CN103943965A - 一种索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置及调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置及调整方法，装置包括一差分螺纹筒，差分螺纹筒内壁两端各设有一段不同螺距且旋向相反的内螺纹，一对调整螺杆上分别设有与所述差分螺纹筒内壁两端内螺纹相配合的外螺纹，一对调整螺杆旋入到所述差分螺纹筒内腔的两端，且在一对调整螺杆伸出端端部分别设有沿其轴线方向的小孔；在差分螺纹筒内腔的一对调整螺杆的内端面之间设有一压紧弹簧；差分螺纹筒两端外壁上各均布有差分螺纹筒刻度，一对调整螺杆的伸出端分别设有调整螺杆刻度。本发明通过螺纹差动驱动方式，实现索长的快速、精确调整。具有结构简单且有多种调整模式的特点，使用方便。

Description

一种索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置及调整方法

技术领域

本发明涉及机械精密控制技术领域，特别是指一种星载索网反射面可展开天线的索长调整装置及调整方法。

背景技术

索网反射面可展开天线因具有重量轻、易于实现大口径、收拢体积小等优点而广泛应用。这种天线结构形式简单，且在一定范围内口径的增大不会改变天线的结构形式，质量也不会成比例的增加，是研制大型可展开天线的理想结构形式。

索网反射面可展开天线的设计是非常困难的，为满足电性能要求，需要天线反射面的形面精度达到其工作波长的1/50，这一要求非常苛刻。首先，由于索网反射面是由三角形小平面拼接而成的，本身存在原理误差，这就要求网面节点的位置精度必须很高。然而，由于索网的加工和装配环节不可避免地存在误差，导致装配后的索网反射面精度不高。为了提高反射面形面精度，设计时要求索网中一些关键索段的长度必须能够调整。这样，通过一定的算法，精确调整这些索段的长度即可改善索网反射面的形面精度，弥补各种误差因素对形面精度的不良影响。

因此，在索网反射面可展开天线研制过程中，设计一种调整精度高且结构简单的索长调整装置是非常重要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种索网反射面可展开天线的索长调整装置及调整方法，通过螺纹差动驱动方式，实现索长的快速、精确调整。该装置结构简单且有多种调整模式，使用方便。

本发明为实现上述技术目的采用的技术解决方案是：

一种索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置，包括一差分螺纹筒，所述差分螺纹筒内壁两端各设有一段不同螺距且旋向相反的内螺纹，一对调整螺杆上分别设有与所述差分螺纹筒内壁两端内螺纹相配合的外螺纹，所述一对调整螺杆旋入到所述差分螺纹筒内腔的两端，且在一对调整螺杆伸出端端部分别设有沿其轴线方向的小孔；在差分螺纹筒内腔的一对调整螺杆的内端面之间设有一压紧弹簧；所述差分螺纹筒两端外壁上各均布有差分螺纹筒刻度，所述一对调整螺杆的伸出端分别设有调整螺杆刻度。

进一步地，所述差分螺纹筒内壁两端不同螺距的内螺纹的长度之和为装置的调整范围。

进一步地，所述差分螺纹筒两端侧壁上分别设有一个用于锁紧调整螺杆的小螺孔。

进一步地，所述一对调整螺杆伸出端端部设有沿其轴线方向的小孔，在小孔底部有与之垂直相贯的通孔。

进一步地，所述差分螺纹筒两端外壁上的差分螺纹筒刻度设有四个，相邻两个刻度之间的夹角为90°，所述一对调整螺杆的伸出端的调整螺杆刻度设有两个，两个刻度之间的夹角为45°。

相应地，本发明进而给出了一种索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整方法，包括下述步骤：

1)将索网上需要调整的索段切断，将其一端穿入一对调整螺杆中的调整螺杆a的小孔并从通孔中穿出，在末端打结；将索段的另一端通过相同的方式与另一调整螺杆b相连；

2)根据螺纹差分原理旋转调整螺杆a或调整螺杆b，结合差分螺纹筒与调整螺杆a和调整螺杆b上的刻度，转动角度为45°的整数倍；

3)索段长度调整到位后拧紧锁紧螺钉，确保差分螺纹筒与调整螺杆a和调整螺杆b之间无相对转动，完成操作。

进一步地，所述方法步骤2)中，根据螺纹差分原理旋转调整螺杆a和调整螺杆b的具体调整过程为：

ⅰ)将调整螺杆a和调整螺杆b一半的长度旋入差分螺纹筒，并使得调整螺杆a和调整螺杆b及差分螺纹筒上的刻度对齐；这样调整机构便可进行伸长或缩短调整，且便于读出转动的角度；

ⅱ)当L≥15×(p₁+p₂)时，根据需要的索长调整量，直接调整索段穿过调整螺杆小孔处的索段打结点位置，直到L≤5×(p₁+p₂)；

式中，L为所需的索长调整量，p₁为调整螺杆a的螺距，p₂为调整螺杆b的螺距，且p₁≥p₂；

ⅲ)当2×(p₁+p₂)<L≤5×(p₁+p₂)时，调整螺杆a和调整螺杆b固定不动，转动差分螺纹筒进行快速调整，直到L≤p₁，并且，差分螺纹筒转动的角度为90°的整数倍；

