CN103176174B - 一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台 - Google Patents

一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台 Download PDF

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一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台,包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨机构,第一运动导轨机构包括第一导轨和第一副导轨。分别能模拟探测装置在直角坐标系中Y轴、X轴和Z轴方向运动。第三运动导轨机构包括第三导轨,第三导轨下方设有旋转机构和固定机构。旋转机构能绕竖直方向旋转。固定机构为带有多个被测装置固定孔的连杆,连杆上端与旋转机构的传动轴下端连接。优点及效果:通过本发明技术方案的实施,能够在不同高度、不同天气、不同背景条件下测试毫米波探测装置是否能正确地探测、识别、跟踪等,大大方便了毫米波探测装置的调试和检测。

Description

一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台
技术领域
[0001] 本发明属机械工程测试技术领域,特别涉及一种可升降双支架四自由度毫米波探 测装置测试平台,适用于毫米波探测装置及相关产品在运动过程中性能的测试。
背景技术
[0002] 随着电子技术的迅速发展,毫米波技术的应用领域越来越广阔。在工业领域,采用 毫米波技术对极限条件下的设备运行状况进行监测逐步实施;在民用领域,基于毫米波技 术的汽车、船舶、飞机等动力系统防撞已经在欧美高端装备上开始应用,无人驾驶逐渐步入 发展轨道。毫米波探测装置测试平台可模拟毫米波探测装置的真实工作条件。由于受毫米 波探测装置测试平台的制约,毫米波技术在我国的应用一直比较滞后。如何测试毫米波探 测装置及相关产品在运动过程中的可靠性,是我们长期以来寻求解决的主要问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的,是提供一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台,解决毫米 波探测装置及相关产品在运动过程中性能的测试问题。
[0004] 采用的技术方案是:
[0005] -种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台,包括可升降的四个支柱、三维运 动导轨装置、旋转机构和固定机构。
[0006] 三维运动导轨装置,包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨 机构。
[0007] 第一运动导轨机构,包括第一电机、第一导轨、第一副导轨、第一滑块、第一副滑 块、同步传动轴、第一电机动力传动组件和同步传动轴动力传动组件。第一滑块扣设在第一 导轨的上端面上,第一滑块有带内螺纹的丝杠通孔,第一导轨的一端固定连接有齿轮室。第 一副滑块扣设在第一副导轨的上端面上,第一副滑块有带内螺纹的丝杠通孔,第一副滑块 与第一副导轨内部设置的副导轨丝杠螺纹联结。第一副导轨的一端固定连接有第四齿轮 室。同步传动轴的一端与第一电机的输出轴连接,另一端插入第四齿轮室内,并装有传动轴 锥齿轮,该传动轴锥齿轮与位于第四齿轮室内且
[0008] 装设在副导轨丝杠上的锥齿轮啮合。
[0009] 第一电机动力传动组件,包括第一丝杠、第一电机锥齿轮和第一丝杠锥齿轮,第一 丝杠装设在第一导轨内,且与第一滑块的丝杠通孔螺纹联结,第一丝杠的无螺纹段伸入到 齿轮室内,并装设有第一丝杠锥齿轮,第一电机固定在齿轮室的侧壁上,第一电机的输出轴 穿过齿轮室侧壁上的电机轴孔伸入到齿轮室内,第一电机的输出轴上装设有第一电机锥齿 轮,且第一电机锥齿轮与第一丝杠锥齿轮啮合。同步传动轴动力传动组件在结构上与第一 电机动力传动组件相同。
