CN102005633B - 毫米波导引头用偏置型万向球铰链 - Google Patents

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Abstract

本发明公布一种毫米波导引头用偏置型万向球铰链，由内环、中间环及外环组成。其中中间环的内球面与内环的外球面间隙配合，中间环的外球面与外环的内球面间隙配合，这四个球面共球心，该球心位于中间环实体之外，与中间环的端面的距离为H。中间环之上端口为圆柱面，用于连接天线支架或直接与天线连接，圆柱面的轴线通过球心；通过中间环在内环与外环的球面之间运动，实现天线的俯仰和摆动。所述外环底部与导引头主体连接并支撑固定内环。本发明对于3毫米导引头满足天线的旋转中心位于天线上表面中心，对于8毫米导引头使天线位于最合理空间位置，对于同等口径的导弹可以显著增大天线的有效面积，提高导引头的雷达性能。

Description

毫米波导引头用偏置型万向球铰链
技术领域
本发明属于机械传动装置，具体是毫米波导引头用偏置型万向球铰链，用于实现导引头天线的支撑、俯仰、方位角有限角运动。
背景技术
随着毫米波导引头技术的发展，对提供天线支撑、并实现方位、俯仰两维运动支撑驱动机构也提出了不同于以往的要求。对于三毫米导引头，要求其天线能够围绕天线正面中心完成方位、俯仰两维有限角运动；对于天线旋转中心无特殊要求的(如八毫米导引头)天线要位于最合理空间位置(天线旋转时不碰导弹内壁)从而显著增大
天线面积，提高导引头的整体性能。以下是几种传统常用的导引头机构：
其中背景技术图1采用四个深沟球轴承十字交叉型对称布置。背景技术图2采用一对深沟球轴承实现一维支撑，另一维采用多点约束圆弧轨道支撑。背景技术图3采用对称关节轴承(旋转中心位于轴承宽度中心位置)。通过以上3种结构图可以看出，旋转中心(两维运动轴线的交点)离天线的正面均有一定的距离。这一距离无法满足三毫米导引头要求其天线能够围绕天线正面中心来完成方位、俯仰两维有限角运动之技术要求；对于天线旋转中心无特殊要求的(八毫米导引头)天线无法满足最合理空间位置之技术要求(天线实体内接球面的球心与运动中心一致时为最合理的空间位置)。因要的此需要研制新型支撑装置，以满足以上导引头的技术要求。
发明的内容
本发明要解决的技术问题：提供了一种毫米波导引头用偏置型万向球铰链，提高导引头的技术性能，从而解决上述现有技术不能使天线位于最合理空间位置的问题。
本发明解决上述技术问题的方案是，所发明的偏置型万向球铰链由内环(内向约束)，中间环(运动环及支撑天线)、外环(起支撑和外向约束)组成。其中，中间环的内球面与内环的外球面配合，中间环的外球面与外环的内球面配合；四个间隙配合球面同球心，该球心位于中间环实体之外，与天线的俯仰和摆动中心基本重合；中间环之上端口为圆柱面，用于连接天线支架或直接与天线连在起，圆柱面的轴线通过球心；通过中间环在内环与外环的球面之间运动，实现天线的俯仰和摆动。所述外环底部与导引头主体连接并支撑固定内环，实现中间环在内环与外环之间准确进行方位角和俯仰角的调整。
本发明偏置型万向球铰链的球心到中间环端面的距离为H，对于3毫米导引头，H值等于天线厚度加支架厚度，以此来保证天线的旋转中心位于天线正面中心；对于8毫米导引头，H值等于天线厚度的一半加支架厚度，以此来保证天线的旋转中心位于天线实体内接球面的球心，从而最合理利用导弹内部空间作到天线有效面积最大化。
根据精度要求各配合球面之间留有间隙。该万向球铰链结构简单、零件少、易装配调整，满足3毫米导引头技术要求。对于天线旋转中心无特殊要求的(8毫米导引头)可以使天线位于最合理空间位置(天线实体内接球面的球心与运动中心一致)从而显著增大天线面积，提高导引头的整体性能。
与现有技术相比，本发明之毫米波导引头用偏置型万向球铰链具有如下特点：
(1)对于3毫米天线，偏置型万向球铰链可以满足天线的旋转中心位于天线正面中心。
(2)偏置型万向球铰链可以使天线位于最合理空间位置(天线实体内接球面的球心与运动中心一致)。对于同等口径的导弹可以显著增大天线的有效面积，提高毫米波导引头的性能。
(3)偏置型万向球铰链结构简单，零件少，加工、装配、调试方便，工作稳定可靠，有效降低了研发成本。
(4)偏置型万向球铰链容易实现与天线及导引头主体的连接，使导引头整体配置便捷。
附图说明
图1四个深沟球轴承十字交叉形式导引头图片
图2一对深沟球轴承与多点约束圆弧轨道形式导引头图片
图3对称关节轴承形式导引头图片
图4本发明之毫米波导引头用偏置型万向球铰链结构示意图
图5内环结构示意图
图6中间环结构示意图
图7外环结构示意图
图8装配成一体的毫米波导引头用偏置型万向球铰链立体示意图
具体实施方式
参照上述附图，对本发明之毫米波导引头用偏置型万向球铰链具体实施方式进行如下详细叙述。
如图4所示，本发明之毫米波导引头用偏置型万向球铰链由内环1、中间环2及外环3组成。其中内环1(见图5)提供外球面并与中间环2(见图6)之内球面同球心间隙配合；内环1的球面直径为60f5，球面高度为4.4。中间环2(见图6)提供内外球面并分别与内环1(见图5)之外球面及外环3(见图7)之内球面同球心间隙配合；中间环的内球面直径为60H5，外球面直径为66h5，上端口圆柱面的高度尺寸为3，直径为59H6。外环3(见图7)提供内球面并与中间环之外球面同球心间隙配合并用于安装内环1并与导引头主体连接，外环3内球面直径为66F5。所述中间环2的内球面与内环1的外球面间隙配合精度为H5/f5；中间环2的外球面与外环3的内球面间隙配合精度为F5/h5。
偏置型万向球铰链的三个环的四个间隙配合球面为同一球心，该球心位于中间环实体之外，到中间环端面的距离为H。中间环2之上端口为圆柱面，在中间环2的上端口之圆柱面上开设有螺纹孔，用于连接天线支架，该支架的作用是将天线与中间环连在一起，同时适应不同的天线；也可以不要支架而直接将天线连接在中间环上。圆柱面的轴线通过球心；通过中间环在内环与外环的球面之间运动，实现天线的俯仰和摆动，天线的俯仰和摆动中心与偏置型万向球铰链的球心基本重合。
根据图4，对于3毫米导引头，偏置型万向球铰链的球心到中间环端面的距离H值等于天线厚度加支架厚度，H值具体为3毫米至5毫米之间，以此来保证天线的旋转中心位于天线正面中心。对于8毫米导引头，H值等于天线厚度的一半加支架厚度，H值具体在1.5毫米至5毫米之间，以此来保证天线的旋转中心位于天线实体内接球面的球心，从而最合理利用导弹内部空间作到天线有效面积最大化。
图8为偏置型万向球铰链立体示意图。由图5以及试验都表明：本发明之毫米波导引头用偏置型万向球铰链零件少，加工、装配、调试方便，工作稳定可靠。对于3毫米导引头可以满足天线的旋转中心位于天线正面中心之要求，对于8毫米导引头可以使天线位于最合理空间位置(天线实体内接球面的球心与运动中心一致)，对于同等口径的导弹可以显著增大天线的有效面积，提高导引头的雷达性能。

