本發(fā)明涉及大型望遠(yuǎn)鏡的光機(jī)結(jié)構(gòu)集成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置及方法。

背景技術(shù)：

大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)不但主鏡面形精度高、價(jià)格昂貴、抗振動(dòng)和沖擊能力差，而且要求安裝位置需要精確，因此主鏡室系統(tǒng)4的安裝和定位歷來是大型望遠(yuǎn)鏡安裝集成的重要技術(shù)之一。

當(dāng)望遠(yuǎn)鏡口徑較小時(shí)，一般都是先將四通7安裝在主鏡室系統(tǒng)4上，然后整個(gè)安裝在望遠(yuǎn)鏡上。這種方式對(duì)大口徑望遠(yuǎn)鏡來說，其主鏡室系統(tǒng)4的重量連同四通7整個(gè)俯仰軸系的重量可能達(dá)到幾噸甚至十幾噸，不但操作復(fù)雜，危險(xiǎn)性高，導(dǎo)致其可操作性和安全性都比較差，而且當(dāng)需要調(diào)整整個(gè)俯仰軸系的軸系精度時(shí)，操作難度更大。而國(guó)外大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)的安裝集成一般采用專用安裝工裝，這種專用安裝工裝具有三維平移和一維旋轉(zhuǎn)功能，安裝時(shí)先將主鏡室系統(tǒng)4放置在平臺(tái)3上，然后通過絲杠將平臺(tái)3連同主鏡室系統(tǒng)4推至四通7下方，然后由液壓系統(tǒng)將整個(gè)平臺(tái)3連同主鏡室系統(tǒng)4升起至四通7的安裝面，此時(shí)如果安裝定位接口不能很到的配合，則需要橫向平移或者旋轉(zhuǎn)平臺(tái)3和主鏡室系統(tǒng)4，直至安裝定位接口完全配合，則旋緊連接螺釘完成主鏡室系統(tǒng)4的安裝定位。這種安裝方式存在以下問題：安裝工裝功能多、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本高，同時(shí)安裝定位時(shí)的準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)安裝定位接口的配合不到位會(huì)導(dǎo)致主鏡室系統(tǒng)4與四通7的相對(duì)位置無法唯一確定，導(dǎo)致定位精準(zhǔn)度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有專用安裝工裝存在的功能多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、定位精準(zhǔn)度低的問題，本發(fā)明提供一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置及方法。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置，包括轉(zhuǎn)臺(tái)和固定在望遠(yuǎn)鏡下端的四通，所述四通下表面左右兩側(cè)分別安裝有平面定位塊和V形定位塊；該裝置還包括：

放置在轉(zhuǎn)臺(tái)一側(cè)的支撐桁架；

固定在支撐桁架上且相互平行的兩個(gè)L形導(dǎo)軌，這兩個(gè)L形導(dǎo)軌的另一端搭接在轉(zhuǎn)臺(tái)上；

通過多個(gè)滾輪與兩個(gè)L形導(dǎo)軌滑動(dòng)連接的平臺(tái)，主鏡室系統(tǒng)放置在平臺(tái)上表面；

分別安裝在主鏡室上表面左右兩側(cè)的兩個(gè)定位球頭桿，用于與平面定位塊和V形定位塊配合來定位主鏡室系統(tǒng)與四通之間的相對(duì)位置；

分別連接在四通和平臺(tái)上的四個(gè)手拉葫蘆。

進(jìn)一步的，還包括安裝在支撐桁架下端的四個(gè)萬向輪和六個(gè)調(diào)平地腳，所述支撐桁架通過萬向輪實(shí)現(xiàn)任意位置的移動(dòng)，通過調(diào)平地腳實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整。