[0010] 第二运动导轨机构,包括第二电机、第二滑块、第二导轨和第二电机动力传动组 件;第二导轨固定连接有第二齿轮室,第二电机固定在第二齿轮室的侧壁上,第二滑块扣设 在第二导轨上,第二电机动力传动组件在结构上与第一滑块动力传动组件相同,第二滑块 与装设在第二导轨内的丝杠螺纹联结。
[0011] 第三运动导轨机构,包括第三电机、第三滑块、第三导轨和第三电机动力传动组 件,第三导轨固定连接有第三齿轮室,第三电机固定在第三齿轮室的侧壁上,第三滑块扣设 在第三导轨上,第三电机动力传动组件与第一电机动力传动组件在结构上相同,第三滑块 与装设在第三导轨内的丝杠螺纹联结。
[0012] 第一滑块和第一副滑块的上端面与第二导轨的下端面固定连接,且第二导轨与第 一导轨垂直,第三导轨坚直设置,第三滑块的端面与第二滑块的侧壁固定连接,且第三导轨 与第二导轨垂直。第一导轨和第一副导轨由可升降的四个支柱支撑在毫米波探测装置测试 平台上。
[0013] 第一电机转动带动第一电机锥齿轮转动,从而带动与第一电机锥齿轮啮合的第一 丝杠锥齿轮转动转动,第一丝杠锥齿轮和转动又带动第一丝杠转动,第一丝杠转动则带动 第一滑块在第一导轨上纵向运动,同步传动轴把动力传给第一副导轨,第一副滑块在第一 副导轨上与第一滑块同步纵向运动,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Y轴方向上运 动。同理,第二电机转动,第二电机带动第二导轨内部丝杠转动,第二导轨内部丝杠转动使 第二滑块在第二导轨上横向运动,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系X轴方向上运动。 第三电机转动,第三电机带动第三导轨内部丝杠转动,第三导轨内部丝杠转动迫使第三滑 块在第三导轨上上下运动,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Z轴方向上运动。
[0014] 旋转机构,包括壳体、第四电机、传动轴锥齿轮、第四电机锥齿轮和传动轴;壳体固 定在第三导轨的下端,第四电机固定在壳体上,第四电机输出轴穿过壳体上的轴孔伸入壳 体内,第四电机锥齿轮装设在第四电机输出轴上,传动轴上端穿过壳体上的传动轴通孔插 入壳体内,传动轴锥齿轮装设在传动轴上,且与第四电机锥齿轮啮合。第四电机转动时,第 四电机通过第四电机输出轴轴上的第四电机锥齿轮带动与之啮合的传动轴锥齿轮,使传动 轴绕坚直方向旋转,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系中绕Z轴旋转。固定机构为带有 多个被测装置固定孔的连杆,连杆的上端与旋转机构的传动轴连接。
[0015] 支柱可选择高度能调节的支柱,高度能调节支柱由底座、第一支管、第二支管、第 三支管和上支板构成。第一支管的下端固定在底座上,第一支管、第二支管和第三支管上分 别有多个限位孔,第二支管下部插入第一支管内,第三支管下部插入第二支管内,上支板固 定在第三支管的上端。第二支管和第三支管伸或缩到设定高度后通过定位销定位。四个支 柱的上支板分别与第一导轨和第一副导轨的下端面固定连接。
[0016] 由于三维运动导轨装置由三组运动导轨构成,可实现毫米波探测装置在三维空间 内的任意运动。
[0017] 旋转机构可实现毫米波探测装置在坚直方向上任意角度旋转。
[0018] 四个支柱把毫米波探测装置固定在测试平台上。
[0019] 测试平台可通过三维运动导轨装置、旋转机构和固定机构实现各种毫米波探测装 置模拟四自由度运动,并进行相关性能测试。
[0020] 优点及效果:通过本发明技术方案的实施,能够在不同高度、不同天气、不同背景 条件下测试毫米波探测装置是否能正确地探测、识别、跟踪等,大大方便了毫米波探测装置 的调试和检测。
附图说明
