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[发明专利]一种适用于太阳望远镜热光阑的消光筒及其加工工艺-CN202210224783.6有效
发明人：顾伯忠;石可;姜翔;乐中宇 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2022-03-09 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G02B23/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种适用于太阳望远镜热光阑的消光筒，包括消光筒外筒、消光筒内筒、法兰和消光结构，消光筒外筒设置在消光筒内筒的外侧，消光结构与消光筒内筒相连，法兰分别连接消光筒内筒和消光结构；消光筒外筒的外筒壁上设有若干个定位平面，定位平面上设有上下两个外筒导流孔；消光筒内筒的外壁上设有若干个槽型冷却液流道，上方的外筒导流孔与消光筒内筒外壁面的槽型冷却液流道的起始位置对齐，所述下方的外筒导流孔与消光筒内筒外壁面的槽型冷却液流道的结束位置对齐。本发明还提供了一种消光筒的加工工艺。本发明提高了消光筒的换热效率，通过将消光筒分为内筒与外筒分开加工后进行装配组合，大大降低了整体加工难度。
一种适用于太阳望远镜光阑消光筒及其加工工艺

[发明专利]一种失电制动器装置-CN202310443133.5在审
发明人： 乐中宇;蒋粲奕;徐进;武亚博;王国民;陈亮 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： F16D65/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种失电制动器装置，包括主电磁铁、底座、横臂、摩擦片、压缩弹簧以及限位装置，所述横臂通过转轴安装于底座上，转轴一侧的横臂与限位装置相连，转轴另一侧的横臂与压缩弹簧的上端相连，压缩弹簧的下端与底座相连，转轴另一侧的横臂的上端面固定安装摩擦片，所述主电磁铁设置于转轴另一侧的底座上，当横臂处于水平状态时，主电磁铁的上端面与横臂的下端面之间具有缝隙，所述限位装置包括竖杆、滚轮、可驱动竖杆旋转的旋转驱动机构，所述滚轮安装于竖杆的上端，竖杆的下端可旋转地安装于底座上，竖杆的杆身与旋转驱动机构连接。本发明的装置结构简单可靠、运动状态易控制，尤其适用于重型、大惯量转台的制动要求。
一种制动器装置

[发明专利]一种大口径太阳望远镜主镜的温度控制系统-CN202211726560.6在审
发明人：顾伯忠;喻进知;赵特;乐中宇;姜翔;翟刘彬 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-04-04 - 主分类号： G02B23/16 文献下载
摘要：本发明一种大口径太阳望远镜主镜的温度控制系统，属于天文望远镜技术领域，包括：望远镜主镜、垂直中央气道、气体换热器和加速设备、底部空气导流板、主镜背面的冷却空气喷嘴、气体回流管道。本系统全部安放于地基大口径太阳望远镜的主镜室中。主镜位于最上方，材料通常为低热膨胀率的微晶玻璃。空气喷嘴位于主镜背面，伸入轻量化主镜背面的开槽中，利用冷空气换热的方式为主镜降温。所述的中央气道、导流板、回流管道、换热器，均是为了让气流形成一个循环，不断地输送冷空气并回收重复降温加速。本发明能有效减少太阳望远镜观测时主镜的热效应形成的湍流现象引起的视宁度效应；改善主镜整体温度不均的同时减小形变对望远镜成像质量的影响。
一种口径太阳望远镜温度控制系统

[发明专利]一种超360度旋转角的机电限位装置-CN202211238147.5在审
发明人： 乐中宇;蒋粲奕;武亚博;徐进;王国民 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2022-10-11 - 公布日： 2023-01-17 - 主分类号： G02B23/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种超360度旋转角的机电限位装置。该机电限位装置包括定盘、摇摆机构、动盘、挡块机构，所述摇摆机构包括横臂、转轴，所述挡块机构包括挡块座、钢球、缓冲杆、第一探测目标件，转轴的轴线与动盘的轴线垂直，且转轴通过轴承座与定盘连接，横臂两端设置有第二探测目标件。定盘在与横臂左右两端接触的位置装有定盘磁铁。横臂两端附近的定盘上分别设有用于探测第二探测目标件的横臂接近传感器，横臂的两端分别设有用于探测第一探测目标件的挡块接近传感器。本发明可以实现动盘超360度旋转角的机电限位。本装置摩擦力小、结构简单可靠、受冲击能力强，尤其适用于引力波探测望远镜等对限位作用过程中摩擦力的变化很敏感的领域。
一种 360 旋转机电限位装置