ⅵ)差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆a直到L≤p₁/8，调整螺杆a转动的角度为45°的整数倍；

ⅴ)差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆b直到L≤p₂/8，调整螺杆b转动的角度为45°的整数倍；

ⅳ)差分螺纹筒固定不动，采用差分原理，反复转动调整螺杆a和调整螺杆b，直到L≤(p₁－p₂)/8时完成调整。

上述方法中有多种工作方式：调整螺杆a和调整螺杆b固定不动，转动差分螺纹筒快速调整；差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆a调整；差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆b调整；差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆a和调整螺杆b。

本发明有如下优点：

1.该索长调整装置采用螺纹差分方式进行调节，有多种调整方式并且在满足调整条件后，其调整精度优于两螺纹的螺距差，调整精度高。

2.利用压紧弹簧将调整螺杆与差分螺纹筒相互压紧，这样内外螺纹只在齿的同侧接触，因此，可以消除内外螺纹之间的间隙，从而保证了装置的调整精度。

3.差分螺纹筒与调整螺杆上的刻度布置方式可以使用少量的刻度(6个)达到高精度的角度(45°)调整效果。

附图说明

图1是本发明索网反射面可展开天线索长调整装置结构示意图；

图2是本发明索网反射面可展开天线索长调整装置外观图；

图3是差分螺纹筒的结构示意图；

图4(a)、4(b)是调整螺杆a2和调整螺杆b3的结构示意图；

图5(a)、5(b)是索长调整装置上转动角度的刻度的示意图；

图6是调整螺杆伸出端小孔与通孔部分示意图；

图7是本发明所提出的索长调整装置安装于索网反射面可展开天线上时的示意图。

图中：1-差分螺纹筒；2-调整螺杆a；3-调整螺杆b；4-压紧弹簧；5-锁紧螺钉；6-差分螺纹筒刻度；7-调整螺杆刻度；8-通孔；9-小孔。

具体实施方式

参见图1，本发明索网反射面可展开天线索长调整装置，由差分螺纹筒1、调整螺杆a2、调整螺杆b3、压紧弹簧4和锁紧螺钉5组成，装置的外观如图2所示。

如图3所示，所述差分螺纹筒1内壁两端各有一段内螺纹，两段螺纹的螺距不同且旋向相反，两段螺纹的长度之和决定了装置的调整范围。差分螺纹筒1侧壁上有两个小螺孔，且两端部外壁上标有差分螺纹筒刻度6。如图4(a)和图4(b)所示，所述调整螺杆a2和调整螺杆b3上加工有外螺纹，两根调整螺杆须具有不同的螺距，与差分螺纹筒1两端的内螺纹配合使用。调整螺杆a2和调整螺杆b3分别旋入到差分螺纹筒的两端，构成调整装置的主体。调整螺杆a2和调整螺杆b3的一端伸出差分螺纹筒1，称为伸出端，另一端通过压紧弹簧4，将两个调整螺杆相互压紧，产生的压力用于消除差分螺纹筒1和调整螺杆之间的螺纹间隙，提高调整装置的精度。

如图5(a)和图5(b)所示，差分螺纹筒1两端外壁上各均布有四个差分螺纹筒刻度6，相邻两个刻度之间的夹角为90°。调整螺杆a2和调整螺杆b3的伸出端各有两个调整螺杆刻度7，两个刻度间的夹角为45°，与差分螺纹筒1上的刻度配合使用，可以准确实现45°转动角度的调整，这样可以利用少量刻度达到高精度的调整效果。

调整螺杆a2和调整螺杆b3伸出端加工有沿轴线方向的小孔9，且在小孔9底部有与之垂直相贯的通孔8，如图6。

本发明装置工作时，根据需要的索长调整量来旋转调整螺杆a2和调整螺杆b3，通过螺纹原理将旋转运动变换成直线运动，从而达到精确调整索段长度的目的。

使用时，参见图7，本发明安装于索网反射面可展开天线上，将索网上需要调整的索段切断，将其一端穿入调整螺杆a2的小孔9，并从通孔8中穿出，在末端打结后即可实现与调整螺杆a2的连接；切断的另一端通过相同的方式与调整螺杆b3相连，压紧弹簧4位于差分螺纹筒1内，两端分别与调整螺杆a2和调整螺杆b3的底部压紧，产生的压力用于消除差分螺纹筒1和调整螺杆a2与调整螺杆b3之间的螺纹间隙。这样便可利用该装置进行索长的精确调整。

然后根据螺纹差分原理旋转调整螺杆a2或调整螺杆b3，结合差分螺纹筒1与调整螺杆a2和调整螺杆b3上的刻度，转动角度为45°的整数倍，具体过程为：

ⅰ)将调整螺杆a2和调整螺杆b3一半的长度旋入差分螺纹筒，并使得调整螺杆a2和调整螺杆b3及差分螺纹筒上的刻度对齐；这样调整机构便可进行伸长或缩短调整，且便于读出转动的角度；