[0021] 图1是本发明的总体结构示意图。
[0022] 图2是本发明的可升降机构结构示意图。
[0023] 图3是本发明的三维运动导轨装置结构示意图。
[0024] 图4是本发明的第一导轨机构内部结构示意图。
[0025] 图5是本发明的旋转机构结构示意图。
具体实施方式
[0026] -种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台,包括可升降的四个支柱5、三维运 动导轨装置6、旋转机构7和固定机构8。
[0027] 三维运动导轨装置6,包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨 机构。
[0028] 第一运动导轨机构,包括第一电机12、第一导轨14、第一副导轨34、第一滑块13、 第一副滑块33、同步传动轴31、第一电机动力传动组件和同步传动轴动力传动组件。第一 滑块13扣设在第一导轨14的上端面上,第一滑块13有带内螺纹的丝杠通孔,第一导轨14 的一端固定连接有第一齿轮室1。第一副滑块33扣设在第一副导轨34的上端面上,第一 副滑块33有带内螺纹的丝杠通孔,第一副滑块33与第一副导轨34内部设置的副导轨丝杠 螺纹联结。第一副导轨34的一端固定连接有第四齿轮室32。同步传动轴31的一端与第 一电机12的输出轴连接,另一端插入第四齿轮室32内,并装有传动轴锥齿轮,该传动轴锥 齿轮与位于第四齿轮室内且装设在副导轨丝杠上的锥齿轮啮合。第一电机动力传动组件, 包括第一丝杠21、第一电机锥齿轮22和第一丝杠锥齿轮23,第一丝杠21装设在第一导轨 14内,且与第一滑块13的丝杠通孔螺纹联结,第一丝杠21的无螺纹段伸入到第一齿轮室1 内,并装设有第一丝杠锥齿轮23,第一电机12固定在第一齿轮室1的侧壁上,第一电机12 的输出轴24穿过第一齿轮室1侧壁上的电机轴孔伸入到第一齿轮室1内,第一电机12的 输出轴24上装设有第一电机锥齿轮22,且第一电机锥齿轮22与第一丝杠锥齿轮23啮合。 同步传动轴动力传动组件在结构上与第一电机动力传动组件相同。
[0029] 第二运动导轨机构,包括第二电机15、第二滑块16、第二导轨17和第二电机动力 传动组件;第二导轨17固定连接有第二齿轮室2,第二电机15固定在第二齿轮室2的侧壁 上,第二滑块16扣设在第二导轨17上,第二电机动力传动组件在结构上与第一电机动力传 动组件相同,第二滑块16与装设在第二导轨17内的丝杠螺纹联结。
[0030] 第三运动导轨机构,包括第三电机18、第三滑块19、第三导轨20和第三电机动力 传动组件,第三导轨20固定连接有第三齿轮室3,第三电机18固定在第三齿轮室3的侧壁 上,第三滑块19扣设在第三导轨20上,第三电机动力传动组件与第一电机动力传动组件在 结构上相同,第三滑块19与装设在第三导轨20内的丝杠螺纹联结。
[0031] 第一滑块13和第一副滑块33的上端面与第二导轨17的下端面固定连接,且第二 导轨17与第一导轨14垂直,第三导轨20坚直设置,第三滑块19的端面与第二滑块16的 侧壁固定连接,且第三导轨20与第二导轨17垂直。第一导轨14和第一副导轨34由可升 降的四个支柱5支撑在毫米波探测装置测试平台上。
[0032] 第一电机12转动带动第一电机锥齿轮22转动,从而带动与第一电机锥齿轮22啮 合的第一丝杠锥齿轮23转动,第一丝杠锥齿轮23又带动第一丝杠21转动,第一丝杠21转 动则带动第一滑块13在第一导轨14上纵向运动,同步传动轴31把动力传给第一副导轨 34,第一副滑块33在第一副导轨34上与第一滑块13同步纵向运动,即模拟毫米波探测装 置在直角坐标系Y轴方向上运动。同理,第二电机15转动,第二电机15带动第二导轨17 内部丝杠转动,第二导轨17内部丝杠转动使第二滑块16在第二导轨17上横向运动,即模 拟毫米波探测装置在直角坐标系X轴方向上运动。第三电机18转动,第三电机18带动第 三导轨20内部丝杠转动,第三导轨20内部丝杠转动迫使第三滑块19在第三导轨20上上 下运动,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Z轴方向上运动。