進(jìn)一步的，四個(gè)手拉葫蘆分別為兩個(gè)手拉葫蘆一和兩個(gè)手拉葫蘆二，將兩個(gè)手拉葫蘆一的一端分別掛在四通的右端兩個(gè)角處，將兩個(gè)手拉葫蘆二的一端分別掛在四通的左端兩個(gè)角處；同時(shí)，將兩個(gè)手拉葫蘆一的另一端分別掛在平臺(tái)的兩個(gè)吊環(huán)螺釘上，將兩個(gè)手拉葫蘆二的另一端分別掛在平臺(tái)的另外兩個(gè)吊環(huán)螺釘上。

本發(fā)明還提供了一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位方法，采用上述的安裝定位裝置實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟：

步驟一、在主鏡室上表面左右兩側(cè)分別安裝定位球頭桿一和定位球頭桿二；

步驟二、在四通下表面左右兩側(cè)分別安裝平面定位塊和V形定位塊，同時(shí)，將四通固定在望遠(yuǎn)鏡下端；

步驟三、將轉(zhuǎn)臺(tái)放置在支撐桁架右側(cè)，同時(shí)將兩個(gè)L形導(dǎo)軌安裝在支撐桁架上，并保證L形導(dǎo)軌高于轉(zhuǎn)臺(tái)上表面；

步驟四、利用支撐桁架的四個(gè)萬向輪推動(dòng)支撐桁架至四通正下方，升起四個(gè)萬向輪，利用六個(gè)調(diào)平地腳調(diào)整支撐桁架的高度使兩個(gè)L形導(dǎo)軌水平，并且使兩個(gè)L形導(dǎo)軌與轉(zhuǎn)臺(tái)搭接固定在一起；

步驟五、在平臺(tái)下端安裝上多個(gè)滾輪，將平臺(tái)放置在兩個(gè)L形導(dǎo)軌上，平臺(tái)即通過滾輪在兩個(gè)L形導(dǎo)軌上滑動(dòng)，操作平臺(tái)空載運(yùn)行數(shù)次，檢查兩個(gè)L形導(dǎo)軌的平行性，最終使兩個(gè)L形導(dǎo)軌相互平行；

步驟六、將主鏡室系統(tǒng)放置在平臺(tái)上，拉動(dòng)平臺(tái)帶動(dòng)主鏡室系統(tǒng)至四通正下方；

步驟七、將兩個(gè)手拉葫蘆一一端分別掛在四通的右端兩個(gè)角處，將兩個(gè)手拉葫蘆二一端分別掛在四通的左端兩個(gè)角處；同時(shí)，將兩個(gè)手拉葫蘆一的另一端分別掛在平臺(tái)的兩個(gè)吊環(huán)螺釘上，將兩個(gè)手拉葫蘆二的另一端分別掛在平臺(tái)的另外兩個(gè)吊環(huán)螺釘上；

步驟八、同時(shí)拉起兩個(gè)手拉葫蘆一和兩個(gè)手拉葫蘆二，平臺(tái)升起直至主鏡室上表面與四通下表面接觸，此時(shí)主鏡室上的定位球頭桿一、定位球頭桿二分別與四通上的平面定位塊和V形定位塊完全接觸，表明主鏡室系統(tǒng)與四通之間的相對(duì)位置定位完成，旋緊四通與主鏡室之間的連接螺釘，完成主鏡室系統(tǒng)的安裝。

進(jìn)一步的，當(dāng)主鏡室上的定位球頭桿一、定位球頭桿二與四通上的平面定位塊和V形定位塊未接觸時(shí)，通過調(diào)整平臺(tái)的五個(gè)自由度，使主鏡室上的定位球頭桿一、定位球頭桿二與四通上的平面定位塊和V形定位塊完全接觸。