Claims (3)

1.一种毫米波导引头用偏置型万向球铰链，其特征在于：由内环(1)、中间环(2)及外环(3)组成，所述中间环(2)的内球面与内环(1)的外球面间隙配合，中间环(2)的外球面与外环(3)的内球面间隙配合，这四个球面共球心，该球心位于中间环实体之外，构成偏置型万向球铰链；中间环(2)之上端口为圆柱面，用于连接天线支架或直接与天线连接，圆柱面的轴线通过球心；通过中间环在内环与外环的球面之间运动，实现天线的俯仰和摆动，天线的俯仰和摆动中心与偏置型万向球铰链的球心基本重合；所述外环(3)底部与导引头主体连接并支撑固定内环(1)。
2.根据权利要求1所述的毫米波导引头用偏置型万向球铰链，其特征在于：所述中间环(2)的内球面与内环(1)的外球面间隙配合精度为H5/f5，其中H5是中间环(2)的内球面的直径尺寸公差，f5是内环(1)的外球面的直径尺寸公差；中间环(2)的外球面与外环(3)的内球面间隙配合精度为F5/h5，其中h5是中间环(2)的外球面的直径尺寸公差，F5是外环(3)的内球面的直径尺寸公差。
3.根据权利要求1所述的毫米波导引头用偏置型万向球铰链，其特征在于：偏置型万向球铰链的球心到中间环端面的距离为H，对于3毫米导引头，H值等于天线厚度加支架厚度，以此来保证天线的旋转中心位于天线正面中心：对于8毫米导引头，H值等于天线厚度的一半加支架厚度，以此来保证天线的旋转中心位于天线实体内接球面的球心，从而最合理利用导弹内部空间作到天线有效面积最大化。
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