結(jié)構(gòu)從而在第一個(gè)限制和第二個(gè)限制之間切換。決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)或朝外結(jié)構(gòu)可能是用戶輸入朝內(nèi)或朝外的指示或者是自動(dòng)檢查朝內(nèi)還是朝外。自動(dòng)檢測朝內(nèi)或朝外可能是檢測一個(gè)轉(zhuǎn)換器、一個(gè)或多個(gè)傳感器，一個(gè)或多個(gè)檢測器或類似儀器所發(fā)出的信號(hào)。在一些實(shí)施案例中，當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax—。ut|altmin—。ut，> 0，altmax—。ut > 0)可能包括俯仰角全部可能的范圍， 也就是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，俯仰角沒有有效的限制。另一種為控制包含一個(gè)alt-az托架的光學(xué)儀器系統(tǒng)提供一個(gè)方法的實(shí)施方案。 此方法包括支撐和控制包含一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展的支臂、一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置的alt-az托架。其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂相對(duì)于水平延展支臂圍繞垂直內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；儀器耦合裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸相反的一邊。此方法也包括在當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，與第一個(gè)極性保持代表俯仰支點(diǎn)相對(duì)于俯仰軸角向的俯仰坐標(biāo)(alt)；在當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，與第二個(gè)相反的極性保持俯仰坐標(biāo)(alt)；并決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)或朝外結(jié)構(gòu)從而在第一個(gè)限制和第二個(gè)限制之間切換。與第二個(gè)相反的極性保持俯仰坐標(biāo)(alt)可能需要將俯仰軸變成負(fù)的并認(rèn)為俯仰支點(diǎn)上的移動(dòng)朝一個(gè)特定的角度方向從而對(duì)俯仰坐標(biāo)(alt)產(chǎn)生一個(gè)與托架朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)相反的作用。這些方法可能通過一個(gè)適當(dāng)?shù)某绦蛱幚砥鱽韺?shí)現(xiàn)。圖2至圖5是alt-az托架110根據(jù)一種特定實(shí)施案例支撐光學(xué)儀器系統(tǒng)115A， 115B，115C和115D(統(tǒng)稱為光學(xué)儀器系統(tǒng)115)中的各種光學(xué)儀器120A、120B、120C和 120D(統(tǒng)稱為光學(xué)儀器120)的示意圖。如以下的詳細(xì)解釋，托架110可在朝內(nèi)結(jié)構(gòu)(圖2， 圖4A和圖5)和朝外結(jié)構(gòu)(圖3和圖4B)之間轉(zhuǎn)換，朝內(nèi)結(jié)構(gòu)即光學(xué)儀器120A，120C和120D 與方位軸116A在垂直延展支臂112A的同一側(cè)；朝外結(jié)構(gòu)即光學(xué)儀器120B和120C與方位軸116A分別在垂直延展支臂112A的兩側(cè)。換言之，托架110可以在光學(xué)儀器120A，120C 和120D的中心(沿俯仰軸118A測量)與方位軸116A相距一個(gè)內(nèi)距的朝內(nèi)結(jié)構(gòu)(圖2，圖 4A和圖幻和光學(xué)儀器120B和120C的中心與方位軸116A相距一個(gè)外距的朝外結(jié)構(gòu)(圖3 和圖4B)之間轉(zhuǎn)換，其中外距大于內(nèi)距。托架110的朝外結(jié)構(gòu)使光學(xué)儀器120圍繞俯仰軸 118A旋轉(zhuǎn)的范圍更大。如以下的詳細(xì)解釋，垂直延展支臂112A與水平延展支臂112B通過內(nèi)臂支點(diǎn)140 相連，內(nèi)臂支點(diǎn)140使垂直延展支臂112A相對(duì)于水平延展支臂112B圍繞垂直內(nèi)臂軸140A 旋轉(zhuǎn)。內(nèi)臂軸140A可能在垂直支臂112A內(nèi)離垂直支臂112A與儀器耦合裝置119相連的面121 (即垂直支臂112A上儀器耦合裝置119與光學(xué)儀器120相連的121面)相對(duì)較近、 離垂直支臂112A的另一面122(即垂直支臂112A上與器耦合裝置119和光學(xué)儀器120相反的面)相對(duì)較遠(yuǎn)的位置延展。如圖2-5，托架110通常包括一個(gè)垂直支臂112A和一個(gè)水平支臂112B。水平支臂 112B通過方位支點(diǎn)116與水平面114相連。在所示實(shí)施案例的光學(xué)儀器系統(tǒng)115中，水平面114是由腳架114A或相類似水平系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。在所示圖中只展示了腳架114A的一部分。 腳架114A確保水平面114(相應(yīng)地確保水平展支臂112B)是的水平及垂直支臂112A的垂直。