[发明专利]一种光学望远镜的反射镜切换机构-CN202111047551.X有效
发明人：顾伯忠;何鑫;姜翔;乐中宇;张志永 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2021-09-08 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： G02B23/02 文献下载
摘要：本发明一种光学望远镜的反射镜切换机构涉及机械设计制造技术领域。天文学是一门以观测为主的学科，天文光学望远镜是主要手段之一。望远镜上目前常用的光学系统主要是两镜系统，以卡塞格林式或R‑C式为主，其中往往在两镜中间增加一面平面反射镜，以增加反射焦点。在使用各个焦点时，需要对这块平面镜进行位置的移动。其中在卡焦工作状态时，需要将反射镜装配体移出成像光路之外，避开卡焦光路通道；在耐焦或是折转卡焦工作状态时，便需要将反射镜运动到与光轴成45度的位置，将副镜反射的光线折转到成像焦面上。本专利设计出一种全新的用于望远镜的反射镜切换机构，可以简单的实现反射镜的位置运动。运动可靠性高，定位精度准确。
一种光学望远镜反射切换机构

[发明专利]一种低频率稳像可控摆镜机构及其工作方法-CN202110917507.3有效
发明人：顾伯忠;何鑫;姜翔;乐中宇;张志永 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2021-08-11 - 公布日： 2022-12-16 - 主分类号： G02B7/183 文献下载
摘要：一种低频率稳像可控摆镜机构，安装于天文光学望远镜的机架上，包括一个反射摆镜、一组自带导轨的驱动电机、挠性铰链、弹簧组件、摆镜固定镜框、调整架及安装架等部分组成，为光学转折光学系统的一部分。本发明除了使平面反射镜通过计算机控制，自动的调节反射镜到成像光路的正确位置，免去手动调节装配的过程；还可以通过控制电机的运动以实现反射镜一定频率的摆动，以消除大气扰动、风载等造成的终端仪器成像抖动等影响，通过动态误差的补偿，实现更好的成像效果。
一种频率可控机构及其工作方法

[发明专利]一种低发热失电制动器-CN202211047630.5在审
发明人： 乐中宇;叶宇;顾伯忠;姜翔;赵特;翟刘彬;何鑫 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2022-08-30 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： F16D55/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种低发热失电制动器。该失电制动器包括电磁铁、底座、钢球、制动弹簧、后衔铁、复位弹簧、推力盘、摩擦盘、目标轴。通电待机时，电磁铁使后衔铁向底座移动，后衔铁推动钢球沿导孔向底座的中心运动，当后衔铁的约束段的下端面低于钢球的中心面时，钢球的向外运动被后衔铁的约束段锁定，钢球向内贴紧推力盘，挡住推力盘的向下移动；失电制动时，后衔铁在复位弹簧的弹力作用下远离底座，后衔铁的约束段的下端面高于导孔的轴线，钢球沿导孔向外运动，钢球对推力盘的阻挡消失，推力盘在制动弹簧的作用下压紧摩擦盘，从而对目标轴进行制动。本发明在长期通电时的功耗低、热功率小，尤其适用于天文望远镜等对发热和温升敏感的领域。
一种发热制动器

[发明专利]一种碳纤维螺纹套及其应用-CN202110075883.2有效
发明人： 乐中宇;陈萌;顾伯忠;姜翔;张志永;叶宇;徐进 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2021-01-20 - 公布日： 2022-09-13 - 主分类号： B29C70/34 文献下载
摘要：一种碳纤维螺纹套，沿其轴向分布有限位段以及啮合段，所述啮合段的内表面和外表面设置着螺纹，所述限位段固定在啮合段的一端，所述限位段外形与啮合段螺纹不相同，当碳纤维螺纹套的啮合段完全啮合，限位段阻碍碳纤维螺纹套进一步转动，本发明的碳纤维管件，其管壁的碳纤维与成型螺纹套的螺纹紧密嵌合，从而能充分发挥管壁的碳纤维的力学性能，由于碳纤维螺纹套、碳纤维管件均使用了相同的碳纤维材料，管件轴向的强度一致性好，重量增加少，材料热膨胀系数一致，本发明的碳纤维管件的连接方法，可以极大简化施工条件，减少施工周期，特别是对于几十米级的大型桁架结构的现场施工有重要意义。
一种碳纤维螺纹及其应用

