一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统的制作方法

1.本发明属于望远镜舱门电气控制领域，具体而言，涉及一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统。


背景技术：

2.大型户外天文望远镜不仅需要长时间在户外工作，而且由于其体型大，移动和室内存放不便，因此通常需要长时间暴露在日晒、风沙及雨雪中。但是，望远镜窗口及主镜又对于环境要求较高，长期暴露在恶劣的自然环境中易磨损，进一步恶化会使镜头受到损伤和污染，减少使用寿命，因此为大型户外天文望远镜安装前门必不可少。
3.现有大型户外天文望远镜筒的前门多为人工手动控制，自动控制的系统中对电动机的保护不充足，易减少电动机使用寿命，影响整个望远镜的使用。


技术实现要素：

4.基于此，本发明针对手动开关镜筒前门的问题提出一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，通过电动控制及各种保护措施，实现户外天文望远镜筒盖自动化开、关的同时有效的保护舱门系统，延长使用寿命。
5.一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，包括筒盖、电源、控制电机、可编程逻辑控制单元及控制开关、三刀双掷开关、位置传感器、减速传动装置、门轴；所述筒盖采用双舱门设计；所控制开关设置在所述三刀双掷开关之前；所述减速传动装置设置在舱门与电机之间。
6.进一步地，所述双舱门为左舱门压右舱门设计，实现户外防水设计。在自动模式下，开门时，只能先开左舱门，当左舱门到位后才开右舱门。关闭的时候顺序相反，只能先关右舱门，右舱门到位后再关左舱门。望远镜筒防水设计，保护望远镜的同时保护筒盖控制系统，延长大型户外天文望远镜的使用寿命。
7.进一步地，所述可编程逻辑控制单元可通过plc或fpga编程实现控制逻辑。
8.进一步地，还包括备用电源，为特殊情况下提供能量来源。
9.进一步地，还包括防反转开关，保证反转电路处于常开状态。
10.进一步地，还包括急停开关，紧急情况利用手动急停开关及时停止电机动作。
11.进一步地，380v工业用电为整个控制系统供电。
12.进一步地，所述位置传感器优选金属传感器，每组位置传感器由两个金属接近开关传感器组成，分别位于舱门关闭时舱门前沿与仓箱底端接触处和舱门打开时舱门前沿与仓箱侧壁接触处。当金属舱门接近位置传感器，向舱门状态控制部分发送到位信号，输出控制指令舱门停止动作。
13.进一步地，上述舱门两个门轴上还安装有角度编码器，利用开合角度编码器再次判断舱门开合是否到位，通过这种方式同时利用机械传感器和电磁传感器判断望远镜舱门开合是否到位，形成双保险。
14.进一步地，上述舱门与电机之间连接有减速传动装置，增加门轴转动力量，保证门轻松打开，减少电机负载，防止电机电流过大，延长使用寿命。
15.进一步地，所述每个控制电机分别由一个三刀双掷开关控制，大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图，kc1和ko1为一个三刀双掷开关控制电机m1，kc2和ko2为一个三刀双掷开关控制电机m2，ko1和ko2状态位分别控制电机m1和m2正转，控制双舱门打开；kc1和kc2状态位分别控制电机m1和m2反转，控制双舱门关闭。三刀双掷开关保证控制电机同时只能处于正转或反转状态，防止电机同时收到开关两种指令信号，防止误操作，有效增加电机使用寿命。
16.其中，三刀双掷开关优选四路交流触点继电器，三路用于给电机接通三相电源，一路设为常闭触点，用于当舱门开(关)的过程中保持舱门关(开)交流继电器常断，不响应手动舱门关(开)按钮，用于防止误操作。
17.进一步的，三刀双掷开关前有控制开关kz1至kz4，该开关常开，通过可编程逻辑单元判断当前舱门执行指令，控制执行指令一路控制开关闭合，其余三路保持断开，防止误操作。
18.进一步的，控制电机前端还连有热继电器，如图2大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图，电机m1和m2前端与三刀双掷开关ko1、kc1、ko2和kc2各自触点之间分别接有热继电器kh1和kh2，当电机工作过程中电流过大时，热继电器自动断开，电机停止工作，用于保护电机，延长使用寿命，保护望远镜筒盖控制系统。