[0033] 旋转机构7,包括壳体4、第四电机25、传动轴锥齿轮28、第四电机锥齿轮27和传 动轴29 ;壳体4固定在第三导轨20的下端,第四电机25固定在壳体4上,第四电机输出轴 26穿过壳体4上的轴孔伸入壳体4内,第四电机锥齿轮27装设在第四电机输出轴26上,传 动轴29上端穿过壳体4上的传动轴通孔插入壳体4内,传动轴锥齿轮28装设在传动轴29 上,且与第四电机锥齿轮27卩齿合。第四电机25转动时,第四电机25通过第四电机输出轴 26上的第四电机锥齿轮27带动与之啮合的传动轴29上的传动轴锥齿轮28,使传动轴29 绕坚直方向旋转,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系中绕Z轴旋转。固定机构8为带有 多个被测装置固定孔30的连杆,连杆的上端与传动轴29连接。
[0034] 所述支柱5为高度能调节的支柱,由底座9、第一支管37、第二支管36、第三支管 35和上支板11构成。第一支管37的下端固定在底座9上,第一支管37、第二支管36和第 三支管35上分别有多个限位孔10,第二支管36下部插入第一支管37内,第三支管35下部 插入第二支管36内,上支板11固定在第三支管35的上端。第二支管36和第三支管35伸 或缩到设定高度后通过定位销38定位。上支板11与第一导轨14和第一副导轨34的下端 面固定连接。

Claims (2)

1. 一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台,包括可升降的四个支柱(5)、三维 运动导轨装置(6)、旋转机构(7)和固定机构(8); 三维运动导轨装置(6),包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨机 构,其特征在于: 第一运动导轨机构,包括第一电机(12)、第一导轨(14)、第一副导轨(34)、第一滑块 (13)、第一副滑块(33)、同步传动轴(31)、第一电机动力传动组件和同步传动轴动力传动 组件,第一滑块(13)扣设在第一导轨(14)的上端面上,第一滑块(13)有带内螺纹的丝杠 通孔,第一导轨(14)的一端固定连接有第一齿轮室(1),第一副滑块(33)扣设在第一副导 轨(34)的上端面上,第一副滑块(33)有带内螺纹的丝杠通孔,第一副滑块(33)与第一副 导轨(34)内部设置的副导轨丝杠螺纹联结,第一副导轨(34)的一端固定连接有第四齿轮 室(32);同步传动轴(31)的一端与第一电机(12)的输出轴连接,另一端插入第四齿轮室 (32)内,并装有传动轴锥齿轮,该传动轴锥齿轮与位于第四齿轮室内且装设在副导轨丝杠 上的锥齿轮哨合;第一电机动力传动组件,包括第一丝杠(21)、第一电机锥齿轮(22)和第 一丝杠锥齿轮(23),第一丝杠(21)装设在第一导轨(14)内,且与第一滑块(13)的丝杠通 孔螺纹联结,第一丝杠(21)的无螺纹段伸入到第一齿轮室(1)内,并装设有第一丝杠锥齿 轮(23),第一电机(12)固定在第一齿轮室(1)的侧壁上,第一电机(12)的输出轴(24)穿过 第一齿轮室(1)侧壁上的电机轴孔伸入到第一齿轮室(1)内,第一电机(12)的输出轴(24) 上装设有第一电机锥齿轮(22),且第一电机锥齿轮(22)与第一丝杠锥齿轮(23)啮合,同步 传动轴动力传动组件在结构上与第一电机动力传动组件相同; 第二运动导轨机构,包括第二电机(15)、第二滑块(16)、第二导轨(17)和第二电机动 力传动组件;第二导轨(17)固定连接有第二齿轮室(2),第二电机(15)固定在第二齿轮室 (2) 的侧壁上,第二滑块(16)扣设在第二导轨(17)上,第二电机动力传动组件在结构上与 第一电机动力传动组件相同,第二滑块(16)与装设在第二导轨(17)内的丝杠螺纹联结; 