進(jìn)一步的，所述定位球頭桿一與平面定位塊的位置度小于0.02mm。

進(jìn)一步的，所述定位球頭桿二與V形定位塊的位置度小于0.02mm。

進(jìn)一步的，所述定位球頭桿一與平面定位塊的面輪廓度小于0.005mm。

進(jìn)一步的，所述定位球頭桿二與V形定位塊的面輪廓度小于0.005mm。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在安裝定位時(shí)，先在轉(zhuǎn)臺(tái)鋪設(shè)兩段L形導(dǎo)軌，L形導(dǎo)軌上放置一個(gè)可以移動(dòng)的平臺(tái)，主鏡室系統(tǒng)直接通過吊車放置在平臺(tái)上，然后推至四通的正下方，此時(shí)利用四通的四個(gè)角處連接的四個(gè)手拉葫蘆，將平臺(tái)連同主鏡室系統(tǒng)拉起，當(dāng)拉至主鏡室和四通上事先設(shè)計(jì)好的定位組件完全接觸后，說明此時(shí)主鏡室系統(tǒng)位置正確，旋緊相應(yīng)的連接螺釘即可完成主鏡室系統(tǒng)的安裝和定位。

本發(fā)明的安裝定位裝置簡(jiǎn)化了現(xiàn)有專用安裝工裝的功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、成本低、定位精準(zhǔn)度高。

本發(fā)明的安裝定位方法簡(jiǎn)化了現(xiàn)有安裝步驟，操作簡(jiǎn)便快捷、安全系數(shù)高、可快速完成安裝、耗時(shí)短、效果好、定位精準(zhǔn)度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(主鏡室系統(tǒng)處于初始位置)。

圖2為本發(fā)明的一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖(主鏡室系統(tǒng)處于安裝定位完成后的位置)。

圖3為四通的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為主鏡室系統(tǒng)與四通連接固定示意圖。

圖中：1、支撐桁架，1-1、萬向輪，1-2、調(diào)平地腳，2、滾輪，3、平臺(tái)，4、主鏡室系統(tǒng)，41、主鏡室，5、L形導(dǎo)軌，6、轉(zhuǎn)臺(tái)，7、四通，8、手拉葫蘆一，9、手拉葫蘆二，10、平面定位塊，11、V形定位塊，12，定位球頭桿一、13、定位球頭桿二，14、望遠(yuǎn)鏡。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置，主要包括：支撐桁架1、多個(gè)滾輪2、平臺(tái)3、兩個(gè)L形導(dǎo)軌5、轉(zhuǎn)臺(tái)6、四通7、兩個(gè)手拉葫蘆一8、兩個(gè)手拉葫蘆二9、平面定位塊10、V形定位塊11、定位球頭桿一12、定位球頭桿二13。

如圖1所示，四通7固定在望遠(yuǎn)鏡14下端。如圖3所示，在四通7的下表面(與主鏡室41的配合面)左右兩側(cè)分別安裝一個(gè)平面定位塊10和一個(gè)V形定位塊11，用于定位主鏡室系統(tǒng)4相對(duì)于四通7的位置。

支撐桁架1下端安裝有四個(gè)萬向輪1-1和六個(gè)調(diào)平地腳1-2，支撐桁架1通過四個(gè)萬向輪1-1實(shí)現(xiàn)任意位置的移動(dòng)，通過六個(gè)調(diào)平地腳1-2實(shí)現(xiàn)高低調(diào)整功能。

轉(zhuǎn)臺(tái)6放置在支撐桁架1右側(cè)，兩個(gè)L形導(dǎo)軌5相互平行，它們搭接在一起形成矩形導(dǎo)軌，兩個(gè)L形導(dǎo)軌5的一端固定在支撐桁架1上表面，另一端伸出支撐桁架1上表面，并且這兩個(gè)L形導(dǎo)軌5伸出支撐桁架1上表面的一端高于轉(zhuǎn)臺(tái)6上表面。安裝定位時(shí)，這兩個(gè)L形導(dǎo)軌5伸出支撐桁架1上表面的一端完全搭接在轉(zhuǎn)臺(tái)6上。

