本發(fā)明涉及運動模擬技術領域，更具體地涉及一種弧形遠距離目標運動模擬器。

背景技術：

目標運動模擬器是用于模擬特定目標，例如導彈、飛機等飛行器的運動的裝置，通常與飛行模擬器配合使用，主要用于測試導彈或雷達追蹤系統(tǒng)的追蹤性能。針對運動目標的特點，根據(jù)其與追蹤系統(tǒng)的遠近，目標運動模擬器可以大致劃分為針對紅外目標源的近距離目標運動模擬器和針對射頻目標的遠距離目標運動模擬器。

對于遠距離目標運動模擬器而言，射頻目標源與追蹤系統(tǒng)相距大約5至15m，并且要求射頻目標源在運動過程中始終指向追蹤系統(tǒng)。目前，遠距離目標運動模擬器的結(jié)構主要分為兩種，一種是在縱向和橫向兩個方向形成類似十字架形式的XY平臺，在其末端安裝指向機構，以用于確保射頻目標源在運動過程中始終指向追蹤系統(tǒng)；另一種是將縱向和橫向兩個方向形成圓弧形的XY平臺，以用于確保目標源始終沿著球面運動，由此可以省略指向機構。由于省略了指向機構，圓弧形遠距離目標運動模擬器具有結(jié)構簡單、負載輕等特點，容易實現(xiàn)更高的指標，但是現(xiàn)有技術的弧形導軌和弧形驅(qū)動機構的設計難以確保目標源沿著球面精確、高速、高加速度、高頻響地運動。

因此，特別是在航空航天技術領域，需要改進性能的弧形遠距離目標運動模擬器，以滿足測試追蹤系統(tǒng)的追蹤性能的需要。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種弧形遠距離目標運動模擬器，其能夠高精度、高速、高加速度、高頻響地模擬目標源沿著球面的運動。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，該弧形遠距離目標運動模擬器包括：縱向部件，所述縱向部件包括縱向圓弧形導軌和至少一個驅(qū)動電機，所述至少一個驅(qū)動電機用于使安裝有目標源的滑塊沿著所述縱向圓弧形導軌作縱向圓弧運動；多個橫向部件，每個所述橫向部件包括橫向圓弧形導軌和直線電機驅(qū)動系統(tǒng)，所述直線電機驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動所述縱向部件沿著所述橫向圓弧形導軌作橫向圓弧運動；以及支承部件，所述支承部件包括金屬結(jié)構墻體以及固定于所述金屬結(jié)構墻體并且用于支撐所述橫向部件的懸臂。

根據(jù)實施例，所述縱向部件還包括用于安裝所述縱向圓弧形導軌和磁柵尺反饋裝置的導軌安裝板以及用于安裝所述導軌安裝板的支架，其中所述導軌安裝板可以被調(diào)整以確保所述縱向圓弧形導軌的平面度并且所述磁柵尺反饋裝置用于監(jiān)測所述滑塊的實時位置以實現(xiàn)位置閉環(huán)控制。根據(jù)實施例，所述縱向圓弧形導軌通過導軌安裝板與支架組裝在一起。根據(jù)實施例，支架可以例如由鋁矩形管材、鋁方管材及鋁板焊接制成；然而本發(fā)明不限于此，任何合適的金屬、形狀及加工方式均可以用于制造本發(fā)明的縱向部件的支架。

根據(jù)實施例，所述至少一個電機包括分別設置在所述導軌安裝板的兩端的上端驅(qū)動電機以及下端驅(qū)動電機，所述上端和下端驅(qū)動電機均設置有卷筒，其中固定于所述滑塊兩端的繩索經(jīng)由力矩傳感器分別纏繞在各自卷筒上，以在所述上端和下端驅(qū)動電機的驅(qū)動下使所述滑塊作縱向圓弧形運動，其中所述力矩傳感器用于監(jiān)測繩索的漲緊力以實現(xiàn)力閉環(huán)控制。