第三运动导轨机构,包括第三电机(18)、第三滑块(19)、第三导轨(20)和第三电机动 力传动组件,第三导轨(20)固定连接有第三齿轮室(3),第三电机(18)固定在第三齿轮室 (3) 的侧壁上,第三滑块(19)扣设在第三导轨(20)上,第三电机动力传动组件与第一电机 动力传动组件在结构上相同,第三滑块(19)与装设在第三导轨(20)内的丝杠螺纹联结; 第一滑块(13)和第一副滑块(33)的上端面与第二导轨(17)的下端面固定连接,且第 二导轨(17)与第一导轨(14)垂直,第三导轨(20)坚直设置,第三滑块(19)的端面与第二 滑块(16)的侧壁固定连接,且第三导轨(20)与第二导轨(17)垂直,第一导轨(14)和第一 副导轨(34)由可升降的四个支柱(5)支撑在毫米波探测装置测试平台上; 第一电机(12)转动带动第一电机锥齿轮(22)转动,从而带动与第一电机锥齿轮(22) 啮合的第一丝杠锥齿轮(23)转动,第一丝杠锥齿轮(23)又带动第一丝杠(21)转动,第一 丝杠(21)转动则带动第一滑块(13)在第一导轨(14)上纵向运动,同步传动轴(31)把动 力传给第一副导轨(34),第一副滑块(33)在第一副导轨(34)上与第一滑块(13)同步纵 向运动,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Y轴方向上运动;同理,第二电机(15)转动, 第二电机(15)带动第二导轨(17)内部丝杠转动,第二导轨(17)内部丝杠转动使第二滑块 (16)在第二导轨(17)上横向运动,即模拟毫米波探测装置在直角坐标系X轴方向上运动, 第三电机(18)转动,第三电机(18)带动第三导轨(20)内部丝杠转动,第三导轨(20)内部 丝杠转动迫使第三滑块(19)在第三导轨(20)上上下运动,即模拟毫米波探测装置在直角 坐标系Z轴方向上运动; 旋转机构(7),包括壳体(4)、第四电机(25)、传动轴锥齿轮(28)、第四电机锥齿轮(27) 和传动轴(29);壳体(4)固定在第三导轨(20)的下端,第四电机(25)固定在壳体(4)上, 第四电机输出轴(26)穿过壳体(4)上的轴孔伸入壳体(4)内,第四电机锥齿轮(27)装设在 第四电机输出轴(26)上,传动轴(29)上端穿过壳体(4)上的传动轴通孔插入壳体(4)内, 传动轴锥齿轮(28)装设在传动轴(29)上,且与第四电机锥齿轮(27)啮合,第四电机(25) 转动时,第四电机(25)通过第四电机输出轴(26)上的第四电机锥齿轮(27)带动与之啮合 的传动轴(29)上的传动轴锥齿轮(28),使传动轴(29)绕坚直方向旋转,即模拟毫米波探测 装置在直角坐标系中绕Z轴旋转,固定机构(8)为带有多个被测装置固定孔(30)的连杆, 连杆的上端与传动轴(29)连接。
2.根据权利要求1所述的一种双支架四自由度毫米波探测装置测试平台,其特征在于 所述的支柱(5)为高度能调节的支柱,由底座(9)、第一支管(37)、第二支管(36)、第三支 管(35)和上支板(11)构成;第一支管(37)的下端固定在底座(9)上,第一支管(37)、第 二支管(36)和第三支管(35)上分别有多个限位孔(10),第二支管(36)下部插入第一支管 (37)内,第三支管(35)下部插入第二支管(36)内,上支板(11)固定在第三支管(35)的 上端;第二支管(36)和第三支管(35)伸或缩到设定高度后通过定位销(38)定位,上支板 (11)与第一导轨(14)和第一副导轨(34)的下端面固定连接。
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一种电动式ATOS扫描与测量平台的设计;冯培锋等;《工艺与检测》;20080531(第5期);105-106,137 *
冯培锋等.一种电动式ATOS扫描与测量平台的设计.《工艺与检测》.2008,(第5期),105-106,137. *

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