平臺(tái)3上安裝有四個(gè)吊環(huán)螺釘，用于掛手拉葫蘆。平臺(tái)3下端安裝有多個(gè)滾輪2，平臺(tái)3通過多個(gè)滾輪2與兩個(gè)L形導(dǎo)軌5實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接，通過多個(gè)滾輪2與個(gè)L形導(dǎo)軌5的共同作用可以防止臺(tái)3滑落。

如圖4所示，在主鏡室系統(tǒng)4的主鏡室41上表面左右兩側(cè)分別安裝有一個(gè)定位球頭桿一12和一個(gè)定位球頭桿二13，用于與四通7上的平面定位塊10、V形定位塊11配合來定位主鏡室系統(tǒng)4相對(duì)于四通7的位置。

如圖2所示，將兩個(gè)手拉葫蘆一8的一端分別掛在四通7的右端兩個(gè)角處，將兩個(gè)手拉葫蘆二9的一端分別掛在四通7的左端兩個(gè)角處；安裝定位時(shí)，將兩個(gè)手拉葫蘆一8的另一端分別掛在平臺(tái)3的兩個(gè)吊環(huán)螺釘上，將兩個(gè)手拉葫蘆二9的另一端分別掛在平臺(tái)3的另外兩個(gè)吊環(huán)螺釘上。

安裝定位時(shí)，將主鏡室系統(tǒng)4放置在平臺(tái)3上表面，通過多個(gè)滾輪2拉動(dòng)平臺(tái)3以及其上的主鏡室系統(tǒng)4至四通7的正下方，采用兩個(gè)手拉葫蘆一8和兩個(gè)手拉葫蘆二9分別連接在四通7和平臺(tái)3上，同時(shí)拉起這四個(gè)手拉葫蘆，可以使平臺(tái)3以及平臺(tái)3上的主鏡室系統(tǒng)4懸吊在空中，通過調(diào)整平臺(tái)3使主鏡室41上的定位球頭桿一12、定位球頭桿二13分別與四通7上的平面定位塊10和V形定位塊11(定位球頭桿一12與平面定位塊10完全接觸，定位球頭桿二13與V形定位塊11完全接觸)完全接觸，表明主鏡室系統(tǒng)4相對(duì)于四通7的位置已經(jīng)確定，這一方法可以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)3五個(gè)自由度的調(diào)整。

本發(fā)明的一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位方法，主要是采用上述的一種大型望遠(yuǎn)鏡主鏡室系統(tǒng)安裝定位裝置實(shí)現(xiàn)的，其具體過程如下：

步驟一、基于Kinematic定位原理，需要提前在主鏡室41和四通7上設(shè)計(jì)相應(yīng)的定位接口。具體的是：在主鏡室41的上表面左右兩側(cè)分別安裝有一個(gè)定位球頭桿一12和一個(gè)定位球頭桿二13，如圖4所示。

步驟二、在四通7的下表面(與主鏡室41的配合面)左右兩側(cè)分別安裝一個(gè)平面定位塊10和一個(gè)V形定位塊11，如圖3所示。同時(shí)，將四通7固定在望遠(yuǎn)鏡14下端。

步驟三、將轉(zhuǎn)臺(tái)6放置在支撐桁架1右側(cè)，同時(shí)將兩個(gè)L形導(dǎo)軌5安裝在支撐桁架1上，并保證L形導(dǎo)軌5高于轉(zhuǎn)臺(tái)6上表面。

步驟四、利用支撐桁架1的四個(gè)萬向輪1-1推動(dòng)支撐桁架1至四通7下方正確位置，然后升起四個(gè)萬向輪1-1，利用六個(gè)調(diào)平地腳1-2調(diào)整支撐桁架1的高度使兩個(gè)L形導(dǎo)軌5水平，并且支撐桁架1上的兩個(gè)L形導(dǎo)軌5與轉(zhuǎn)臺(tái)6完全搭接，然后通過螺釘將L形導(dǎo)軌5與轉(zhuǎn)臺(tái)6完全連接在一起。

