專利名稱：高精度大負(fù)載x-y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在雷達(dá)、衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)領(lǐng)域控制、跟蹤和數(shù)據(jù)通訊上，用于天 饋系統(tǒng)隨動(dòng)跟蹤的遙控轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的遙控轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)一般是A-E轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)，而X-Y型轉(zhuǎn)臺(tái)很少見(jiàn)于文獻(xiàn)報(bào)道， 目前國(guó)內(nèi)大部分大負(fù)荷的X-Y型轉(zhuǎn)臺(tái)采用的均為國(guó)外引進(jìn)，只有部分小負(fù)荷的X-Y型轉(zhuǎn)臺(tái) 由國(guó)內(nèi)研究所研制；這是由于X-Y型轉(zhuǎn)臺(tái)存在著諸如不平衡力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)回差等眾多技術(shù)難 點(diǎn)較難以攻破的問(wèn)題存在，而這些問(wèn)題在大負(fù)荷的情況下，表現(xiàn)得尤為明顯；而目前在國(guó)內(nèi) 的雷達(dá)、衛(wèi)星跟蹤/通訊、無(wú)人機(jī)遙控遙測(cè)等領(lǐng)域，所用的天饋系統(tǒng)是必須過(guò)頂運(yùn)動(dòng)的，而 通常用的A-E轉(zhuǎn)臺(tái)是不具備過(guò)頂運(yùn)動(dòng)功能的；因此在這個(gè)領(lǐng)域中，X-Y轉(zhuǎn)臺(tái)被大量使用，隨 著國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，需要遠(yuǎn)距離高精度的跟蹤和遙控通訊，這就需要有大口徑的天饋 系統(tǒng)來(lái)保證信號(hào)的增益和方向圖，這樣的天饋系統(tǒng)口徑的增加，必然帶來(lái)負(fù)荷的增大，對(duì)保 證天饋系統(tǒng)跟蹤運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的困難。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供了一種高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn) 實(shí)時(shí)過(guò)頂高精度地轉(zhuǎn)動(dòng)在X-Y的任意設(shè)定方向，還可以實(shí)現(xiàn)野外長(zhǎng)期免維護(hù)工作的目標(biāo)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、 電控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、減速機(jī)、座架，所述的座架包括機(jī)械臺(tái)體、控制機(jī)柜、計(jì)算機(jī)及連接電 纜，其特征是機(jī)械臺(tái)體包括縱搖軸系和橫搖軸系，所述的縱搖軸系，包括縱搖軸、0形外框及 天線支架；所述的橫搖軸系，包括橫搖軸及U形底座；縱搖軸通過(guò)軸承支承在0形外框上并 帶動(dòng)臺(tái)面作縱搖運(yùn)動(dòng)，橫搖軸通過(guò)軸承支承在U形底座上并帶動(dòng)橫搖軸系作橫搖運(yùn)動(dòng)；所 述的橫搖軸包括橫搖前軸和后軸；所述的縱搖軸包括縱搖左軸和右軸；減速機(jī)和伺服電機(jī) 安裝在縱搖右軸和橫搖前軸上；伺服電機(jī)后部還設(shè)置有制動(dòng)器；在縱搖左軸和橫搖后軸上 均安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器；在縱搖軸系和橫搖軸系內(nèi)分別設(shè)置有4個(gè)機(jī)械限位開(kāi)關(guān)，其限位角 度位-95° +95。所述的縱搖左、右軸分別通過(guò)左、右軸承組支撐在0形外框上，縱搖左、右軸與0形 外框相聯(lián)，0形外框設(shè)置有螺紋孔，用于安裝天線支架。所述的橫搖前、后軸分別通過(guò)前、后軸承組支撐在U形底座上，前、后軸與0形外框 相聯(lián)。在縱搖左、右軸的支承位置各安裝一對(duì)角接觸球軸承；在橫搖前、后軸的支承位置 各安裝一對(duì)角接觸球軸承。0形外框和U形底座設(shè)計(jì)成中空箱形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型由計(jì)算機(jī)編程電控操作的方式，使轉(zhuǎn)臺(tái)座架的機(jī)械裝置隨著程序給出 的方位與俯仰角數(shù)據(jù)，在大負(fù)荷的情況下(大于150公斤)實(shí)時(shí)過(guò)頂高精度地轉(zhuǎn)動(dòng)在X-Y
3的任意設(shè)定方向，還可以在戶外高低溫環(huán)境和風(fēng)雨侵蝕下工作，能夠防塵、防沙、防水，實(shí)現(xiàn) 野外長(zhǎng)期免維護(hù)工作的目標(biāo)。

