[发明专利]一种垂直升降结构及其设计方法

说明书

本发明公开了一种垂直升降结构及其设计方法，属于升降驱动装置技术领域。该结构包括卷扬机系统和钢丝绳、环形的固定支撑基础和位于固定支撑基础内的环形钢结构；环形钢结构包括的钢内圈、钢中圈和钢外圈；卷扬机系统安装在固定支撑基础的底部；钢外圈的底部、钢中圈的底部和顶部以及钢内圈的底部和顶部均固定有滑轮，固定支撑基础的顶部设有滑轮；钢丝绳一端绕在卷扬机上，另一端依次绕过固定支撑基础顶部的滑轮、钢内圈底部的滑轮、钢内圈顶部的滑轮、钢中圈底部的滑轮、钢中圈顶部的滑轮和钢外圈底部的滑轮并固定在钢外圈的顶部。本发明保证了望远镜观测时防护罩下降使望远镜无障碍的进行观测，观测完毕后将钢结构进行升起对望远镜进行保护。

技术领域

本发明涉及到升降驱动装置技术领域，特别涉及一种垂直升降结构及其设计方法。

背景技术

随着现代电子技术、无线电通信、雷达技术、望远镜技术的快速发展，天文观测技术方法得到长足的进步。作为天文主要探测工具的光学远镜，口径越来越大，精度越来越高，其对工作环境的要求也越来越苛刻，因此现在许多望远镜均采用了防护罩设计。随着望远镜口径的不断增大，要求防护罩尺寸越来越大，重量越来越重，收展行程越来越大，传统防护收展过程已不能满足要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种垂直升降结构及其设计方法。该结构保证了望远镜观测时防护罩下降使望远镜无障碍的进行观测，观测完毕后将钢结构进行升起对望远镜进行保护。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种垂直升降结构，包括卷扬机系统和钢丝绳；还包括环形的固定支撑基础和位于固定支撑基础内的环形钢结构；所述环形钢结构包括半径依次减小的钢内圈、钢中圈和钢外圈；所述卷扬机系统安装在固定支撑基础的底部；所述钢外圈的底部、钢中圈的底部和顶部以及钢内圈的底部和顶部均固定有滑轮，所述固定支撑基础的顶部设有滑轮；所述钢丝绳一端绕在卷扬机上，另一端依次绕过固定支撑基础顶部的滑轮、钢内圈底部的滑轮、钢内圈顶部的滑轮、钢中圈底部的滑轮、钢中圈顶部的滑轮和钢外圈底部的滑轮并固定在钢外圈的顶部。

进一步的，还包括拉力传感器，所述固定支撑基础的底部还设有第一滑轮；在卷扬机和固定支撑基础顶部的滑轮之间的钢丝绳还穿过拉力传感器并绕过第一滑轮。

进一步的，所述卷扬机系统包括两个电机，两个电机分别连接在卷筒的两端，并均别通过制动器和减速器连接。

进一步的，所述钢外圈上还设有用于减小钢丝绳最大受力的配重。

进一步的，所述钢外圈在钢中圈的导轨上上下移动，钢中圈在钢内圈的导轨上上下移动，钢内圈在固定支撑基础的导轨上上下移动。

进一步的，所述钢外圈的顶部与固定支撑基础底部之间连接有拉线编码器；所述拉线编码器的拉线延伸方向和固定支撑基础底面垂直。

进一步的，设计如上述的一种垂直升降结构，具体步骤如下：

步骤1，根据钢结构的最大重量G、质心在钢结构坐标系的位置(X，Y，Z)和钢丝绳承载力F，对钢丝绳数量N进行估算，估算原则为N＞G/F；

步骤2，确定好钢丝绳数量后，将垂直升降钢丝绳连接点的参数即钢丝绳与钢结构各连接点在钢结构坐标系中的坐标B_i＝(X_i，Y_i，Z_i),其中i＝1、2、3···N，以及钢丝绳与固定支撑基础各连接点在大地坐标系中的坐标即第一滑轮的坐标a_i＝(x_i，y_i，z_i),其中i＝1、2、3···N，作为优化对象计算出各钢丝绳上的受力f_i,其中i＝1、2、3···N。

步骤3，最后通过编程优化得到结构的最优参数。

进一步的，F×N＞1.5G。