得益于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員，有許多系統(tǒng)和裝置能提供水平面114。許多發(fā)明的實(shí)施案例中的托架可以與任何提供水平面114的適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)或裝置一起使用。當(dāng)與水平面114相連時(shí)，在水平面114和水平支臂112B之間的方位支點(diǎn)116使托架能對(duì)于水平面114圍繞垂直方位軸116A旋轉(zhuǎn)。托架110還包括一個(gè)使光學(xué)儀器120與垂直支臂112A的121面相連的儀器耦合裝置119。所示實(shí)施案例中的儀器耦合裝置119包括一個(gè)或多個(gè)與光學(xué)儀器120固定相連的(即隨光學(xué)儀器120移動(dòng)而移動(dòng))儀器嚙合元件117，一個(gè)使儀器嚙合元件117與垂直支臂的121面(和/或121面的邊緣或表面)相連的俯仰支點(diǎn)118。俯仰支點(diǎn)118使儀器嚙合元件117與光學(xué)儀器120能對(duì)于垂直支臂112A圍繞水平方向的俯仰軸118A旋轉(zhuǎn)。儀器耦合裝置119上的儀器嚙合元件117有各種各樣的形式，其形式由與光學(xué)儀器120相連的裝置特性而定。在圖2和圖5所示的實(shí)施案例中的光學(xué)儀器120A和120D是相機(jī)，儀器耦合裝置119A和119D包括連接并支撐光學(xué)儀器120A和120D底部的“L型”儀器嚙合元件117A和117D。在圖3和圖所示的實(shí)施案例中，光學(xué)儀器120B和120C是望遠(yuǎn)鏡鏡筒，光學(xué)儀器裝置119B和119C包括與望遠(yuǎn)鏡鏡身相連的軸向延長“條型”儀器嚙合元件117B和117C。儀器嚙合元件117可以運(yùn)用于各種各樣的技術(shù)中來連接光學(xué)儀器120。 舉一個(gè)非限定的例子，此技術(shù)可能包括用螺釘連接的裝置、榫槽連接的裝置、可變形(如咬合)連接的裝置和/或類似裝置。與現(xiàn)有技術(shù)托架10相比，托架110包括一個(gè)使垂直支臂112A與水平支臂112B相連的內(nèi)臂支點(diǎn)140。內(nèi)臂支點(diǎn)140使垂直支臂112A能相對(duì)于水平支臂112B圍繞內(nèi)臂軸140A 旋轉(zhuǎn)。通過垂直延展支臂112A相對(duì)于水平延展支臂112B圍繞內(nèi)臂軸(參見箭頭120)旋轉(zhuǎn)，托架110的結(jié)構(gòu)可以在朝內(nèi)結(jié)構(gòu)(如圖2，圖4A和圖5)和朝外結(jié)構(gòu)(如圖3和圖4B) 之間轉(zhuǎn)換，朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)光學(xué)儀器120A，120C，120D和方位軸116A在垂直延展支臂112A的同一側(cè)；朝外結(jié)構(gòu)時(shí)光學(xué)儀器120B和120C與方位軸116A分別位于垂直延展支臂112A的兩側(cè)。換言之，托架110可以在光學(xué)儀器120A，120C和120D的中心(沿俯仰軸118A測量)與方位軸116A相距一個(gè)內(nèi)距的朝內(nèi)結(jié)構(gòu)(圖2，圖4A和圖5)和光學(xué)儀器120B和120C的中心與方位軸116A相距一個(gè)外距的朝外結(jié)構(gòu)(圖3和圖4B)之間轉(zhuǎn)換，其中外距大于內(nèi)距。托架110是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)(如圖3和圖4B)，光學(xué)儀器120圍繞俯仰軸118A旋轉(zhuǎn)的范圍更大。更具體地，在所示實(shí)施案例中當(dāng)調(diào)節(jié)內(nèi)臂支點(diǎn)140使托架110是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，架在儀器耦合裝置119上的光學(xué)儀器120可以隨意圍繞俯仰軸旋轉(zhuǎn)，不會(huì)碰到水平延展支臂 112B。在所示實(shí)施案例中當(dāng)調(diào)節(jié)內(nèi)臂支點(diǎn)140使托架110是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，俯仰支點(diǎn)118可以360度旋轉(zhuǎn)，不用擔(dān)心光學(xué)儀器120會(huì)碰到水平延展支臂112B。托架110可以是一個(gè)go-to托架和/或一個(gè)自動(dòng)追蹤托架并可能包括各種各樣適當(dāng)?shù)挠布蛙浖?這里沒有明確指出)以實(shí)現(xiàn)go-to和/或自動(dòng)追蹤功能。舉一個(gè)非限定的例子，go-to望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)可能包括電子硬件(如用戶界面元件、通信元件等)，馬達(dá)和相關(guān)馬達(dá)控制硬件(如傳動(dòng)裝置或其它使馬達(dá)與俯仰支點(diǎn)118和方位支點(diǎn)116有效相連的驅(qū)動(dòng)器、俯仰支點(diǎn)118和方位支點(diǎn)116的位置傳感器、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的放大器和驅(qū)動(dòng)電路等)，相配的程序處理器(如用于天體坐標(biāo)和alt-az坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換計(jì)算的處理器及控制go-to和 /或自動(dòng)追蹤系統(tǒng)功能的處理器)。