步驟五、在平臺(tái)3下端安裝上多個(gè)滾輪2，然后將平臺(tái)3放置在兩個(gè)L形導(dǎo)軌5上，平臺(tái)3即通過滾輪2在兩個(gè)L形導(dǎo)軌5上滑動(dòng)，通過多個(gè)滾輪2與個(gè)L形導(dǎo)軌5的共同作用可以防止臺(tái)3滑落。操作平臺(tái)3空載運(yùn)行數(shù)次，檢查兩個(gè)L形導(dǎo)軌5的平行性，最終使兩個(gè)L形導(dǎo)軌5相互平行。

步驟六、如圖1所示，當(dāng)平臺(tái)3處于初始位置(轉(zhuǎn)臺(tái)6和四通7的左側(cè)，即不是四通7的正下方)時(shí)，將主鏡室系統(tǒng)4放置在平臺(tái)3上，由于平臺(tái)3與兩個(gè)L形導(dǎo)軌5之間通過滾輪2進(jìn)行滑動(dòng)連接，摩擦力比較小，通過滾輪2拉動(dòng)平臺(tái)3以及其上的主鏡室系統(tǒng)4至四通7的正下方，如圖2所示。

步驟七、將兩個(gè)手拉葫蘆一8的一端分別掛在四通7的右端兩個(gè)角處，將兩個(gè)手拉葫蘆二9的一端分別掛在四通7的左端兩個(gè)角處；同時(shí)，將兩個(gè)手拉葫蘆一8的另一端分別掛在平臺(tái)3的兩個(gè)吊環(huán)螺釘上，將兩個(gè)手拉葫蘆二9的另一端分別掛在平臺(tái)3的另外兩個(gè)吊環(huán)螺釘上。

步驟八、同時(shí)拉起兩個(gè)手拉葫蘆一8和兩個(gè)手拉葫蘆二9，平臺(tái)3緩慢升起直至主鏡室41上表面與四通7的配合面接觸，此時(shí)主鏡室41上的定位球頭桿一12、定位球頭桿二13分別與四通7上的平面定位塊10和V形定位塊11(定位球頭桿一12與平面定位塊10完全接觸，定位球頭桿二13與V形定位塊11完全接觸)完全接觸，如圖4所示，表明主鏡室系統(tǒng)4相對(duì)于四通7的位置已經(jīng)確定，如果主鏡室41上的定位球頭桿一12、定位球頭桿二13與四通7上的平面定位塊10和V形定位塊11不能完全接觸，因?yàn)槠脚_(tái)3是懸吊在空中的，因此其五個(gè)自由度都是可以調(diào)整的，旋轉(zhuǎn)或者傾斜平臺(tái)3，使主鏡室41上的定位球頭桿一12、定位球頭桿二13與四通7上的平面定位塊10和V形定位塊11完全接觸，表明主鏡室系統(tǒng)4的位置定位完成，旋緊四通7與主鏡室41之間的連接螺釘，完成主鏡室系統(tǒng)4的安裝。

本發(fā)明基于Kinematic定位原理，利用定位球頭桿一12、定位球頭桿二13和平面定位塊10、V形定位塊11定位，可以使主鏡室系統(tǒng)4與四通7的相對(duì)位置具有唯一性和可重復(fù)性，提高定位的精準(zhǔn)性。

本實(shí)施方式中，定位球頭桿一12與平面定位塊10的位置度一般優(yōu)于0.02mm，同時(shí)定位球頭桿二13與V形定位塊11的位置度一般也優(yōu)于0.02mm，其數(shù)值主要依賴于主鏡室41中主鏡的定位誤差要求。

本實(shí)施方式中，定位球頭桿一12與平面定位塊10的面輪廓度一般優(yōu)于0.005mm，同時(shí)定位球頭桿二13與V形定位塊11的面輪廓度一般也優(yōu)于0.005mm，其數(shù)值主要依賴于主鏡室41中主鏡的定位誤差要求。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。