根據(jù)實施例，所述導軌安裝板的兩端還安裝有滑輪，用于使驅(qū)動所述滑塊的繩索變向。

根據(jù)實施例，所述縱向圓弧形導軌為雙沿滾輪式導軌。根據(jù)進一步的實施例，該雙沿滾輪式導軌由五段導軌拼接制成。然而，本發(fā)明不限于此，任意制式的導軌及加工方法均是可行的，只要能夠滿足目標源沿著縱向圓弧形導軌精確、平滑地運動即可。

根據(jù)實施例，所述導軌安裝板的兩端安裝有緩沖器和接近開關，用于防止所述滑塊超出所述縱向圓弧形導軌的行程。根據(jù)進一步實施例，所述接近開關可以例如為光電式接近開關。然而，本發(fā)明不限于此，例如機電式接近開關也是可行的。

根據(jù)實施例，所述多個橫向部件包括由所述支承部件的懸臂分別固定于所述支承部件的上部和下部的兩個橫向部件。然而，本發(fā)明不限于此，例如分別固定于支撐部件的上中下部的三個橫向部件也是可行的。根據(jù)實施例，每個橫向部件還包括用于安裝橫向圓弧形導軌的底板，其中所述底板可以被調(diào)整以確保所述橫向圓弧形導軌的平面度。根據(jù)進一步的實施例，所述底板由鑄鐵鑄造并且由五段拼接制成，從而減小加工應力并保證加工精度。并且，可以通過分別調(diào)整五段底板來確保橫向圓弧形導軌安裝面的平面度。然而，本發(fā)明不限于此，任意合適的材料、形制及加工方法均可以用于制造本發(fā)明的橫向圓弧形導軌的底板，只要能夠確保底板的平面度即可。

根據(jù)實施例，所述橫向圓弧形導軌為單沿滾輪式導軌。根據(jù)進一步實施例，該單沿滾輪式導軌由九段導軌拼接制成。然而本發(fā)明不限于此，任意制式的導軌及加工方法均是可行的，只要能夠滿足目標源沿著橫向圓弧形導軌精確、平滑地運動即可。

根據(jù)實施例，所述多個橫向部件的所述底板的兩端安裝有緩沖器和接近開關，用于防止所述滑塊超出所述橫向圓弧形導軌的行程。根據(jù)進一步實施例，所述接近開關可以例如為光電式接近開關；然而本發(fā)明不限于此，例如機電式接近開關也是可行的。

根據(jù)實施例，所述直線電機驅(qū)動系統(tǒng)包括直線電機永磁體模塊以及直線電機動子組件，其中所述直線電機永磁體模塊設置在所述橫向部件的所述底板上，并且所述直線電機動子組件包括直線電機動子上端板以及設置在所述直線電機動子上端板上并且與所述直線電機永磁體模塊相對的直線電機動子線圈。

根據(jù)進一步實施例，所述直線電機動子組件還包括設置在所述直線電機動子上端板上并且用于與所述縱向部件的所述支架連接的縱向部件連接工裝；設置在所述直線電機動子上端板上并且用于卷繞驅(qū)動所述滑塊的繩索的縱向部件驅(qū)動裝置；以及設置在所述直線電機動子上端板上并且用于與所述橫向圓弧形導軌配合的滾輪軸承。

根據(jù)實施例，所述支承部件的所述金屬結(jié)構墻體由H型金屬材料構成。根據(jù)進一步的實施例，所述H型金屬材料可以為例如H型鋼。

附圖說明

構成說明書一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例，然而附圖中示出的實施例僅為示例性的，而不是限制性的。在附圖中使用相似的附圖標記表示相似的元件。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的弧形遠距離目標運動模擬器的總體結(jié)構示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的弧形遠距離目標運動模擬器的分解結(jié)構示意圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的滑塊沿著縱向圓弧形導軌運動的原理圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的縱向部件的結(jié)構示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的滑塊的結(jié)構示意圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的橫向部件的結(jié)構示意圖。

圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的直線電機動子組件的結(jié)構示意圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的支承部件的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明實施例的弧形遠距離目標運動模擬器。

