一种光纤定位单元集成装置、方法及天文望远镜与流程

1.本发明涉及大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜焦面制作技术领域，特别是涉及一种光纤定位单元集成装置、方法及天文望远镜。


背景技术：

2.天文望远镜在实际观测天体时，其焦面上的光纤定位装置将光纤头部对准天体星象位置，采集星象光谱经光纤传输到光谱仪中。望远镜在更换观测天区中的观测目标时，需要能方便灵活地调整光纤接收头的位置，使其准确地对准待测天体位置。光纤定位装置不仅要有较高的位置精度，而且要调整方便，定位迅速，以便随时修正各种观测误差。这些要求使得对光纤头的定位有很高的技术难度。
3.目前，大焦面光谱巡天望远镜(如我国的lamost)在焦面上采用的都是焦面分区，每个分区里安装一个光纤定位单元定位，在线直径为1.75m的球冠形焦面板内布置了4000根光纤。观测的时候，星象发出的光通过焦面板上的4000根光纤导入到光谱仪中，转换成光谱数据并记录下来，从而得到星象的观测数据。
4.现有光纤定位单元单个体积小，且光纤定位单元数量众多，彼此安装点之间间距很小，安装不便。
5.因此，如何便于将光纤定位单元安装到焦面板上为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明的第一个目的是提供一种光纤定位单元集成装置，能够便于将光纤定位单元安装到待安装板上。
7.本发明的第二个目的是提供一种天文望远镜。
8.本发明的第三个目的是提供一种光纤单元集成方法。
9.为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种光纤定位单元集成装置，包括套筒和光纤定位单元；
11.所述套筒的个数为多个，且每个所述套筒具有多个空心轴孔，所述光纤定位单元分别集成在各个所述空心轴孔内，且用于安装及定位光纤；
12.所述套筒的个数为多个，且均布在待安装板上，铺满整个所述待安装板。
13.在一个具体实施方案中，所述套筒的外壁包括弧形壁和过渡壁；
14.所述弧形壁包覆所述空心轴孔，且所述弧形壁向所述空心轴孔的轴心方向弯曲，所述过渡壁光滑过渡连接相邻的所述弧形壁，且与所述弧形壁外切设置。
15.在另一个具体实施方案中，所述空心轴孔的轴心线平行设置，相邻所述空心轴孔的间距相等。
16.在另一个具体实施方案中，所述套筒呈梅花状结构，所述套筒上的空心轴孔的个数为3个，且在同一端面，所述空心轴孔的中心点连线构成等边三角形。
17.在另一个具体实施方案中，所述套筒上的空心轴孔的个数为4个，且在同一端面，所述空心轴孔的中心点连线构成菱形。
18.在另一个具体实施方案中，所述套筒上的空心轴孔的个数为5个，所述空心轴孔分为2排，一排为2个，另一排为3个；
19.且在同一端面，所述空心轴孔的中心点连线构成梯形。
20.在另一个具体实施方案中，所述套筒上的空心轴孔的个数为6个，所述空心轴孔分为2排，每排均为3个；
21.且在同一端面，所述空心轴孔的中心点连线构成平行四边形。
22.在另一个具体实施方案中，所述套筒上的空心轴孔的个数为7个，所述空心轴孔分为3排；
23.中间那排的个数为3个，两边的两排的个数均为2个，且关于中间那排的空心轴孔对称设置，
24.或者
25.中间那排及两边的任意一排的个数均为2个，另一排的个数为3个。
26.在另一个具体实施方案中，所述待安装板上开设有与所述套筒外壁形状契合的安装孔，且所述套筒固定在所述安装孔内。
27.根据本发明的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本发明范围内，是本发明具体实施方式的一部分。
28.根据上述技术方案可知，本发明提供的光纤定位单元集成装置，套筒具有多个安装光纤定位单元的空心轴孔，通过将套筒安装在待安装板上实现光纤定位单元的安装。本发明避免了在整个待安装板上一个个单独安装光纤定位单元导致的安装不便的问题。