19.进一步的，在三刀双掷开关组之前加有手动急停开关，出现意外时紧急停止筒盖正在进行的动作。如图2大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图，热继电器kh1和kh2之前连接手动急停开关rs，当望远镜前门控制系统出现故障或其他原因需要控制系统立即停止动作时，利用手动急停开关rs切断电机供电，实现对望远镜筒盖开关控制系统的保护。
20.本发明有益效果：1)本发明中，通过位置传感器及可编程逻辑控制单元实现大型户外天文望远镜筒盖的自动开合，提高了筒盖的工作效率，降低了误操作和过度开合所带来的望远镜筒盖损坏的概率。
21.2)通过控制开关、三刀双掷开关及防反转开关、热继电器、减速传动装置及手动急停开关对电机进行有效保护提高大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统的使用寿命。
22.3)上述舱门两个门轴上还安装有角度编码器，利用开合角度编码器再次判断舱门开合是否到位，通过这种方式同时利用机械传感器和电磁传感器判断望远镜舱门开合是否到位，形成双保险。
附图说明
23.图1是大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统框图；
24.图2是大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更
加透彻全面。
26.一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，包括筒盖、电源、控制电机、可编程逻辑控制单元及控制开关、三刀双掷开关、位置传感器、减速传动装置、门轴；所述筒盖采用双舱门设计；所控制开关设置在所述三刀双掷开关之前；所述减速传动装置设置在舱门与电机之间。
27.所述双舱门为左舱门压右舱门设计，实现户外防水设计。在自动模式下，开门时，只能先开左舱门，当左舱门到位后才开右舱门。关闭的时候顺序相反，只能先关右舱门，右舱门到位后再关左舱门。望远镜筒防水设计，保护望远镜的同时保护筒盖控制系统，延长大型户外天文望远镜的使用寿命。
28.所述可编程逻辑控制单元可通过plc或fpga编程实现控制逻辑。
29.还包括备用电源，为特殊情况下提供能量来源。还包括防反转开关，保证反转电路处于常开状态。还包括急停开关，紧急情况利用手动急停开关及时停止电机动作。380v工业用电为整个控制系统供电。
30.所述位置传感器优选金属传感器，每组位置传感器由两个金属接近开关传感器组成，分别位于舱门关闭时舱门前沿与仓箱底端接触处和舱门打开时舱门前沿与仓箱侧壁接触处。当金属舱门接近位置传感器，向舱门状态控制部分发送到位信号，输出控制指令舱门停止动作。
31.上述舱门两个门轴上还安装有角度编码器，利用开合角度编码器再次判断舱门开合是否到位，通过这种方式同时利用机械传感器和电磁传感器判断望远镜舱门开合是否到位，形成双保险。
32.上述舱门与电机之间连接有减速传动装置，增加门轴转动力量，保证门轻松打开，减少电机负载，防止电机电流过大，延长使用寿命。
33.所述每个控制电机分别由一个三刀双掷开关控制，如图2大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图，kc1和ko1为一个三刀双掷开关控制电机m1，kc2和ko2为一个三刀双掷开关控制电机m2，ko1和ko2状态位分别控制电机m1和m2正转，控制双舱门打开；kc1和kc2状态位分别控制电机m1和m2反转，控制双舱门关闭。三刀双掷开关保证控制电机同时只能处于正转或反转状态，防止电机同时收到开关两种指令信号，防止误操作，有效增加电机使用寿命。
34.其中，三刀双掷开关优选四路交流触点继电器，三路用于给电机接通三相电源，一路设为常闭触点，用于当舱门开(关)的过程中保持舱门关(开)交流继电器常断，不响应手动舱门关(开)按钮，用于防止误操作。
35.进一步的，三刀双掷开关前有控制开关kz1至kz4，如图2，该开关常开，通过可编程逻辑单元判断当前舱门执行指令，控制执行指令一路控制开关闭合，其余三路保持断开，防止误操作。
36.进一步的，控制电机前端还连有热继电器，如图2大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图，电机m1和m2前端与三刀双掷开关ko1、kc1、ko2和kc2各自触点之间分别接有热继电器kh1和kh2，当电机工作过程中电流过大时，热继电器自动断开，电机停止工作，用于保护电机，延长使用寿命，保护望远镜筒盖控制系统。
37.进一步的，在三刀双掷开关组之前加有手动急停开关，出现意外时紧急停止筒盖