圖1和2示出根據(jù)本發(fā)明實施例的弧形遠距離目標運動模擬器的總體結(jié)構示意圖以及分解結(jié)構示意圖。如圖1和2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的弧形遠距離目標運動模擬器包括縱向部件202，所述縱向部件202包括縱向圓弧形導軌，用于使安裝有目標源的滑塊204沿著所述縱向圓弧形導軌作縱向圓弧運動；多個橫向部件201，每個所述橫向部件包括橫向圓弧形導軌和直線電機驅(qū)動系統(tǒng)，所述直線電機驅(qū)動系統(tǒng)用于驅(qū)動所述縱向部件沿著所述橫向圓弧形導軌作橫向圓弧運動；以及支承部件203，所述支承部件包括金屬結(jié)構墻體以及固定于所述金屬結(jié)構墻體并且用于支撐所述橫向部件的懸臂。如圖1和2所示，多個橫向部件包括由支承部件的懸臂分別固定于支承部件的上部和下部的兩個橫向部件。然而，本發(fā)明不限于此，例如分別固定于支撐部件的上中下部的三個橫向部件也是可行的。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明實施例的滑塊沿著縱向圓弧形導軌運動的原理圖。如圖3所示，在本實施例中，縱向部件的至少一個電機包括上端驅(qū)動電機301以及下端驅(qū)動電機302，上端和下端驅(qū)動電機均設置有卷筒，其中安裝有目標源的滑塊303兩端經(jīng)由力矩傳感器(在圖5中示出)與繩索相連，并且滑塊303兩端的繩索305分別纏繞在各自的卷筒上，由上端和下端驅(qū)動電機301、302帶動卷筒旋轉(zhuǎn)。當置于上端的卷筒收繩、置于下端的卷筒放繩時，滑塊沿著圓弧形導軌304向上運動，反之則沿著圓弧形導軌向下運動。在實施例中，力矩傳感器用于監(jiān)測繩索的漲緊力以實現(xiàn)力閉環(huán)控制。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明實施例的縱向部件的結(jié)構示意圖。如圖4所示，縱向部件包括例如雙沿滾輪式導軌的縱向圓弧形導軌403。根據(jù)進一步的實施例，該雙沿滾輪式導軌由五段導軌拼接制成。然而，本發(fā)明不限于此，任意制式的導軌及加工方法均是可行的，只要能夠滿足目標源沿著縱向圓弧形導軌精確、平滑地運動即可。如圖4所示，縱向部件還包括用于安裝縱向圓弧形導軌403的導軌安裝板402以及用于安裝導軌安裝板402的支架401，其中所述導軌安裝板402可以被調(diào)整以確保所述縱向圓弧形導軌403的平面度。根據(jù)實施例，導軌安裝板402由七段拼接制成并且還安裝有磁柵尺反饋裝置(未圖示)。根據(jù)實施例，縱向圓弧形導軌通過導軌安裝板402與支架401組裝在一起。根據(jù)實施例，支架401可以例如由鋁矩形管材、鋁方管材及鋁板焊接制成；然而本發(fā)明不限于此，任何合適的金屬、形狀及加工方式均可以用于制造本發(fā)明的縱向部件的支架。

如圖4所示，導軌安裝板402的兩端安裝有緩沖器和接近開關404，用于防止滑塊超出縱向圓弧形導軌的行程。根據(jù)進一步實施例，接近開關可以例如為光電式接近開關。然而，本發(fā)明不限于此，例如機電式接近開關也是可行的。

如圖4所示，導軌安裝板402的兩端還安裝有滑輪405，用于使驅(qū)動滑塊的繩索變向。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明實施例的滑塊的結(jié)構示意圖。如圖5所示，在滑塊的安裝板501上設置有多個，例如八個滾輪軸承502，用于與縱向圓弧形導軌配合。滑塊的安裝板501上安裝有限位塊504和接近開關感應板505，用于與導軌安裝板402兩端的緩沖器和接近開關404配合以防止滑塊超出導軌行程。附加地，滑塊的安裝板501上還設置有力傳感器及繩索固定工裝503，用于固定纏繞導軌安裝板402的兩端的滑輪405的繩索。如上所述，力矩傳感器用于監(jiān)測繩索的漲緊力以實現(xiàn)力閉環(huán)控制。

