КУПОЛ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
DOME OF OPTICAL SYSTEM

Изобретение относится к оборудованию для покрытия телескопов и оптических систем, работающих на открытом воздухе, с обеспечением обзора по горизонту при любом положении закрепляемых телескопов и устройств.
Известно устройство, предназначенное для защиты оптических систем, состоящее из сферической оболочки с устройствами, обеспечивающими наблюдение путем образования смотровой щели (а.с. СССР N 504862, МПК Е04В 7/16, 1976 г.).
Недостатком устройства является сложность конструктивного решения поворотных элементов.
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 (а.с. СССР N 431287, МПК Е04В 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 элементами 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. 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 трех приводов, и необходимость сооружения специального основания для вращающегося купола.
Известно устройство для покрытия преимущественно оптических систем по а.с. СССР № 602663, МПК Е04В 7/16, 1978 г.
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. 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.
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.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением является устройство для покрытия преимущественно оптических систем по патенту РФ № 2137890, Е06В 7/16, 1998 г., которое и принято в качестве прототипа.
Известное устройство решает задачу - создание складываемого устройства, обеспечивающего возможность полного обзора по горизонту при любом положении закрываемых телескопов и устройств за счет того, что устройство для покрытия содержит 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. Привод установлен на фундаменте основания, 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 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. Такое выполнение позволяет создать незатеняющее оптическую систему устройство для покрытия, которое компактно складывается и, следовательно, не занимает много площади. 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 каждого с соответствующей направляющей нижней части секции.
Недостатком данного устройства является сложность конструктивного решения по перемещению створок при раскрытии-закрытии кожуха и отсутствие защитных механизмов телескопов и оптических систем от атмосферных явлений при одновременном раскрытии створок.
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции купола оптической системы с одновременным обеспечением полного обзора по горизонту, а также автономного управления открытием-закрытием створок купола для частичного затенения телескопа при изменении состояния окружающей атмосферы для получения качественного (резкого) изображения объекта наблюдения.
Поставленная задача решается благодаря тому, что купол оптической системы содержит двухстворчатый разъемный кожух, выполненный из нескольких секций, соединенных между собой с возможностью вертикального перемещения относительно друг друга и компактного складывания в раскрытом положении на опорном основании, а также устройство раскрытия-закрытия створок кожуха, привод и башню. Каждая створка кожуха содержит, по крайней мере, три секции, нижняя из которых размещена неподвижно на опорном основании, средняя является ведомой, а верхняя - ведущей, кинематически связанной с устройством раскрытия-закрытия створок кожуха. При полном раскрытии кожуха секции занимают положение одна за другой, охватывая друг друга снаружи, а при полном закрытии образуют герметичный кожух с уплотнениями стыков между секциями. Существует возможность фиксации положения створок как при одностороннем раскрытии створок кожуха, так и при промежуточном раскрытии обеих створок кожуха. Опорное основание купола снабжено приводом вращения относительно башни.
Устройство раскрытия-закрытия створок кожуха содержит кольцевую планшайбу, размещенную на опорном основании с возможностью вращения относительно вертикальной оси и выполненную в виде двух кольцевых профилированных в вертикальной плоскости кулачковых дорожек, размещенных коаксиально друг другу. Кулачковые дорожки при вращении планшайбы контактируют каждая с соответствующими двумя роликами, причем ролики каждой пары установлены с возможностью контакта одного с наружной кулачковой дорожкой, а другого - с внутренней. Ролики в горизонтальном направлении установлены неподвижно на диаметрально противоположных сторонах нижних секций, а в вертикальном направлении подпружинены с возможностью перемещения и кинематически связаны с верхними ведущими секциями кожуха, обеспечивая при этом синхронное или раздельное раскрытие-закрытие обеих створок кожуха.
Вращение опорного основания купола и перемещение створок кожуха с помощью устройства раскрытия-закрытия синхронно или раздельно обеспечивается одним приводом и задается с пульта управления.
Преимущество изобретения в том, что такое конструктивное решение купола позволяет создать компактно складывающееся простое в эксплуатации покрытие оптической системы и получить более качественное изображение объекта наблюдения за счет конструктивной возможности раздельного раскрытия-закрытия створок кожуха, обеспечивая при этом укрытие телескопа от постоянно меняющихся атмосферных явлений.
Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет "изобретательский" уровень.
На фиг.1 показан купол для оптической системы с частично раскрытым кожухом; на фиг. 2 схематично показано устройство раскрытия-закрытия створок кожуха и привод поворота купола; на фиг. 3 схематично изображено устройство раскрытия-закрытия створок кожуха, вид сверху; на фиг.4 схематично изображена кинематическая связь подпружиненных роликов с ведущими секциями и с кулачковыми дорожками.
Купол оптической системы содержит разъемный кожух, выполненный из двух идентичных створок. Каждая створка кожуха выполнена по крайней мере из трех секций: нижняя секция 1 неподвижно установлена на опорном основании 2, средняя секция 3 является ведомой, а верхняя секция 4 - ведущей. Секции соединены между собой с возможностью вертикального перемещения относительно друг друга и компактного складывания в раскрытом положении створок кожуха на опорном основании 2. При полном раскрытии створок кожуха секции занимают положение одна за другой, охватывая одна другую снаружи, а при полном закрытии образуют герметичный двухстворчатый кожух с уплотнениями стыков между секциями. Каждая из верхних ведущих секций 4 створок кожуха по своим диаметрально противоположным сторонам связана синхронно работающей кинематической связью с устройством раскрытия-закрытия створок кожуха.
Устройство раскрытия-закрытия створок кожуха содержит кольцевую планшайбу 5, размещенную на опорном основании 2, с возможностью вращения относительно вертикальной оси купола. Планшайба 5 выполнена в виде двух кольцевых профилированных в вертикальной плоскости кулачковых дорожек: 6 - наружной и 7 - внутренней, размещенных коаксиально относительно друг друга. Кулачковые дорожки 6 и 7 контактируют с соответствующими подпружиненными в вертикальной плоскости парами роликов 8, 9 и 10, 11, кинематически связанных с ведущими секциями 4 створок кожуха (по два ролика на каждую из створок, размещенных на диаметрально противоположных сторонах). Каждая пара роликов имеет возможность автономного перемещения в вертикальном направлении (вверх-вниз) при вращении профилированных кулачковых дорожек 6 и 7, что и обеспечивает синхронное или раздельное раскрытие-закрытие створок кожуха купола. На фиг. 3 и 4 схематично изображены возможные положения створок кожуха в зависимости от расположения соответствующих пар роликов на кулачковых дорожках, профиль которых ограничен по уровням от Н - нижнего до В - верхнего. Причем ролики для ведущих секций установлены с возможностью контакта, один с наружной кулачковой дорожкой, а другой - с внутренней, так, например, ролик 8 контактирует с дорожкой 6, а ролик 9 - с дорожкой 7, в другой паре ролик 10 контактирует с дорожкой 7, а ролик 11 контактирует с дорожкой 6. По существу, подпружиненные пары роликов с возможностью автономного перемещения в вертикальной плоскости и неподвижные в горизонтальной плоскости, размещенные с двух диаметрально противоположных сторон каждой из ведущих секций 4 створок кожуха и кинематически связанные с ними, являются синхронно работающими элементами устройства раскрытия-закрытия створок кожуха при обкатке их соответствующими профилированными кулачковыми дорожками планшайбы.
Вращение опорного основания 2 купола относительно башни 12 и вращение кулачковой планшайбы 5 относительно опорного основания 2 обеспечивается одним приводом 13 с пульта управления и может осуществляться синхронизировано.
Преимущества предлагаемого устройства заключаются в возможности одним приводом обеспечить синхронное или раздельное раскрытие-закрытие створок кожуха купола, а также вращение купола вокруг вертикальной оси. Положительным эффектом предложенной конструкции купола является также оперативная защита телескопа с любой стороны от непрерывно меняющихся атмосферных явлений, зачастую сильно мешающих наблюдению, что особенно важно для получения качества изображения наблюдаемых небесных тел.
Источники информации
1. Авт. св. СССР N 504862, МПК Е04В 7/16,1976 г.
2. Авт. св. СССР N 431287, МПК Е04В 7/08,1974 г.
3. Авт. св. СССР N 602663, МПК Е04В 7/16,1978 г.
4. Патент РФ № 2137890, Е06В 7/16, 1998 г. - прототип.