一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置及調(diào)姿方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種調(diào)姿裝置和方法，更具體地，涉及一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置及調(diào)姿方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)是利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備。隨著當(dāng)今飛行器(包括飛機(jī)、導(dǎo)彈等)隱身技術(shù)的不斷發(fā)展，地面負(fù)責(zé)防空預(yù)警的雷達(dá)也朝著大型化和快速響應(yīng)等方向發(fā)展。作為武器裝備，地面雷達(dá)從機(jī)動(dòng)性上可分為固定式和移動(dòng)式兩類。對(duì)于大口徑的雷達(dá)天線，需分塊處理才能滿足運(yùn)輸要求。到達(dá)架設(shè)地點(diǎn)后，天線邊塊調(diào)整到正確位姿后，進(jìn)行對(duì)接組裝為整體，以進(jìn)行工作。
[0003]目前天線對(duì)接主要采用吊車吊裝，人工對(duì)接裝配的方法。這種方法不夠靈活輕便，耗時(shí)長(zhǎng)，效率低，影響機(jī)動(dòng)性;而且對(duì)接精度大多依賴于現(xiàn)場(chǎng)操作人員的操作水平和已有經(jīng)驗(yàn)，對(duì)接精度穩(wěn)定性難以保證。
[0004]國(guó)外在大部件調(diào)姿對(duì)接裝配中，大部件采用多個(gè)定位器進(jìn)行支撐，通過自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)大部件的位姿調(diào)整和對(duì)接。德國(guó)寶捷公司、西班牙SERRA公司和M.Torr is公司等飛機(jī)數(shù)字化裝配設(shè)備制造商，分別提出了各種三坐標(biāo)支撐機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)飛機(jī)大部件的位姿調(diào)整和對(duì)接裝配。但是，基于定位器的調(diào)姿裝配系統(tǒng)，一般都需要冗余控制，對(duì)控制方法提出了更高的要求。
[0005]國(guó)內(nèi)方面，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第38所的唐為民，采用以CCD相機(jī)和激光掃描雷達(dá)為核心的測(cè)量行，并使用由承載平臺(tái)、升降柱、滑塊和轉(zhuǎn)臺(tái)等組成的對(duì)接系統(tǒng)，構(gòu)建了一套天線自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)，成都中電錦江公司的周紅等人，設(shè)計(jì)了一種采用了平行四邊形機(jī)構(gòu)等組合而成的六自由度對(duì)接平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)了某型號(hào)米波雷達(dá)天線的自動(dòng)對(duì)接。背景衛(wèi)星環(huán)境工程研究所的熊濤等人，使用室內(nèi)GPS技術(shù)和六自由度6-SPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)研制了一套衛(wèi)星自動(dòng)對(duì)接系統(tǒng)。中航工業(yè)沈飛公司的金慶勉等人，使用由PLC控制的工裝和以激光跟蹤儀和激光準(zhǔn)直儀為核心測(cè)量系統(tǒng)，對(duì)飛機(jī)機(jī)身各部分的自動(dòng)對(duì)接進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
[0006]目前并聯(lián)機(jī)構(gòu)已經(jīng)在加工中心、定位和定向機(jī)械、測(cè)量機(jī)、裝配機(jī)械等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。近年來，把并聯(lián)機(jī)構(gòu)用于支撐調(diào)姿方面的研究也取得了一定成果，例如同濟(jì)大學(xué)針對(duì)3RPS并聯(lián)機(jī)構(gòu)用于發(fā)動(dòng)機(jī)支撐臺(tái)架進(jìn)行了相關(guān)研究;2001年，盛英等把Stewart并聯(lián)機(jī)構(gòu)用于車載雷達(dá)天線自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，從而為并聯(lián)機(jī)構(gòu)在自動(dòng)調(diào)平支撐系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了一條可行的參考依據(jù)；德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)于1999年在校園建造的大型天文望遠(yuǎn)鏡，它采用Stewart平臺(tái)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為調(diào)姿支撐機(jī)構(gòu)，等等。此外，并聯(lián)機(jī)構(gòu)可不采用冗余驅(qū)動(dòng)就能夠?qū)崿F(xiàn)六自由度的調(diào)姿運(yùn)動(dòng)，控制簡(jiǎn)單。鑒于以上研究，可見并聯(lián)機(jī)構(gòu)具有用于大型部件的調(diào)姿裝配系統(tǒng)的潛能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種三自由度調(diào)姿裝置及方法，使得調(diào)姿裝置結(jié)構(gòu)緊湊，豎直方向上占用空間小，很好地適應(yīng)了車載天線結(jié)構(gòu)對(duì)高度有限制的工作條件。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置，所述三自由度調(diào)姿裝置包括支撐平臺(tái)、電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)1、電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m，所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)1、電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)π和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m均固定連接于支撐平臺(tái)上，所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m的安裝方向與電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)π的安裝方向相互垂直，所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)π與電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I或電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m的一端連接。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括安裝座1、導(dǎo)軌1、滑塊1、電動(dòng)缸I和連接頭I，所述安裝座I固定在支撐平臺(tái)上，所述導(dǎo)軌I固定連接在安裝座I上，所述電動(dòng)缸I的一端固定連著多個(gè)滑塊I，所述滑塊I活動(dòng)連接在導(dǎo)軌I上，所述電動(dòng)缸I的一端固定連接有連接頭I。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電動(dòng)缸I可以為電動(dòng)杠、液壓缸或者氣壓缸。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)π和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m與電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I相同。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述支撐平臺(tái)上設(shè)有多個(gè)加強(qiáng)筋。