除了所有傳統(tǒng)go-to和自動(dòng)追蹤儀器托架的已知硬件和軟件外，托架110還包括操作內(nèi)臂支點(diǎn)140的硬件和軟件。比如，在一些實(shí)施案例中，托架110包括自動(dòng)操作內(nèi)臂支點(diǎn)140的硬件和軟件。舉一個(gè)非限定的例子，此類硬件和軟件可能包括一個(gè)或多個(gè)馬達(dá)和相關(guān)馬達(dá)控制硬件用于控制內(nèi)臂支點(diǎn)140(與如上所述俯仰支點(diǎn)118和方位支點(diǎn)116的馬達(dá)和相關(guān)馬達(dá)控制硬件相類似)，控制內(nèi)臂支點(diǎn)140和控制托架110基于內(nèi)臂支點(diǎn)140的其它部位的程序處理器及程序處理軟件。圖6是alt-az托架110具有g(shù)o-to和自動(dòng)追蹤功能的操作系統(tǒng)200在一特定實(shí)施案例中的方框示意圖。圖6中所示的操作系統(tǒng)200是本質(zhì)上的示意，一些元件沒有標(biāo)明。 考慮到在此顯示的元件仍然是公開的，此領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解這些沒有標(biāo)明的元件。操作系統(tǒng)200可能通過控制器210來控制和/或?qū)崿F(xiàn)?？刂破?10可能包括一個(gè)或多個(gè)相配的程序數(shù)據(jù)處理器，一臺(tái)或多臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的軟件，相配的可編程邏輯陣列或類似的東西?？刂破?10可操作控制軟件M4，在所示實(shí)施案例中，軟件244包括自動(dòng)追蹤控制軟件246和go-to控制軟件248。希望自動(dòng)追蹤控制軟件246和go-to控制軟件248的示意描述在本質(zhì)不一樣只是概念上的，自動(dòng)追蹤控制軟件246和go-to控制軟件248可能部分地或整個(gè)地用相同代碼來實(shí)現(xiàn)?？刂破?10可能包括或可以使用存儲(chǔ)器(沒有明確說明)用來存儲(chǔ)控制軟件對(duì)4、其它有用的軟件(如通信軟件，用戶界面軟件等)及有用的數(shù)據(jù)(如天體數(shù)據(jù)庫和相應(yīng)天體坐標(biāo)等)。控制器210可能可以通過用戶界面240和/或通信界面242與用戶和/或其它外界系統(tǒng)(如電腦，網(wǎng)絡(luò)等)交流。此交流可能是有線的或無線的。用戶界面240可能作為一個(gè)圖解用戶界面240實(shí)現(xiàn)，包括一個(gè)輸出顯示和一個(gè)或多個(gè)用戶輸入端。通信界面242 最好根據(jù)一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)。操作系統(tǒng)200包括一個(gè)或多個(gè)提供俯仰支點(diǎn)118的俯仰軸的指示信號(hào)212A的俯仰軸傳感器212。在一特定實(shí)施案例中，俯仰軸傳感器212可能通過使用一個(gè)如在此引用而包括的專利號(hào)72觀253中所述的雙解碼系統(tǒng)。操作系統(tǒng)200還包括一個(gè)或多個(gè)俯仰馬達(dá)和相應(yīng)俯仰馬達(dá)控制硬件214。當(dāng)控制器210執(zhí)行控制軟件244時(shí)，它接收來自俯仰軸傳感器 212的信號(hào)212A，此信號(hào)顯示了俯仰支點(diǎn)118的當(dāng)前俯仰坐標(biāo)，并發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)214A到俯仰馬達(dá)和馬達(dá)控制硬件214從而調(diào)節(jié)俯仰軸118。 操作系統(tǒng)200包括一個(gè)或多個(gè)方位軸傳感器222和一個(gè)或多個(gè)方位馬達(dá)及相應(yīng)的方位馬達(dá)控制硬件224。方位軸傳感器222、方位馬達(dá)和方位馬達(dá)控制硬件2M跟俯仰軸傳感器212、俯仰馬達(dá)及俯仰馬達(dá)控制硬件214類似，只是方位軸傳感器發(fā)出的信號(hào)222k是方位軸116的方位坐標(biāo)信號(hào)，控制器210發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)224A到方位馬達(dá)和馬達(dá)控制硬件 2 從而調(diào)節(jié)方位軸116。在圖片所示實(shí)施方案中，操作系統(tǒng)200還包括一個(gè)或多個(gè)可選的內(nèi)臂軸傳感器 232和一人或多個(gè)可選的內(nèi)臂軸馬達(dá)及相應(yīng)內(nèi)臂軸馬達(dá)控制硬件234。內(nèi)臂軸傳感器232 和內(nèi)臂軸馬達(dá)及相應(yīng)內(nèi)臂軸馬達(dá)控制硬件234都是可選的(用虛框表示)，它們可能獨(dú)立地包括或不包括在系統(tǒng)200中。一般來說，內(nèi)臂軸傳感器232發(fā)出內(nèi)臂支點(diǎn)140的角向(也就是垂直延展112A與內(nèi)臂軸140A的角向)信號(hào)232A。在一些實(shí)施方案中，內(nèi)臂軸傳感器 232可能包括一個(gè)或多個(gè)表示內(nèi)臂支點(diǎn)140準(zhǔn)確角向的解碼器。這些解碼器可能是一個(gè)如 US專利號(hào)72觀253中所述的雙解碼。而在另一些實(shí)施方案中，內(nèi)臂軸傳感器232可能包括一個(gè)輸出指示托架110是朝內(nèi)或朝外結(jié)構(gòu)信號(hào)232A的自動(dòng)啟動(dòng)開關(guān)。