圖1是本實(shí)用新型的橫搖軸系結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的縱搖軸系結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、伺服電機(jī)4、減速機(jī) 10、軸承與座架組成。座架主要由機(jī)械臺(tái)體、控制機(jī)柜、計(jì)算機(jī)及連接電纜等組成，本座架為 一雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)，其兩軸為O-U型結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)為縱搖，外環(huán)為橫搖，兩軸均為電動(dòng)軸系。即縱搖軸 通過(guò)軸承支承在O形外框5上并帶動(dòng)臺(tái)面作縱搖運(yùn)動(dòng)，橫搖軸通過(guò)軸承支承在U形底座1 上并帶動(dòng)縱搖軸系作橫搖運(yùn)動(dòng)。內(nèi)環(huán)軸系即縱搖軸系，其主要由縱搖左軸8、左軸承組、縱搖右軸11、右軸承組、旋 轉(zhuǎn)編碼器2、機(jī)械限位開(kāi)關(guān)6及天線支架9等組成?？v搖左、右軸遙過(guò)左、右軸承組支撐在0形外框1上，左、右軸與0形外框5相聯(lián)。 0形外框上設(shè)置有螺紋孔，用于安裝天線支架9。天線支架再安裝天線。內(nèi)環(huán)軸系通過(guò)安裝在內(nèi)環(huán)右軸11上的減速機(jī)10及伺服電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)內(nèi) 環(huán)軸部件轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)縱搖。在內(nèi)環(huán)左軸8上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器2，其與內(nèi)環(huán)軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)可輸出電壓信號(hào)，該 信號(hào)經(jīng)處理送給內(nèi)環(huán)軸控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)環(huán)軸的閉環(huán)控制。內(nèi)環(huán)左、右軸采用不銹鋼材料，加工中采用精密加工和穩(wěn)定處理工藝，確保零件的 高精度和穩(wěn)定性，從而更好地保證軸系的高回轉(zhuǎn)精度，并能防止主軸銹蝕。在左、右主軸支承位置各安裝一對(duì)由不銹鋼材料加工而成的高精度角接觸球軸 承，該類型軸承與主軸構(gòu)成的軸系具有徑向、軸向承載能力大，回轉(zhuǎn)精度高的特點(diǎn)，能夠滿 足使用要求。U形底座1和0形外框5設(shè)計(jì)成中空箱形結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度鑄鐵材料，并經(jīng)強(qiáng)化和 穩(wěn)定處理，保證其具有足夠的剛度及穩(wěn)定精度。伺服電機(jī)4后部還設(shè)置有制動(dòng)器，用于縱搖到位后將內(nèi)環(huán)主軸鎖定。內(nèi)環(huán)還設(shè)置 有4個(gè)機(jī)械限位開(kāi)關(guān)6，其限位角度位-95° +95°保證轉(zhuǎn)臺(tái)和測(cè)試件的安全。外環(huán)軸系即橫搖軸系，其主要由前軸7、前軸承組、后軸3、后軸承組、0形外框5、旋 轉(zhuǎn)編碼器2、機(jī)械限位開(kāi)關(guān)6及U形底座1等組成。前、后軸通過(guò)前、后軸承組支撐在U形底座1上，前、后軸與0形外框1相聯(lián)，組成 外環(huán)軸系。外環(huán)軸系通過(guò)安裝在外環(huán)前軸上的減速機(jī)10及伺服電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，從而帶動(dòng)外環(huán)軸 部件轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)橫搖。在外環(huán)后軸3上安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器器2，其與外環(huán)軸一起旋轉(zhuǎn)時(shí)可輸出電壓信號(hào)， 該信號(hào)經(jīng)處理送給外環(huán)軸控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外環(huán)軸的閉環(huán)控制。
4[0026]外環(huán)前、后軸采用不銹鋼材料，加工中采用精密加工和穩(wěn)定處理工藝，確保零件的 高精度和穩(wěn)定性，從而更好地保證軸系的高回轉(zhuǎn)精度，并能防止主銹蝕。在前、后軸的支承位置各安裝一對(duì)由不銹鋼材料加工而成的高精度角接觸球軸 承，該類型軸承與前、后軸構(gòu)成的軸系具有徑向、軸向承載能力大，回轉(zhuǎn)精度高的特點(diǎn)，能夠 滿足使用要求。U形底座1設(shè)計(jì)成中空箱形結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度鑄鐵材料，并經(jīng)強(qiáng)化和穩(wěn)定處理，使 其重量較低且保證其具有足夠的剛度及穩(wěn)定精度。底座還設(shè)置有與基座連接的螺紋孔，具 體尺寸設(shè)計(jì)時(shí)確定。伺服電機(jī)4后部還設(shè)置有制動(dòng)器，用于橫搖到位后將外環(huán)主軸鎖定。外環(huán)還設(shè)置 有4個(gè)機(jī)械限位開(kāi)關(guān)6，其限位角度位-95° +95°，保證轉(zhuǎn)臺(tái)和測(cè)試件的安全。