[发明专利]一种望远镜的反射镜高精度切换装置-CN202110420038.4有效
发明人：顾伯忠;何鑫;姜翔;张志永;乐中宇;陈萌 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2021-04-19 - 公布日： 2022-06-14 - 主分类号： G02B23/02 文献下载
摘要：本发明为一种望远镜的反射镜高精度切换装置，涉及天文望远镜结构设计领域，安装于大型地平式天文光学望远镜的中间块上，包括：翻转机构、平移机构、旋转机构、平衡机构及固定支撑部件。为解决地平式望远镜M3镜不能方便的进行卡焦和耐焦之间切换的问题。其特点是，可以实现反射镜45度和90度之间切换的翻转机构；反射镜位置移动的平移机构；可在两个耐焦之间切换的旋转机构以及平衡机构。本发明解决了地平式望远镜卡焦和耐焦之间的快速切换问题，其承载能力强、镜面无附加应力、调节精度高以及光路无遮挡。
一种望远镜反射高精度切换装置

[发明专利]一种碳纤维复合材料球头结点及其连接方法-CN202110102850.2在审
发明人： 乐中宇;陈萌;顾伯忠;姜翔;张志永;叶宇;徐进 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2021-01-26 - 公布日： 2021-06-11 - 主分类号： F16C11/06 文献下载
摘要：本发明公开了一种碳纤维复合材料球头结点及其连接方法。该球头结点包括球头、T型螺杆和凹面螺母，三者均采用碳纤维材料，球头为空心球体结构，球头上设置有若干个长形孔，长形孔的长度大于宽度，一个长形孔安装一个T型螺杆和一个凹面螺母，用于连接一根管件。连接方法是：先让T型螺杆和凹面螺母轻轻夹住球头，然后调整T型螺杆轴线的方向到设计值，最后拧紧凹面螺母，在螺纹啮合处及凹面螺母与球头接触处涂环氧树脂胶并固化。本发明不需借助其他结构进行支撑和辅助整体桁架的固化，可极大简化施工条件，减少施工周期，对于大型桁架结构的现场施工有重要意义。
一种碳纤维复合材料结点及其连接方法

[发明专利]大型精密磁悬浮旋转工作台-CN201810440921.8有效
发明人：任长志;叶宇;乐中宇;徐进;张夏杰 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2020-11-10 - 主分类号： B23Q1/25 文献下载
摘要：大型精密磁悬浮直驱旋转工作台，包括旋转工作台的驱动电机、角位移反馈系统、径向主动式偏置磁悬浮轴承、轴向主动式偏置磁悬浮轴承、轴向保护轴承和径向保护轴承，设有旋转工作台以及约束旋转工作台轴向运动和径向运动的主动式偏置磁悬浮轴承并设有保护轴承、制动装置及位置反馈系统，位置反馈系统的信号输出给控制系统控制驱动电机与制动装置，特征是旋转工作台由主动式偏置磁悬浮轴承实现磁悬浮支撑，并通过永磁同步力矩电机直接驱动该旋转工作台。本发明消除了机械轴承的摩擦，易于加工、装配，运输，维护成本低。具有回转精度高，承载能力强，功耗低，超低速运转时无爬行，可广泛应用于天文观测仪器、数控机床、雷达、精密转台等领域。
大型精密磁悬浮旋转工作台

[发明专利]超低速单元式拼接盘式磁悬浮力矩电机-CN201810165684.9有效
发明人：任长志;徐进;肖增华;乐中宇;叶宇 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2018-02-28 - 公布日： 2020-01-21 - 主分类号： H02K26/00 文献下载
摘要：超低速单元式拼接盘式磁悬浮力矩电机，包括有基座、一对单元式拼接盘式直接驱动电机，其特征在于，该装置具有一个呈旋转对称的中央旋转体及约束该旋转体轴向、径向运动的一对锥形主动式偏置磁悬浮轴承，实现旋转轴的磁悬浮支撑，同时，设有相应的一对径向保护轴承、一对轴向保护轴承和位置反馈系统，在此基础上，通过一对单元式拼接盘式直驱电机冗余或同步的驱动该中央旋转体。本发明将直驱电机、磁悬浮轴承、轴向与径向保护轴承、反馈与制动系统集成于一体，结构简单紧凑，具有高度集成性，提高了空间利用率，可有效降低机械加工成本与功率电子器件成本，提高产品的竞争性。
单元式盘式拼接磁悬浮旋转体径向保护轴承磁悬浮轴承力矩电机直驱电机超低速轴向功率电子器件机械加工成本位置反馈系统直接驱动电机轴向保护轴承空间利用率高度集成径向运动旋转对称制动系统同步的旋转轴主动式冗余偏置紧凑驱动反馈支撑