在另一些實(shí)施方案中，不需要內(nèi)臂軸傳感器232，用戶可能通過界面240或?qū)ｉT輸入(沒有圖示)指示托架110 是朝內(nèi)或朝外結(jié)構(gòu)?？刂破?10可能通過使用內(nèi)臂支點(diǎn)140使用提供給內(nèi)臂軸馬達(dá)和馬達(dá)控制硬件 234的信號(hào)234A控制內(nèi)臂支點(diǎn)140的角向。在一些實(shí)施安全中，內(nèi)臂支點(diǎn)控制信號(hào)234A可能對(duì)用戶通過界面240和或交流界面M2的輸入作出響應(yīng)。在另一些實(shí)施方案中，不需要內(nèi)臂軸馬達(dá)和馬達(dá)控制硬件234，用戶可能手動(dòng)移動(dòng)內(nèi)臂軸140A上的內(nèi)臂支點(diǎn)140 (即相對(duì)于水平延展支臂112B手動(dòng)移動(dòng)垂直延展支臂112A)。在一些實(shí)施案例中，托架110是go-to托架和或自動(dòng)追蹤托架，控制器可能利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin—in,，altmax—in|altmin in, > 0，altmax in > 0)和外俯仰軸限制(altmin— out,' Bltmaxout I altfflinout,>0, Bltmaxout > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)110托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)118的角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in,彡alt彡altfflax in，外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)118的角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍_altmin—out ( alt ( Bltfflax。ut。如這前面所說，當(dāng)托架110是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，光學(xué)儀器120相對(duì)于俯仰軸118A旋轉(zhuǎn)的范圍更大，即altmin—。ut > altfflax_in且altmax。ut > altmax—in。在一些實(shí)施案例中，當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，外俯仰軸限制范圍(altmin—。ut,，altmax—。ut)可能是俯仰角度全范圍， 即當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，俯仰角沒有有效限制。在一些實(shí)施案例中，內(nèi)俯仰軸限制(altmin in,，altmax in)和或外俯仰軸限制(altmin 。ut,，altfflax out)可能是用戶可配置的。例如，用戶可能通過用戶界面240和或交流界面向控制器210輸入內(nèi)俯仰軸限制(altmin—in,，altmax in)和或外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax—。ut)。 在一些實(shí)施案例中，俯仰軸限制(altmin—im，altfflax_in)和或外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax— 。ut)可能是控制器210預(yù)先設(shè)置好的。在一些實(shí)施案例中，內(nèi)俯仰軸限制(altmin in,，altmax in)和或外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax—。ut)可能是由一校準(zhǔn)程序來決定的，此校準(zhǔn)程序可能包括決定托架110支撐的光學(xué)設(shè)備120何時(shí)會(huì)碰到水平延展支臂112B。在一些實(shí)施案例中，托架110可能配置為自動(dòng)偵測或非自動(dòng)偵測決定(如通過用戶輸入)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)或朝外結(jié)構(gòu)并相應(yīng)地在內(nèi)俯仰軸限制和外俯仰軸限制之間切換。 在一些特定實(shí)施案例中，托架110可能包含啟動(dòng)的或沒有啟動(dòng)的內(nèi)臂傳感器232 ( —個(gè)開關(guān)或其它傳感器或偵測器)向控制器210提供托架是朝內(nèi)或朝外結(jié)構(gòu)的指示(信號(hào)232A)。 舉一個(gè)非限定的例子，內(nèi)臂傳感器232作為一個(gè)機(jī)械或光學(xué)開關(guān)來執(zhí)行，當(dāng)按下或啟動(dòng)開關(guān)時(shí)，通過信號(hào)232A指示控制器210托架110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)的，而當(dāng)不按或啟動(dòng)開關(guān)時(shí)，通過信號(hào)232A指示控制器210托架110是朝外結(jié)構(gòu)的。在一些實(shí)施案例中，用戶可能通過用戶界面240和或交流界面242指示控制器210托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。圖7是根據(jù)此發(fā)明的特定實(shí)施案例展示的方法300。方法300可能通過托架110 的操作系統(tǒng)200的控制器210執(zhí)行。