CN103594798A - 一种双馈源切换定位装置 - Google Patents

Abstract

一种雷达天线双馈源切换定位装置，实现双馈源工位的切换动作及定位保持，达到共用天线反射面的目的，包括主、被动馈源（1）和由连杆（2）、定位块（4）、弹簧缓冲器（6）和带行程开关（10）的电动推杆（7）组成的往复摆动机构。电动推杆（7）将电机（11）的旋转运动转换为活塞杆（12）的直线往复运动，使连杆（2）在两侧定位块（4）之间作往复摆动。当定位面（5）与定位块（4）接触时，馈源已到位，由于弹簧缓冲器（6）具有弹性，活塞杆（12）可继续运动，直到馈源可靠保持住位置，此时行程开关（10）给出到位信号，电机（11）停转。该装置结构简单，馈源的定位精度高，简化了控制系统的设计，改善了切换动作的可重复性及安全可靠性。

Description

一种双馈源切换定位装置

技术领域

本发明涉及雷达天线系统结构设计、机械缓冲器设计、自动控制系统设计以及通用化、模块化设计、分析方法。

背景技术

某雷达天线含有两个馈源，两个馈源共用天线反射面，须使两个馈源分时位于反射面天线焦点处。双馈源切换定位装置可使两种馈源在需要切换工作方式时能准确切换并精确定位所需要工作的馈源，使两个馈源分时位于反射面天线焦点处，达到共用天线反射面的目的。

一般而言，作为馈线系统的终端，馈源必须有较高的位置精度，为实现双馈源的位置切换及定位，通常使用行程开关作为工作馈源到位的标志，但往往行程开关的调整不可控，造成在切换过程中执行件（如电机）过早停止，使馈源不到位或者到位精度不高，或过晚停止，由于机械结构的刚性接触造成破坏。目前的自动控制系统一般采用变速接近的方法，即在需工作馈源即将到位时减慢切换的速度，同时配合限位开关联合协调作用来提高馈源的到位精度。另一方面，为了防止执行件对机械结构造成破坏以及电机堵转，控制系统一般采用限定切换工作时间或检测电机工作电流的方法来保证整个系统的安全可靠。在具体系统的实施中，以上方案都无法解决重复定位精度不高的问题。

本发明从机械结构及动力学方面解决了到位精度难以保证的问题，使馈源的到位位置误差只取决与切换装置的制造装配误差，消除了自动控制系统带来的误差，从而简化了自动控制系统，提高了双馈源位置切换的重复性精度，同时，整个系统的安全可靠性可进一步得到提高。

发明内容

本发明的目的是：提出多馈源切换定位机构的一种新的实现形式，消除或减小可伺服控制误差对馈源切换动作后到位精度的影响，解决馈源到位后机械结构的刚性接触问题，提高馈源的到位精度、重复性精度及可靠性。

本发明的双馈源安装在连杆同一端的两个不同法兰盘上，连杆可绕固定轴摆动，连杆上设有定位面，在定位面两侧设有固定的定位块。该切换装置的执行元件是电动推杆，又称电动缸，电动推杆是将电机的旋转运动通过丝杆副的机械运动转换为活塞杆的直线运动，电动推杆一端与固定块铰接，另一端（即活塞杆）通过弹簧缓冲器与连杆铰接，活塞杆做直线往复运动，因此可使连杆以固定轴为中心，在两侧的定位块之间作往复摆动。电动推杆上设有两个行程开关，分别位于活塞杆直线往复运动的两个极限位置上。

双馈源分别在连杆摆动的两个极限位置时处于工作状态，而这两个极限位置是由两侧的定位块决定的，此时，连杆的定位面与定位块刚性接触，但活塞杆将继续按原方向运动，使缓冲器的弹簧拉伸或者压缩，当达到预计的拉伸或压缩量后，活塞杆运动到其极限位置，行程开关给出到位信号，伺服控制系统做出相应响应，发出电机停转指令，使活塞杆停止运动。