[0013]采用所述的一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置實(shí)現(xiàn)三自由度調(diào)姿，其特征在于:所述調(diào)姿方法包括:
[0014]左右移動(dòng):
[0015]步驟一:保持電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m不動(dòng)作；
[0016]步驟二:電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π動(dòng)作；
[0017]上下移動(dòng):
[0018]步驟一:保持電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π不動(dòng)作；
[0019]步驟二:電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m動(dòng)作，且電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m的行程相同；
[0020]旋轉(zhuǎn):
[0021 ]步驟一:保持電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π不動(dòng)作；
[0022]步驟二:電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m動(dòng)作，且電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)I和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m的行程不相同。
[0023]本發(fā)明一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置及調(diào)姿方法的有益效果為:
(I)驅(qū)動(dòng)裝置在平面內(nèi)動(dòng)作，即可實(shí)現(xiàn)天線陣面三個(gè)自由度的位姿調(diào)整；(2)調(diào)姿裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便；(3)調(diào)姿裝置結(jié)構(gòu)緊湊，豎直方向上占用空間小，很好的適應(yīng)了車載天線結(jié)構(gòu)對(duì)高度有限制的工作條件。
【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]圖1為本發(fā)明一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1中電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的示意圖。
[0027]圖3為圖1中電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12的結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0028]圖4為圖1中電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中:支撐平臺(tái)I;加強(qiáng)筋1-1;電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12;安裝座12-1;導(dǎo)軌12-2;滑塊I2-3;電動(dòng)缸12-4;連接頭12-5;電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π 3;安裝座Π 3_1;導(dǎo)軌Π 3-2;滑塊Π 3-3 ；電動(dòng)缸Π 3-4;連接頭Π 3-5;電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)ΙΠ4;安裝座ΙΠ4-1;導(dǎo)軌ΙΠ4-2;滑塊ΙΠ4-3 ；電動(dòng)缸ΙΠ4-4;連接頭ΙΠ4-5;鎖緊銷5;連接座6。
【具體實(shí)施方式】
[0030]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1、2、3、4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種適用于雷達(dá)天線邊塊的三自由度調(diào)姿裝置，包括支撐平臺(tái)1、電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12、電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π 3和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)ΙΠ4。
[0031]所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12、電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π3和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)ΙΠ4均固定連接于支撐平臺(tái)I上，所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)ΙΠ4的安裝方向與電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π 3的安裝方向相互垂直，其中電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)ΙΠ4用于控制某一水平方向上的移動(dòng)，電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π 3用于控制與電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12和電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)m 4所控制方向垂直的水平方向上的移動(dòng)。
[0032]所述電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)Π3與電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)12或電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)ΙΠ4的一端連接，兩個(gè)電動(dòng)伺服滑動(dòng)機(jī)構(gòu)上的連接頭通過鎖緊銷5活動(dòng)連接，并且設(shè)有連接座6。
[0033]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1、2、3、4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述電動(dòng)伺服滑