在所展示的實(shí)施案例中，方法300從方框310開始，310 是獲取托架110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)或朝外結(jié)構(gòu)的信息指示。如前面所討論的，方框310的結(jié)構(gòu)信息可以由控制器210自動(dòng)決定(即來自適當(dāng)內(nèi)支臂軸開關(guān)，傳感器或偵測器232的指示) 或由用戶通過用戶界面240和或交流界面242輸入。然后方法300進(jìn)入到根據(jù)方框310結(jié)構(gòu)信息詢問托架是否是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)的方框312。如果方框312的詢問答案是肯定的(即托架 110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)的)，那么方法300進(jìn)入到方框316，在返回到方框310之前控制器210采用內(nèi)俯仰軸限制(altmin in,，altmax in)來執(zhí)行控制軟件M4。如果方框312的詢問答案是否定的(即托架110是朝外結(jié)構(gòu)的)，那么方法300進(jìn)入到方框314，在返回到方框310之前控制器210采用外俯仰軸限制(altmin。ut,，altmax。ut)來執(zhí)行控制軟件M4。在一些實(shí)施案例中(即托架110是go-to托架和或自動(dòng)追蹤托架)，控制器210可能利用代表光學(xué)儀器120(或俯仰支點(diǎn)118)相對(duì)于俯仰軸118A的方向的俯仰坐標(biāo)(alt)。 這種俯仰坐標(biāo)可能是內(nèi)坐標(biāo)(即控制器210使用的、不為用戶所知的)和或向用戶展示或用戶已知的。在一些實(shí)施案例中，控制器210配置為根據(jù)托架110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)從而轉(zhuǎn)換俯仰坐標(biāo)的極性。這種極性轉(zhuǎn)換涉及獲得相反的俯仰坐標(biāo)(即俯仰坐標(biāo)*_1，或是將正極性俯仰坐標(biāo)變?yōu)樨?fù)的，負(fù)極性俯仰坐標(biāo)變?yōu)檎?，還涉及使俯仰支點(diǎn)118的移動(dòng)對(duì)俯仰坐標(biāo)產(chǎn)生相反的作用(即當(dāng)托架110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，理解到俯仰支點(diǎn)118朝某一特定角向的移動(dòng)從而使俯仰坐標(biāo)增大，而當(dāng)托架110是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，理解到俯仰支點(diǎn)118朝某一特定角向的移動(dòng)從而使俯仰坐標(biāo)減小，了解到俯仰支點(diǎn)118朝相反角向移動(dòng)時(shí)，效果相反)。理解到俯仰支點(diǎn)118朝某一特定角向的移動(dòng)涉及控制器用另一種方式(即負(fù)或相反的方向)理解信號(hào)212從而對(duì)托架110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)做出反應(yīng)。圖8是根據(jù)此發(fā)明的特定實(shí)施案例展示的方法400。方法400可能通過托架110 的操作系統(tǒng)200的控制器210執(zhí)行。方法400的方框410和方框412大體上和上面描述的方法300的方框310和方框312類似。如果方框412的詢問答案是肯定的(即托架110是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí))，方法400進(jìn)入到方框416，在返回到方框410之前控制器210采用俯仰坐標(biāo)的內(nèi)極性。如果方框412的詢問答案是否定的(即托架110是朝外結(jié)構(gòu)時(shí))，方法400進(jìn)入到方框414，在返回到方框410之前控制器210采用俯仰坐標(biāo)的外極性。圖5對(duì)托架110的另一方面進(jìn)行了最好的展示，其假設(shè)內(nèi)臂軸140A位于垂直支臂 112A內(nèi)離垂直支臂112A的儀器面(即垂直支臂112A的儀器耦合裝置119和光學(xué)儀器120 相連的121面)較近而離另一面122較遠(yuǎn)的地方(即垂直支臂112A的儀器耦合裝置119 和光學(xué)儀器120相連的相反面122)。在一些實(shí)施案例中，內(nèi)臂軸140A在垂直支臂112A內(nèi)離與垂直支臂112A的儀器面121相連的儀器邊較近而離與垂直支臂112A另一面122相連的另一邊較遠(yuǎn)的地方。儀器面121和另一面122和或儀器邊和另一邊是沿著托加110的俯仰軸118A來定義的。在圖5所展示的實(shí)施案例中，內(nèi)臂軸140A和垂直支臂112A的儀器面121之間的距離是沿著俯仰軸118A測量的，表示為b，內(nèi)臂軸140A和垂直支臂112A的另一面122之間的距離是沿著俯仰軸118A測量的，表示為a。如圖5中所示，a > b。這樣，若垂直支臂112A 給定一個(gè)尺寸(這對(duì)于機(jī)構(gòu)和或與托架110相連的電子件來說是需要的)，內(nèi)臂軸140A相對(duì)于垂直支臂112A的121面和122面的不對(duì)稱(即a > b)比內(nèi)臂軸140A相對(duì)于面121 面和122面的對(duì)稱(即a = b)使光學(xué)儀器120D在114A和114B方向上的移動(dòng)(相對(duì)于垂直支臂)范圍更大。從圖5中可看出，光學(xué)儀器120D在114A方向上的移動(dòng)范圍受光學(xué)儀器120D的寬度限制。