29.为了达到上述第二个目的，本发明提供如下技术方案：
30.一种天文望远镜，包括如上述中任意一项所述的光纤定位单元集成装置。
31.由于本发明公开的天文望远镜包括上述任意一项中的光纤定位单元集成装置，因此，上述光纤定位单元集成装置所具有的有益效果均是本发明公开的天文望远镜所包含的。
32.为了达到上述第三个目的，本发明提供如下技术方案：
33.一种光纤单元集成方法，包括：
34.将光纤定位安装到光纤定位单元内；
35.将所述光纤定位单元依次安装到套筒上开设的各个空心轴孔内；
36.将所述套筒铺满整个待安装板。
37.本发明避免了在整个待安装板上一个个单独安装光纤定位单元导致的安装不便的问题。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
39.图1是本发明提供的具有3个空心轴孔的套筒的三维结构示意图；
40.图2是图1的主视结构示意图；
41.图3是本发明提供的具有3个空心轴孔的套筒内安装光纤定位单元的三维结构示意图；
42.图4是图3的集成光纤定位单元铺设在待安装板上的排布示意图；
43.图5是本发明提供的具有4个空心轴孔的套筒的主视结构示意图；
44.图6是图5的集成光纤定位单元铺设在待安装板上的排布示意图；
45.图7是本发明提供的具有5个空心轴孔的套筒的主视结构示意图；
46.图8是图7的集成光纤定位单元铺设在待安装板上的排布示意图；
47.图9是本发明提供的具有6个空心轴孔的套筒的主视结构示意图；
48.图10是图9的集成光纤定位单元铺设在待安装板上的排布示意图；
49.图11是本发明提供的一种具有7个空心轴孔的套筒的主视结构示意图；
50.图12是图11的集成光纤定位单元铺设在待安装板上的排布示意图；
51.图13是本发明提供的另一种具有7个空心轴孔的套筒的主视结构示意图；
52.图14是图13的集成光纤定位单元铺设在待安装板上的排布示意图。
53.其中，图1-图14中：
54.套筒1、光纤定位单元2、待安装板3、空心轴孔101、弧形壁102、过渡壁103、集成光纤定位单元4。
具体实施方式
55.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶面”、“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
57.如图1-图14所示，本发明第一方面公开了一种光纤定位单元集成装置，便于将光纤定位单元2安装到待安装板3上。
58.其中，光纤定位单元集成装置包括套筒1和光纤定位单元2，具体地，套筒1的个数为多个，且每个套筒1具有多个空心轴孔101，光纤定位单元2分别集成在各个空心轴孔101内，且用于安装及定位光纤。套筒1和光纤定位单元2集成为集成光纤定位单元4。
59.光纤定位单元2为回转结构，具体地，回转结构为双回转结构或者单回转结构等，只要满足能够带动光纤定位单元2回转的结构均属于本发明的保护范围。
60.本实施例以回转结构为双回转结构为例，双回转结构包括空心轴、轴承、偏心轴、偏心轴齿轮、偏心轴电机、偏心支架、光纤架、中心轴内齿轮、中心轴步进电机和中心电机轴齿轮，空心轴通过轴承可转动固定在空心轴孔101内，光纤穿过空心轴，偏心支架安装在空
心轴的端面上，偏心轴电机安装在偏心支架上，且与偏心轴通过减速器传动连接，光纤架安装在偏心轴上，且用于固定光纤的头部。中心电机轴齿轮安装在中心轴步进电机的输出轴上，中心轴内齿轮安装在中心轴上，中心电机轴齿轮与中心轴内齿轮啮合传动。
61.套筒1的个数为多个，且均布在待安装板3上，铺满整个待安装板3。
62.当然，为了进一步提高待安装板3的利用率，在待安装板3的边缘处，若空间不足以安装一个套筒1，但足以安装单个的光纤定位单元2，则可在该边缘处开相应个数的单个孔以安装光纤定位单元2。
