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赤道仪上的谐波减速器

2022-5-29 11:08| 发布者: imufu| 查看: 83001| 评论: 0

摘要: 闲来无事写写赤道仪上使用的谐波减速器,还请个看官喜欢。先说说大家常说的谐波减速器编号14,17,20,25...,这个编号是齿轮节圆直径,直径越大编号越大,负载能力越强。除了齿轮直径大小,还有一个重要参数就是柔轮 ...
闲来无事写写赤道仪上使用的谐波减速器,还请个看官喜欢。

先说说大家常说的谐波减速器编号14,17,20,25...,这个编号是齿轮节圆直径,直径越大编号越大,负载能力越强。



除了齿轮直径大小,还有一个重要参数就是柔轮齿高,一般分为标准型,短筒型,还有高扭矩型,也就是说同样是17的谐波,标准型比短筒型扭矩更高,当然重量和体积也更大。(还未见过使用高扭矩谐波减速器的赤道仪)



标准和短筒负载扭矩对比,各厂家略有不同,但大致相同



谐波减速器是个标准件,所以减速比也是固定的,一般会有50,80,100,120,160...不会出现144这样的减速比。

上面看到了谐波减速器三件套,柔轮,钢轮,波发生器。赤道仪所用的减速器却不是这个样子。减速器厂家为了设备厂家使用方便一般会将减速器和支撑轴承(交叉滚子轴承)组合好提供给设备厂家,常见的谐波减速器其实是下面的样子。



彩虹谐波赤道仪使用的扁平型谐波减速器(短筒)



EM31使用的杯型谐波减速器(短筒)



EM31 Pro使用的谐波减速器



据目前个人能够获得的信息来看,谐波赤道仪多使用扁平型,不过几乎所有厂家都没有公开详细型号,还需要大家一起去搜寻。

再来讲讲赤道仪载重能力,谐波赤道仪的无重锤负载能力来源于谐波减速器高扭矩负载能力。(暂时不考虑其它因素影响)因为是扭矩负载所有就离不开力臂和力。理论上同样的谐波减速器力臂越小,载重越高。



RA轴扭矩的简单计算可以根据:赤道仪RA轴线距DEC端面距离,望远镜重心距DEC端面距离相加再乘以设备重量获得 (当然这里还需要加鸠尾槽快装板底板厚度)

根据公开信息我们可以列举一些谐波赤道仪RA轴线距DEC端面距离:

彩虹 RST 135:78mm

EM31:70.5mm

AM5:95mm

EM31 Pro:80mm

大家可以根据自己手中的设备测量或者预估一下重心位置做个简单计算

最后来讲讲谐波减速器装配和密封性

首先说装配,前面已经说过了谐波减速器是标准件,既然是标准件那么装配结构就简单了,就一句话flow STD遵循标准。看的懂英文的去找HD的手册,看不懂的也没关系找绿的。这些标准是比咱聪明并专业的一群人搞出来的,非必要不更改,别没事搞个“创新”。

谐波减速器与电机的连接就两种,直驱和加二级减速常用是同步轮。

还是RST 135的图,RA轴用同步轮,DEC直驱。





这里额外说明一下,彩虹用的是伺服电机加减速器,如果用步进电机直驱可能会造成赤道仪分辨率不够,步进电机是一步一步走的,不管你细分多高都不能改变这个特性,细分高理论上看似能够提高分辨率,但是实际上你根本就不知道电机停在哪里。。。

谐波减速器旋转输入是在波发生器上,直驱可以将电机转轴通过联轴器连接在波发生器上,如果装同步轮需要一个有轴承支撑的旋转轴和波发生器连接,这里的轴承支撑很重要,因为同步轮会受到同步带的拉力。轴承能够有效的隔离同步轮对波发生器造成的径向和轴向力。上图rst 135就有两个轴承。

EM31 PRO采用同步轮端双轴承,远端单轴承设计。



以上结构均能够通过谐波减速器产品手册查询获得。如果使用中轴一体的谐波减速器就不需要额外设计旋转轴和支撑结构直接装同步轮就行,但是这样会增加赤道仪体积和重量。

波发生器上的中孔直径和安装螺纹孔位置可以根据具体设计与厂家沟通进行更改。

这个算不算天文订制。。。

其它的更改一般厂家不接受,除非量很大或者不计成本



关于密封先看看下面这张图片:



图片中是两只HD同样型号的谐波减速器,左边是擦干净油脂并被经常被“抚摸”的,右边未除油并一直保存在密封袋中的。左边这只已经生锈,并且能看到指纹印记。谐波减速器钢轮和柔轮材料是球墨铸铁,它不防锈,目前还没发现那家用不锈钢做谐波减速器的

再看看这张图,还是上面图片里右边的那只,减速器油脂填充在整个三件套中间,保证减速器得到良好润滑。可以这样说油脂是谐波减速器核心中的核心。试想一下油脂进灰尘或者沙砾的后果。



赤道仪使用的环境,高湿,极寒,高热,沙漠戈壁,可比工业机器人的使用环境差多了。

彩虹RSA 135的RA轴完全看不到减速器外漏



DEC轴还专门加了个铁盖子遮挡谐波减速器



再看看EM31,也没有外露



不过咱不但不外露还有密封圈,下图是EM31 RA轴密封圈



EM31 PRO RA轴和 DEC轴均有密封圈设计



今天就写到这里,后面还会有更新。

欢迎关注EM 谐波赤道仪公众号。

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