ⅱ)当L≥15×(p₁+p₂)时，由于需要的索长调整量很大，因此直接调整索段穿过调整螺杆小孔处的索段打结点位置，直到L≤5×(p₁+p₂)；

式中，L为所需的索长调整量，p₁为调整螺杆a2的螺距，p₂为调整螺杆b3的螺距，且p₁≥p₂；

ⅲ)当2×(p₁+p₂)<L≤5×(p₁+p₂)时，调整螺杆a2和调整螺杆b3固定不动，转动差分螺纹筒进行快速调整，直到L≤p₁，并且，差分螺纹筒转动的角度为90°的整数倍；

ⅵ)差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆a2直到L≤p₁/8，调整螺杆a2转动的角度为45°的整数倍；

ⅴ)差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆b3直到L≤p₂/8，调整螺杆b3转动的角度为45°的整数倍；

ⅳ)差分螺纹筒固定不动，采用差分原理，反复转动调整螺杆a2和调整螺杆b3，直到L≤(p₁－p₂)/8时完成调整。

最后，索段长度调整到位后拧紧分别安装在差分螺纹筒1侧壁的两个小螺孔中的锁紧螺钉5，确保差分螺纹筒1与调整螺杆a2和调整螺杆b3之间无相对转动，完成操作。

所提出的索长调整装置采用了上述多种工作方式，能够快速、精确地调整天线索网关键索段的长度，从而提高天线索网反射面的精度，弥补各种误差因素对形面精度的不良影响。

Claims (7)

1.一种索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置，包括一差分螺纹筒，其特征在于，所述差分螺纹筒内壁两端各设有一段不同螺距且旋向相反的内螺纹，一对调整螺杆上分别设有与所述差分螺纹筒内壁两端内螺纹相配合的外螺纹，所述一对调整螺杆旋入到所述差分螺纹筒内腔的两端，且在一对调整螺杆伸出端端部分别设有沿其轴线方向的小孔；在差分螺纹筒内腔的一对调整螺杆的内端面之间设有一压紧弹簧；所述差分螺纹筒两端外壁上各均布有差分螺纹筒刻度，所述一对调整螺杆的伸出端分别设有调整螺杆刻度。

2.根据权利要求1所述的索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置，其特征在于，所述差分螺纹筒内壁两端不同螺距的内螺纹的长度之和为装置的调整范围。

3.根据权利要求1所述的索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置，其特征在于，所述差分螺纹筒两端侧壁上分别设有一个用于锁紧调整螺杆的小螺孔。

4.根据权利要求1所述的索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置，其特征在于，所述一对调整螺杆伸出端端部设有沿其轴线方向的小孔，在小孔底部有与之垂直相贯的通孔。

5.根据权利要求1所述的索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置，其特征在于，所述差分螺纹筒两端外壁上的差分螺纹筒刻度设有四个，相邻两个刻度之间的夹角为90°，所述一对调整螺杆的伸出端的调整螺杆刻度设有两个，两个刻度之间的夹角为45°。

6.一种基于权利要求1所述的索网反射面可展开天线螺纹差动索长调整装置的索长调整方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)将索网上需要调整的索段切断，将其一端穿入一对调整螺杆中的调整螺杆a的小孔并从通孔中穿出，在末端打结；将索段的另一端通过相同的方式与另一调整螺杆b相连；

2)根据螺纹差分原理旋转调整螺杆a和调整螺杆b，结合差分螺纹筒与调整螺杆a和调整螺杆b上的刻度，转动角度为45°的整数倍；

3)索段长度调整到位后拧紧锁紧螺钉，确保差分螺纹筒与调整螺杆a和调整螺杆b之间无相对转动，完成操作。

7.根据权利要求6所述的索长调整方法，其特征在于，所述步骤2)根据螺纹差分原理旋转调整螺杆a和调整螺杆b的具体调整过程为：

ⅰ)将调整螺杆a和调整螺杆b一半的长度旋入差分螺纹筒，并使得调整螺杆a和调整螺杆b及差分螺纹筒上的刻度对齐；这样调整机构便可进行伸长或缩短调整，且便于读出转动的角度；

ⅱ)当L≥15×(p₁+p₂)时，根据需要的索长调整量，直接调整索段穿过调整螺杆小孔处的索段打结点位置，直到L≤5×(p₁+p₂)；

式中，L为所需的索长调整量，p₁为调整螺杆a的螺距，p₂为调整螺杆b的螺距，且p₁≥p₂；

ⅲ)当2×(p₁+p₂)<L≤5×(p₁+p₂)时，调整螺杆a和调整螺杆b固定不动，转动差分螺纹筒进行快速调整，直到L≤p₁，并且，差分螺纹筒转动的角度为90°的整数倍；

ⅵ)差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆a直到L≤p₁/8，调整螺杆a转动的角度为45°的整数倍；

ⅴ)差分螺纹筒固定不动，转动调整螺杆b直到L≤p₂/8，调整螺杆b转动的角度为45°的整数倍；

ⅳ)差分螺纹筒固定不动，采用差分原理，反复转动调整螺杆a和调整螺杆b，直到L≤(p₁－p₂)/8时完成调整。