相應(yīng)的，越大的光學(xué)儀器120D在114A方向上的移動(dòng)范圍提供越大的移動(dòng)范圍來校準(zhǔn)光學(xué)儀器120D的光軸146使其相對(duì)于俯仰支點(diǎn)118的任何方向與方位軸 116A共面，也就是在托架110上，能使更大的光學(xué)儀器120D的光軸146相對(duì)于俯仰支點(diǎn)118 的任何方向與方位軸116A共面。前面描述了許多典型方面和實(shí)施案例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)出其修改、排列、增加和組合。例如有各種各樣此項(xiàng)技術(shù)中已知和將被知的支點(diǎn)和類似耦合點(diǎn)。不管他們特殊結(jié)構(gòu)如何，此發(fā)明的許多實(shí)施案例中可能包含一些適當(dāng)?shù)闹c(diǎn)和類似耦合點(diǎn)。尤其是方位支點(diǎn)116 一般都包含一個(gè)這樣的支點(diǎn)或適當(dāng)?shù)鸟詈宵c(diǎn)使托架110相對(duì)于水平面114可繞方位軸116A 轉(zhuǎn)動(dòng)，俯仰支點(diǎn)118 —般都包含一個(gè)這樣的支點(diǎn)或適當(dāng)?shù)鸟詈宵c(diǎn)使光學(xué)儀器120相對(duì)于垂直支臂112A可繞俯仰軸118A轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)臂支點(diǎn)140 —般都包含一個(gè)這樣的支點(diǎn)或適當(dāng)?shù)鸟詈宵c(diǎn)使垂直支臂112A相對(duì)于水平支臂112B可繞內(nèi)臂軸140A轉(zhuǎn)動(dòng)。這里的支點(diǎn)是指為元件之間提供中樞耦合。使用“之間”一詞是為了理解為在運(yùn)行過種中(如指兩個(gè)支軸元件的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng))，支點(diǎn)不應(yīng)被狹義地理解為兩個(gè)支軸元件間的點(diǎn)。如，某支點(diǎn)的部分可能延伸到一個(gè)或兩個(gè)支軸元件里或穿過一個(gè)或兩個(gè)支軸元件。前面描述了許多典型方面和實(shí)施案例，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)出其修改、排列、 增加和組合。因此后面附加權(quán)利要求及以下介紹的權(quán)利要求包括其精神和范圍內(nèi)所有修改、排列、增加和組合。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于，它包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)；其中垂直支臂中的內(nèi)臂軸所處位置與垂直支臂的和儀器耦合裝置相連的儀器面之間的距離b比其與垂直支臂另一面的距離a小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述距離b和距離a是延俯仰軸的距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述內(nèi)臂支點(diǎn)使托架能夠調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造或朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述內(nèi)臂支點(diǎn)使托架能夠調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造或朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心與方位軸相離一段內(nèi)距離 (延俯仰軸測量)，而朝外構(gòu)造時(shí)，光學(xué)儀器的中心與方位軸相離一段外距離，外距離比內(nèi)距離要遠(yuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的go-to托架，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制 (altmin_in,, altmax_in | altmin_in, > 0, altmax_in > 0)禾口夕卜俯仰軸限制(altmin_ out,, altmax_out | altmin_out, > 0，altmax_out > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in,彡alt彡altfflax in， 外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范S ~altmin_out ^ alt ^ altmax out，其中 altmin—out〉altmax—in altmas out〉altmax—in。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述托架包含用于提供托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的指示的內(nèi)臂軸傳感器，而控制器配置根據(jù)內(nèi)臂軸傳感器的指示自動(dòng)決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述控制器配置為根據(jù)用戶輸入決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的自動(dòng)追蹤托架，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制 (altmin—in,,altmax in|altmin in,> 0，altmax—in> 0)和外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax—。