本发明采用电动推杆作为执行元件，通过弹簧缓冲器、行程开关和控制系统联合协调工作，使连杆上的两个馈源实现切换动作并分别定位于由两侧定位块所限定的位置上。在馈源切换到位后缓冲器的弹簧是处于拉伸或者压缩状态，使得连杆的定位面与定位块之间有一定的保持力矩，保证两者可靠接触，从而将馈源到位位置锁住。在设计中着重考虑了对活塞杆启停的控制，活塞杆的启停取决于行程开关的位置，决定了保持力矩的大小，在保证馈源位置可靠锁定的前提下，保持力矩的大小不是一个恒定值，因此对电动推杆上行程开关位置的调整也不需要很精确，这样就简化了系统的调试。从另一方面讲，从行程开关发出到位信号到活塞杆停止运动的过程中，伺服控制系统存在固有响应时间，在本发明中它影响的只是弹簧保持力矩的大小，而前面已阐明保持力矩是在一定范围内的变量，因此响应时间的存在对馈源的到位精度以及系统的安全可靠性没有影响。

本发明的双馈源切换定位装置主要采用转轴连杆机构，将电动推杆作为执行元件，并使用弹簧缓冲器以及定位块来完成切换动作以及定位保持。本发明中的设计能较好地消除了响应时间对系统的影响，最大限度地提高了馈源到位后的位置精度，使双馈源切换具有较高重复精度以及双馈源馈线系统工作的可靠性。

附图说明

图1：本发明的整体结构示意图。

图2：电动推杆结构示意图。

图3：弹簧缓冲器结构示意图。

图中序号说明：1-双馈源，2-连杆，3-固定轴，4-定位块，5-定位面，6-弹簧缓冲器，7-电动推杆，8-铰链A，9-铰链B，10-行程开关，11-电机，12-活塞杆，13-法兰板，14-弹簧。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体组成细节及工作情况。

在本发明中，双馈源（1）安装在连杆（2）同一端的两个不同法兰盘上，连杆（2）可绕固定轴（3）摆动，连杆（2）上设有定位面（5），在定位面（5）两侧设有固定的定位块（4），当定位面（5）与定位块（4）接触时，保证其中一个馈源位于天线反射面的焦点处。电动推杆（7）一端用铰链B（9）与固定端铰接，另一端是可做伸缩运动的活塞杆（12），活塞杆（12）通过弹簧缓冲器（6）和铰链A（8）与连杆（2）铰接，活塞杆（12）做伸缩往复运动,使连杆（2）以固定轴（3）为中心，在两侧的定位块（4）之间作往复摆动。电动推杆（7）上设有两个行程开关（10），分别位于活塞杆（12）直线往复运动的两个极限位置上，当定位面（5）与定位块（4）接触后，活塞杆（12）继续运动同时压紧或拉伸弹簧缓冲器（6），达到一定压缩（拉伸）量后活塞杆（12）刚好运动到极限位置，此时行程开关给出到位信号，控制系统发出电机（11）停转指令使活塞杆（12）停止运动，表示工作馈源已到位，双馈源切换动作完成。

本发明的弹簧缓冲器（6）在压缩和拉伸的交变受力情况下工作，弹簧（14）设计时按压簧技术条件设计，法兰板（13）焊接于弹簧（14）的两端，并保证法兰板中心孔同心。

Claims (3)

1.一种双馈源切换定位装置，实现双馈源工位的切换动作以及定位保持，包括双馈源（1）和由连杆（2）、定位块（4）、弹簧缓冲器（6）和带行程开关（10）的电动推杆（7）组成的往复摆动机构。

2.根据权利要求1所述的双馈源切换定位装置，其特征在于利用电动推杆（7）将电机的转动转换为活塞杆（12）的直线往复运动，活塞杆（12）与 连杆（2）之间通过弹簧缓冲器（6）铰接在一起；由于使用的弹簧缓冲器（6）具有弹性，因此定位面（5）与定位块（4）接触时的刚性冲击得到改善，同时保证了馈源到位工作精度，简化了装置控制系统的设计。

3.根据权利要求2所述的弹簧缓冲器，其特征在于，包括弹簧（13）与两端的法兰板（14），弹簧为压簧形式，两端与法兰板焊接后，同时具有拉簧特性。

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