正在进行的动作。如图2大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统电路图，热继电器kh1和kh2之前连接手动急停开关rs，当望远镜前门控制系统出现故障或其他原因需要控制系统立即停止动作时，利用手动急停开关rs切断电机供电，实现对望远镜筒盖开关控制系统的保护。
38.具体工作原理如下：当获取到开或关望远镜筒盖指令时，首先判断该时刻位置传感器获取的望远镜筒盖的第一位置状态，该第一位置状态可能存在三种情况：包括关到位状态，开到位状态和非到位状态；举例其中一种情况，判断非到位状态下开关门指令的指令信息与非到位状态指示的望远镜筒盖状态是否一致。若是指令为开(关)，判断该时刻舱门是否为关(开)状态或非到位状态。若是关(开)状态则执行该指令，若为开(关)则反馈“舱门已到位，可能存在误操作”提示；若为非到位状态，判断该状态下收到的指令信息与非到位状态指示的望远镜筒盖状态是否一致，若不一致，输出电机控制指令触发电机动作，按照新指令信息控制望远镜筒盖变换位置状态；若一致，继续执行指令直到到位，最后由位置传感器和角度编码器构成的双保险反馈位置状态。
39.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
40.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，包括：筒盖、电源、控制电机、可编程逻辑控制单元及控制开关、三刀双掷开关、位置传感器、减速传动装置、门轴；所述筒盖采用双舱门设计；所述控制开关设置在所述三刀双掷开关之前；所述减速传动装置设置在舱门与电机之间。2.根据权利要求1所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，所述位置传感器优选为金属传感器。3.根据权利要求2所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，位置传感器由两个金属接近开关传感器组成，分别位于舱门关闭时舱门前沿与仓箱底端接触处和舱门打开时舱门前沿与仓箱侧壁接触处。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，所述舱门两个门轴上还安装有角度编码器，利用开合角度编码器再次判断舱门开合是否到位。5.根据权利要求1
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3任一项所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，所述双舱门为左舱门压右舱门设计，左舱门紧压右舱门，开门顺序为先开左舱门再开右舱门，关门顺序则相反。6.根据权利要求2所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制单元通过plc或fpga编程实现控制逻辑。7.根据权利要求1所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，所述每个控制电机分别由一个三刀双掷开关控制。8.根据权利要求7所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，三刀双掷开关优选四路交流触点继电器，其中三路用于给电机接通三相电源，一路设为常闭触点。9.根据权利要求6
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8任一项所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，控制电机前端还连有热继电器。10.根据权利要求6
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8任一项所述的一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统，其特征在于，在三刀双掷开关组之前加有手动急停开关。
技术总结
本发明实施例公开一种大型户外天文望远镜筒盖开关控制系统。筒盖采用双舱门设计，所述系统包括电源及备用电源、电机、可编程逻辑控制单元及控制开关、三刀双掷开关及防反转开关、位置传感器、减速传动装置、热继电器、急停开关。本发明通过舱门状态控制部分、位置传感器、减速传动装置、控制开关、热继电器，急停开关，三刀双掷开关，在实现舱门正常开关的同时有效防止误操作，减轻碰撞，保护电机延长望远镜筒盖开关系统使用寿命。命。命。


技术研发人员：石彦峰 席珺琳 李宇倩
受保护的技术使用者：北京航天新立科技有限公司
技术研发日：2021.03.19
技术公布日：2021/6/29