圖6示出根據(jù)本發(fā)明實施例的橫向部件的結(jié)構示意圖。如圖5所示，橫向部件包括用于安裝橫向圓弧形導軌602、603的底板601，其中所述底板601可以被調(diào)整以確保橫向圓弧形導軌的平面度。根據(jù)進一步的實施例，底板由鑄鐵鑄造并且由五段拼接制成，從而減小加工應力并保證加工精度。并且，可以通過例如增減墊片的方式分別調(diào)整五段底板來確保橫向圓弧形導軌安裝面的平面度。然而，本發(fā)明不限于此，任意合適的材料、形制及加工方法均可以用于制造本發(fā)明的橫向圓弧形導軌的底板，只要能夠確保底板的平面度即可。

如圖6所示，在本實施例中，橫向圓弧形導軌602、603包括外單沿滾輪圓弧形導軌602以及內(nèi)單沿滾輪圓弧導軌603。根據(jù)進一步實施例，該單沿滾輪圓弧形導軌由九段導軌拼接制成。然而本發(fā)明不限于此，任意制式的導軌及加工方法均是可行的，只要能夠滿足目標源沿著橫向圓弧形導軌精確、平滑地運動即可。

如圖6所示，橫向部件的底板601的兩端安裝有緩沖器605和接近開關606，用于防止滑塊超出橫向圓弧形導軌的行程。根據(jù)進一步實施例，接近開關606可以例如為光電式接近開關；然而本發(fā)明不限于此，例如機電式接近開關也是可行的。

如圖6所示，在本實施例中，橫向部件的直線電機驅(qū)動系統(tǒng)包括直線電機永磁體模塊604以及直線電機動子組件607，其中直線電機永磁體模塊604設置在橫向部件的底板601上。

以下參照圖7更詳細地說明根據(jù)本發(fā)明實施例的直線電機動子組件的結(jié)構。圖7示出根據(jù)本發(fā)明實施例的直線電機動子組件的結(jié)構示意圖。如圖7所示，直線電機動子組件包括直線電機動子上端板701以及設置在直線電機動子上端板701上并且與直線電機永磁體模塊604相對的直線電機動子線圈704。如圖7所示，直線電機動子組件還包括設置在直線電機動子上端板701上并且用于與縱向部件的支架401連接的縱向部件連接工裝702，其中通過螺釘過孔上下調(diào)整縱向部件，保證圓心位置在可接受范圍內(nèi)；設置在701直線電機動子上端板上并且用于卷繞驅(qū)動滑塊的繩索的縱向部件驅(qū)動裝置703；以及設置在直線電機動子上端板701上并且用于與橫向圓弧形導軌602、603配合的滾輪軸承705。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的支承部件的結(jié)構示意圖。如圖8所示，在本實施例中，支承部件包括金屬結(jié)構墻體803以及固定于金屬結(jié)構墻體803并且用于支撐橫向部件的懸臂801、802。根據(jù)實施例，支承部件的金屬結(jié)構墻體803由H型鋼構成，并且其下部由鋼筋混凝土澆筑在地基內(nèi)部。如圖所示的，在本實施例中，懸臂包括上懸臂801和下懸臂802，上下懸臂801、802中的每一個可以包括例如11根懸臂。懸臂可上下調(diào)整，通過螺釘過孔和墊墊片的形式將每層的懸臂安裝面調(diào)整到一個水平面上。

如上所述，本發(fā)明提出一種由雙旋轉(zhuǎn)電機繩索傳動及直線電機混合驅(qū)動并以鋼結(jié)構支撐的弧形遠距離目標運動模擬器，其能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高速、高加速度、高頻響地模擬目標源沿著球面的運動。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。