一種用于多目標望遠鏡光纖觀測單元的電零位定位裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對多目標望遠鏡光纖觀測單元的電零位定位裝置。
【背景技術】
[0002]多目標望遠鏡(簡稱LAM0ST)是一種用于同時觀測多個星相的望遠鏡，針對每個星相有一個光纖觀測單元。以往各個星相(即各個光纖觀測單元)的定位采用人工插接的方式。98246662.5號專利提出了一種具有雙回轉機構的光纖觀測單元，可進行觀測目標的自動轉換。但由于沒有零位定位裝置，累計誤差無法消除。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于多目標望遠鏡光纖觀測單元的電零位定位裝置，它可以消除累計誤差且定位精度較高。
[0004]在光纖觀測單元的雙回轉機構中，回轉臂上設置動觸點，動觸點的回轉圓周上設置靜觸點，其中動觸點與控制器中的低電平端相連，靜觸點與控制器中的數(shù)據(jù)端相連；同時通過限流電阻與控制器中的高電平端相連，控制器的驅動輸出端與回轉臂驅動電機的輸入端相連。
[0005]在上述方案中，控制器中所采用的計算機控制程序的具體步驟如下:①讀入電機所需運行的脈沖數(shù)和運轉方向；②判斷運轉方向是否為回零位方向，是則繼續(xù)，否則返回主程序；③發(fā)出一個控制脈沖；④判斷是否到達零位；⑤否則返回步驟③，是則停發(fā)控制脈沖、返回主程序。
[0006]由于光纖觀測單元采用的是雙回轉機構(如圖1所示)，為提高光纖觀測單元的運動精度和可靠性，應設計一個絕對零位作為單元運動的基準起點使每次定位動作可以從零位出發(fā)，以減小累積誤差、簡化控制方案、還可在單元運轉異常時作為復位基準。由于每個光纖觀測單元的整體尺寸較小(徑向尺寸26mm)、而整個LAMOST中要安裝4000個以上的光纖觀測單元，這就要求零位定位部件的結構簡單、尺寸小，并且定位可靠，重復精度高。
[0007]本發(fā)明所提出的電零位定位裝置是在已有的光纖觀測單元的雙回轉機構中增設電控部件，即動、靜觸點及相應的控制器等。其中定位部件結構如圖2-4所示。動觸點分別與每個光纖觀測單元中的中心回轉臂及偏心回轉臂相連、最好設置在回轉臂的端點處；靜觸點設置在動觸點的回轉圓周上，可以專門設置相應的擋塊，也可以利用每個光纖觀測單元中的中心回轉臂及偏心回轉臂周圍的相對靜止部件(如:擋圈、軸套)，其中中心回轉臂的靜觸點可以設置在圓周上的任何位置，而偏心回轉臂的靜觸點應該設置在合適的位置、使偏心回轉臂的零位處于整個雙回轉機構的中心；動、靜觸點與其相連部件之間通過絕緣層隔離，以避免觸點短路。動觸點和靜觸點可分別選用球面和平面的形狀，使工作時動、靜觸點之間的接觸力很小，不易磨損，而且接觸性能良好。
[0008]電零位定位裝置的電路部分，如圖5所示。動觸點Ml與控制器12的低電平端(如接地端GND)相連接。靜觸點SI與控制器的數(shù)據(jù)端接口 DO相連(這個接口既可以是電機運動控制卡的數(shù)字I/O接口，也可以是計算機的通訊接口等)，同時通過限流電阻R與控制器的高電平端(如電源端VCC)相連接，控制器的驅動輸出端與回轉臂驅動電機11的輸入端相連。動觸點Ml與靜觸點SI未接觸時SI處于高電平，而動觸點與靜觸點一旦接觸SI就處于低電平，亦即控制器數(shù)據(jù)端接口就會同時變?yōu)榈碗娖?。根?jù)數(shù)據(jù)端信號的變化，控制器即作出相應的判斷，控制驅動電機的運行或停止。
[0009]控制器可以采用現(xiàn)有的電機運動控制卡，也可以直接采用計算機(如PC機)。當采用控制卡時，其控制模式是固化在內部的，只要選用合適的型號即可(控制卡的輸出信號為脈沖信號)；當采用計算機時，可編制相應的控制程序進行控制，使其輸出相應的脈沖信號。
[0010]計算機控制程序的具體步驟如下:①讀入電機所需運行的脈沖數(shù)和運轉方向判斷運轉方向是否為回零位方向，是則繼續(xù)，否則返回主程序；③發(fā)出一個控制脈沖；④判斷是否到達零位；⑤否則返回步驟③，是則停發(fā)控制脈沖(使電機停轉)、返回主程序。