63.本发明提供的光纤定位单元集成装置，套筒1具有多个安装光纤定位单元2的空心轴孔101，通过将套筒1安装在待安装板3实现光纤定位单元2的安装。本发明避免了在整个待安装板3上一个个单独安装光纤定位单元2导致的安装不便的问题。
64.在一些实施例中，套筒1的外壁包括弧形壁102和过渡壁103，弧形壁102包覆空心轴孔101，且弧形壁102向空心轴孔101的轴心方向弯曲，过渡壁103光滑过渡连接相邻的弧形壁102，且与弧形壁102外切设置，即弧形壁102向外凸起，过渡壁103向内凹陷，以便于减小套筒1占用面积，进而提高待安装板3上安装套筒1的个数。
65.具体地，套筒1一体成型设置，且套筒1的外壁光滑。
66.在一些实施例中，空心轴孔101的轴心线平行设置，相邻空心轴孔101的间距相等。需要说明的是，空心轴孔101的间距也可以根据需要进行调节。
67.在一些实施例中，如图1、图2和图4所示，套筒1上的空心轴孔101的个数为3个，且在同一端面，套筒1呈梅花状结构，空心轴孔101的中心点连线构成等边三角形。
68.套筒1形状不限于为上述形状，也可以为其它形状，例如，如图5和图6所示，套筒1上的空心轴孔101的个数为4个，且在同一端面，空心轴孔101的中心点连线构成菱形。
69.如图7和图8所示，套筒1上的空心轴孔101的个数为5个，空心轴孔101分为2排，一排为2个，另一排为3个，且在同一端面，空心轴孔101的中心点连线构成梯形。
70.如图9和图10所示，套筒1上的空心轴孔101的个数为6个，空心轴孔101分为2排，每排均为3个，且在同一端面，空心轴孔101的中心点连线构成平行四边形。
71.如图11和图12所示，套筒1上的空心轴孔101的个数为7个，空心轴孔101分为3排，中间那排的个数为3个，两边的两排的个数均为2个，且关于中间那排的空心轴孔101对称设置。
72.如图13和图14所示，套筒1上的空心轴孔101的个数为7个，空心轴孔101分为3排，中间那排及两边的任意一排的个数均为2个，另一排的个数为3个。
73.需要说明的是，空心轴孔101的个数及排布可以根据需要进行更改设定。
74.在一些实施例中，待安装板3上开设有安装孔，安装孔的形状与套筒1外壁形状契合，套筒1固定在安装孔内。具体地，套筒1插装在安装孔内。
75.与现有的光纤定位单元2相比，本发明集成后的光纤定位单元2比单个光纤定位单元2更加适合安装，多个集成也降低所需要的安装单元的个数。
76.在控制上，集成单元使得在相同光纤数目情况下所需单元的数目减少，降低了控制难度，减少了芯片使用数量，使得发热情况对观测的影响有所改善。
77.本发明第二方面公开了一种天文望远镜，包括如上述中任意一项实施例中的光纤定位单元集成装置。
78.由于本发明公开的天文望远镜包括上述任意一项实施例中的光纤定位单元集成装置，因此，上述光纤定位单元集成装置所具有的有益效果均是本发明公开的天文望远镜所包含的。
79.本发明第三方面公开了一种光纤单元集成方法，包括：
80.步骤s1：将光纤定位安装到光纤定位单元内。
81.步骤s2：将光纤定位单元依次安装到套筒上开设的各个空心轴孔内。
82.套筒上开设有多个空心轴孔，具体地，套筒可以注塑成型等。
83.步骤s3：将套筒铺满整个待安装板。
84.将套筒均布在待安装板上。
85.需要说明的是，步骤s1和步骤s2的位置可调换。
86.本发明避免了在整个待安装板上一个个单独安装光纤定位单元导致的安装不便的问题。
87.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
88.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造特点相一致的最宽的范围。
89.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。