本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)材料、電機(jī)及電子元器件選型上應(yīng)選用適應(yīng)低溫環(huán)境的；對(duì)主 軸采用不銹鋼材料加工，軸承采用不銹鋼軸承，對(duì)暴露在外的其他零件外表面做耐腐蝕油 漆處理；在主軸等旋轉(zhuǎn)部位采用密封圈進(jìn)行密封。電機(jī)、減速器防護(hù)等級(jí)進(jìn)行提高，選用防 護(hù)等級(jí)為IP65級(jí)以上產(chǎn)品，使其滿足環(huán)境要求。對(duì)控制柜及電路板按三防要求設(shè)計(jì)生產(chǎn)。 同時(shí)，對(duì)零件外露表面進(jìn)行采用納米型重防護(hù)涂層材料防護(hù)處理該型涂料能在各種惡劣自 然環(huán)境地區(qū)對(duì)需密封部位實(shí)施長(zhǎng)期有效的防護(hù)?？紤]到戶外大風(fēng)的影響，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)按10 級(jí)風(fēng)進(jìn)行風(fēng)載荷設(shè)計(jì)。對(duì)受力結(jié)構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)，電機(jī)、減速器、主軸等驅(qū)動(dòng)部件應(yīng)留有足夠 的余量，保證能克服風(fēng)阻影響。
權(quán)利要求高精度大負(fù)載X Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、伺服電機(jī)(4)、減速機(jī)(10)、座架，所述的座架包括機(jī)械臺(tái)體、控制機(jī)柜、計(jì)算機(jī)及連接電纜，其特征是機(jī)械臺(tái)體包括縱搖軸系和橫搖軸系，所述的縱搖軸系，包括縱搖軸、O形外框(5)及天線支架(9)；所述的橫搖軸系，包括橫搖軸及U形底座(1)；縱搖軸通過(guò)軸承支承在O形外框(5)上并帶動(dòng)臺(tái)面作縱搖運(yùn)動(dòng)，橫搖軸通過(guò)軸承支承在U形底座(1)上并帶動(dòng)橫搖軸系作橫搖運(yùn)動(dòng)；所述的橫搖軸包括橫搖前軸(7)和后軸(3)；所述的縱搖軸包括縱搖左軸(8)和右軸(11)；減速機(jī)(10)和伺服電機(jī)(4)安裝在縱搖右軸(11)和橫搖前軸(7)上；伺服電機(jī)(4)后部還設(shè)置有制動(dòng)器；在縱搖左軸(8)和橫搖后軸(3)上均安裝有旋轉(zhuǎn)編碼器(2)；在縱搖軸系和橫搖軸系內(nèi)分別設(shè)置有4個(gè)機(jī)械限位開(kāi)關(guān)(6)，其限位角度位 95°～+95。
2.如權(quán)利要求1所述的高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，其特征是所述的縱搖 左、右軸分別通過(guò)左、右軸承組支撐在0形外框(5)上，縱搖左、右軸與0形外框(5)相聯(lián)， 0形外框上設(shè)置有螺紋孔，用于安裝天線支架(9)。
3.如權(quán)利要求1所述的高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，其特征是所述的橫搖 前、后軸分別通過(guò)前、后軸承組支撐在U形底座⑴上，前、后軸與0形外框(5)相聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，其特征是在縱搖左、右 軸的支承位置各安裝一對(duì)角接觸球軸承；在橫搖前、后軸的支承位置各安裝一對(duì)角接觸球 軸承。
5.如權(quán)利要求1所述的高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，其特征是0形外框(5) 和U形底座(1)設(shè)計(jì)成中空箱形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種高精度大負(fù)載X-Y型遙控轉(zhuǎn)臺(tái)隨動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、電控系統(tǒng)、伺服電機(jī)、減速機(jī)、軸承與座架，其特征是所述的座架包括機(jī)械臺(tái)體、控制機(jī)柜、計(jì)算機(jī)及連接電纜，機(jī)械臺(tái)體包括縱搖軸系和橫搖軸系，所述的縱搖軸系，包括縱搖軸、O形外框及天線支架；所述的橫搖軸系，包括橫搖軸及U形底座；縱搖軸通過(guò)軸承支承在O形外框上并帶動(dòng)臺(tái)面作縱搖運(yùn)動(dòng)，橫搖軸通過(guò)軸承支承在U形底座上并帶動(dòng)橫搖軸系作橫搖運(yùn)動(dòng)；在縱搖軸系和橫搖軸系內(nèi)分別設(shè)置有4個(gè)機(jī)械限位開(kāi)關(guān)，其限位角度位-95°～+95。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)過(guò)頂高精度地轉(zhuǎn)動(dòng)在X-Y的任意設(shè)定方向，還可以實(shí)現(xiàn)野外長(zhǎng)期免維護(hù)工作的目標(biāo)。
文檔編號(hào)H01Q3/08GK201741813SQ20102027808
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者易蓬, 楊進(jìn) 申請(qǐng)人:西安展翼航空科技有限公司