ut | altmin— 。ut，> 0，altmax。ut > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin>,彡alt ^ altfflax in，外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍_altmin。ut ^ alt ^ altfflax ■，其中 altmin—out〉al^max_in 且 a^max out〉altmax」n。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的go-to托架，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin in,, altmax in I altmin in,> 0，altmax in > 0)，此限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in,彡alt彡altfflax in，及當(dāng)托架當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)允許俯仰支點(diǎn)可控移動(dòng)到一俯仰角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述托架包含用于提供托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的指示的內(nèi)臂軸傳感器，且控制器配置根據(jù)內(nèi)臂軸傳感器的指示自動(dòng)決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述控制器配置為根據(jù)用戶通過用戶界面或交流界面輸入決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述托架是包含用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器的go-to托架，其中控制器配置為保持一個(gè)代表俯仰支點(diǎn)相對(duì)于俯仰軸的角向的俯仰坐標(biāo)alt，控制器配置為當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，用一個(gè)極性保持俯仰坐標(biāo)，而當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，用相反的極性保持俯仰坐標(biāo)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述控制器配置為用相反極性保持俯仰坐標(biāo)的方法包括使俯仰坐標(biāo)變?yōu)樨?fù)極坐標(biāo)并且使俯仰支點(diǎn)朝一特定角向移動(dòng)從而對(duì)俯仰坐標(biāo)(alt)產(chǎn)生與當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)相反的作用。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于所述控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin—in,，altmax—in|altmin in, > 0，altmax in > 0)和外俯仰軸限制(altmin— out,' Bltmax out I altfflin out> 0，Bltmax out > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altminin,彡alt彡altfflax in，外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍_altminout ^ alt ^ aItniax out，其中 altmin—out〉al^max_in 且 a^max out〉altmax」n。
15.一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)；當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)俯仰支點(diǎn)移動(dòng)建立一個(gè)內(nèi)俯仰軸限制(altminin,，altmax in|altmin in，> 0，altfflax_in > 0)，這樣當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰角(alt)被限定為_altmin in, (alt ( aItmax ；當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)對(duì)俯仰支點(diǎn)移動(dòng)建立一個(gè)外俯仰軸限制(altmin—。ut,，altmax— OUtIaltfflin out > 0，altmax。ut > 0)，這樣當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰角(alt)被限定為_altminout ^ alt ^ aItmax out‘；然后決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)從而在內(nèi)俯仰軸限制與外俯仰軸限制之間轉(zhuǎn)換。