[发明专利]用于大型精密仪器设备的地平式机架-CN201810440957.6有效
发明人：任长志;乐中宇;叶宇;徐进;张夏杰 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2018-05-10 - 公布日： 2019-11-26 - 主分类号： F16C32/04 文献下载
摘要：用于大型精密仪器设备的地平式机架，包括俯仰轴、方位轴、叉臂、中间块及底座，方位轴和高度轴在空间上正交，通过方位轴与高度轴的联动被控对象的运动，特征是俯仰轴与方位轴分别设有约束该旋转轴轴向运动的主动式偏置磁悬浮轴承和约束该旋转轴径向运动的主动式偏置磁悬浮轴承，且设有相应的保护轴承和位置反馈系统，位置反馈系统的信号输入控制系统，控制系统分别控制驱动俯仰轴与方位轴的永磁同步力矩电机，还控制俯仰轴与方位轴的制动装置。本发明易于加工装配，维护成本低，无摩擦，低功耗，传动效率高，超低速运转时无爬行。可广泛应用于天文观测仪器、航空航天测控平台等高精度、高刚度旋转机械。
方位轴俯仰轴大型精密仪器位置反馈系统磁悬浮轴承控制系统高度轴主动式地平偏置永磁同步力矩电机天文观测仪器传动效率高旋转轴径向保护轴承被控对象测控平台航空航天加工装配控制驱动信号输入旋转机械旋转轴轴制动装置超低速低功耗高刚度无摩擦中间块叉臂等高联动正交底座爬行运转应用维护

[发明专利]高精度的反射镜切换装置-CN201710315677.8有效
发明人：张志永;顾伯忠;姜翔;田源;乐中宇 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2017-05-08 - 公布日： 2019-08-23 - 主分类号： G02B7/182 文献下载
摘要：高精度的反射镜切换装置，与望远镜系统的主镜同轴安装，设置在主镜与副镜之间，特征是本切换装置包含随动型支撑机构、空间冗余并联驱动机构和旋转机构；其中的空间冗余并联驱动机构实现反射镜90度或45度的翻转。利用空间冗余并联驱动机构将反射镜翻转到90度时实现经主镜反射到副镜的光线经副镜反射汇集到Cassegrain焦点；当反射镜翻转到45度时，反射镜将副镜光线反射到Nasmyth焦点，旋转机构的旋转实现耐氏焦点之间的切换。本发明解决了反射镜的镜面调整和焦点切换问题，承载能力强、机构的跨越空间构型、焦点快速切换、实时动态补偿反射镜误差、镜面无附加应力调整、光线无遮挡。
高精度反射切换装置

[发明专利]基于音圈电机驱动的大口径自适应镜面系统的热控系统-CN201611093142.2有效
发明人：左恒;乐中宇;吴旭昊 -专利权人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所
申请日： 2016-12-02 - 公布日： 2019-01-29 - 主分类号： G02B26/08 文献下载
摘要：基于音圈电机驱动的大口径自适应镜面系统的热控系统，设置在基于音圈电机驱动的大口径自适应镜面上，分为前端，后端和中间传导器件三个部分，其中前端部分贴近超大镜厚比的自适应镜面：前端部分中音圈电机的发热元件采用导热硅脂包裹，发热元件产生的热量通过导热硅脂快速传递到热管上方的金属固定部件，围绕发热元件的热管将热量快速传导到后端热交换介质，发热元件和热管固定安装在隔热垫片上方；后端部分是强制冷却部分，采用分区域多路液态工质强制对流换热，通过实时流量控制调节制冷效率；中间部分采用超热导材料半导体热管。本发明解决了音圈电机驱动自适应镜面系统发热问题；解决了现有技术中的望远镜视宁度及制冷液泄露等问题。
基于电机驱动大口径自适应系统

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