[0011]電零位定位裝置的工作過程如下:有兩個步進電機分別驅動中心回轉臂I和偏心回轉臂2的轉動，控制器12發(fā)出控制脈沖使步進電機11工作。工作時首先將光纖頭3的終點坐標轉換成脈沖數(shù)和運轉方向，當運轉方向與回零方向一致時，回零控制程序開始工作?？刂破?2每次發(fā)出一個控制脈沖后，控制程序實時讀取控制器12接口的電平信號D0，一旦出現(xiàn)低電平，說明動觸點和靜觸點相接觸，回轉臂I或2到達零位，控制器12立即終止發(fā)相應步進電機11的驅動脈沖，步進電機即會停止轉動，等待進入下一個運行周期。
[0012]綜上所述，本發(fā)明所提出的電零位定位裝置應用在LAMOST光纖定位單元中，中心回轉臂和偏心回轉臂上都安裝了這種零定位裝置，每次觀測完畢光纖頭都回零位，再進行下一次定位，這樣消除了累計誤差。由于這種定位裝置的尺寸非常小，因此不會對光纖定位單元的運動產(chǎn)生影響。這種零定位裝置不僅可以消除光纖觀測單元在連續(xù)觀測過程中所產(chǎn)生的累計誤差，而且其定位精度較高(實驗表明，它的定位精度約3 μ m)，足以滿足光纖檢測單元的定位要求(< 40μπι)。同時，它還具有結構簡單，不會產(chǎn)生機械死鎖的特點；由于觸點所受的接觸應力很小，還大大延長了它的精度壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1為光纖觀測單元雙回轉機構的原理圖；
[0014]圖2為電零位定位裝置中定位部件的機械結構圖；
[0015]圖3為附圖2的B向視圖；
[0016]圖4為附圖2的A向視圖；
[0017]圖5為電零位定位裝置的電路原理圖；
[0018]圖6為電零位定位裝置的控制程序框圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1至圖6所示:一下結合附圖及實施例對本發(fā)明的結構進行具體說明。其中偏心回轉的靜觸點7設置在觀測單元頭部的軸向擋塊8上，軸向擋塊固定在偏心套筒9上，偏心回轉的動觸點6設置在偏心回轉臂2上光纖頭3的內側；中心回轉的靜觸點5設置在觀測單元中部的中心零位擋圈10上，動觸點4安裝在中心回轉臂I上，與靜觸點5在同一截面。控制器12采用8051單片機系統(tǒng)，步進電機11采用瑞士 ASPAR12-250電機，限流電阻R取值為1Κ。
【主權項】
1.一種用于多目標望遠鏡光纖觀測單元的電零位定位裝置，其特征在于:在光纖觀測單元的雙回轉機構中，回轉臂(I和2)上設置動觸點(4和6)，動觸點的回轉圓周上設置靜觸點(5和7)，其中動觸點與控制器(12)中的低電平端相連，靜觸點與控制器中的數(shù)據(jù)端相連，同時通過限流電阻與控制器中的高電平端相連，控制器的驅動輸出端與回轉臂驅動電機(11)的輸入端相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于多目標望遠鏡光纖觀測單元的電零位定位裝置，其特征在于:控制器中所采用的計算機控制程序的具體步驟如下:①讀入電機所需運行的脈沖數(shù)和運轉方向；②判斷運轉方向是否為回零位方向，是則繼續(xù)，否則返回主程序；③發(fā)出一個控制脈沖；④判斷是否到達零位；⑤否則返回步驟③，是則停發(fā)控制脈沖、返回主程序。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于多目標望遠鏡光纖觀測單元的電零位定位裝置，它是在已有的光纖觀測單元的雙回轉機構中增設電控部件，即動、靜觸點及相應的控制器等。其中回轉臂上設置動觸點，動觸點的回轉圓周上設置靜觸點，動觸點、靜觸點分別與控制器中的低電平端、高電平端相連，控制器的驅動輸出端與回轉臂驅動電機的輸入端相連，通過控制器的脈沖信號控制驅動電機的動作。本發(fā)明可以消除光纖觀測單元在連續(xù)觀測過程中所產(chǎn)生的累積誤差，而且其定位精度較高。同時它還具有結構簡單、尺寸非常小的特點，因此不會產(chǎn)生機械死鎖、也不會對光纖觀測單元的運動產(chǎn)生影響。
【IPC分類】G05D3-00
【公開號】CN104656671
【申請?zhí)枴緾N201310598289
【發(fā)明人】鞠洪建
【申請人】大連惟康科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日