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法中， 決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的方法包括由使用都輸入托架是朝內(nèi)還是朝外結(jié)構(gòu)的指示來決定。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法中， 決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)的方法是自動(dòng)決定的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法中， 自動(dòng)決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)包括偵測內(nèi)臂軸傳感器發(fā)出的信號(hào)。
19.一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架，其特征在于，它包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)。且GO-TO托架包含一個(gè)用來控制俯仰支點(diǎn)和方位支點(diǎn)的控制器，其中控制器配置為利用內(nèi)俯仰軸限制(altmin—im，altmax inI altmin in, > 0, altmax in > 0)和外俯仰軸限制 (altmin—。ut,，altmax—。ut|altmin—。ut，> 0，altmax—。ut > 0)，內(nèi)俯仰軸限制是當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范圍(alt)-altmin in,彡alt彡altfflax in， 外俯仰角限制是當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)俯仰支點(diǎn)的可控移動(dòng)角范圍被限定在一個(gè)俯仰角范S ~altmin_out ^ alt ^ altmax out，其中 altmin—out〉altmax—in altmas out〉altmax—in。
20.一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法為假設(shè)支撐和控制光學(xué)儀器的經(jīng)緯儀托架包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，其中，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，其中，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；和一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)，其中， 內(nèi)臂支點(diǎn)使托架可以調(diào)節(jié)為朝內(nèi)構(gòu)造和朝外構(gòu)造，朝內(nèi)構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸在垂直支臂和內(nèi)臂軸的同一側(cè)，朝外構(gòu)造時(shí)光學(xué)儀器和方位軸分別在垂直支臂和內(nèi)臂軸的兩側(cè)，當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)，用一個(gè)極性保持代表俯仰支點(diǎn)相對(duì)于俯仰軸的角向的俯仰坐標(biāo)，而當(dāng)托架是朝外結(jié)構(gòu)時(shí)，用相反的極性保持俯仰坐標(biāo)，并且決定托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)還是朝外結(jié)構(gòu)從而調(diào)整俯仰坐標(biāo)alt。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架的控制方法，其特征在于，該方法中， 用相反極性保持俯仰坐標(biāo)的方法包括使俯仰坐標(biāo)變?yōu)樨?fù)極坐標(biāo)并且使俯仰支點(diǎn)朝一特定角向移動(dòng)從而對(duì)俯仰坐標(biāo)alt產(chǎn)生與當(dāng)托架是朝內(nèi)結(jié)構(gòu)時(shí)相反的作用。
全文摘要
一種光學(xué)儀器經(jīng)緯儀托架及其控制方法。該托架包括一個(gè)通過方位支點(diǎn)與一水平面相連的水平延展支臂，方位支點(diǎn)使水平延展支臂能相對(duì)于水平面圍繞垂直方位軸旋轉(zhuǎn)；一個(gè)通過內(nèi)臂支點(diǎn)與水平延展支臂相連的垂直延展支臂，內(nèi)臂支點(diǎn)使垂直延展支臂能相對(duì)于水平延展支臂圍繞水平內(nèi)臂軸旋轉(zhuǎn)；以及一個(gè)使托架與光學(xué)儀器相連的儀器耦合裝置，此裝置包括一個(gè)使光學(xué)儀器能相對(duì)于垂直延展支臂圍繞水平俯仰軸旋轉(zhuǎn)的俯仰支點(diǎn)。該方法是通過內(nèi)臂支點(diǎn)調(diào)節(jié)托架為朝內(nèi)或朝外構(gòu)造，從而調(diào)整光學(xué)儀器和方位軸的位置，使光學(xué)儀器繞俯仰軸旋轉(zhuǎn)過程中，其光軸與托架的方位軸共面和/或使光學(xué)儀器相對(duì)托架的位置調(diào)節(jié)范圍最大化。
文檔編號(hào)G01C1/02GK102168967SQ20111006567
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者沈達(dá)忠 申請(qǐng)人:蘇州信達(dá)光電科技有限公司