CN105606907A - 一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，底板紧固在测试架上，两底座固定在底板上，第一支座和第二支座固定在底座的两端，平行滑轨安装在第一支座和第二支座的孔内，器件放置板安装在第一支座和第二支座上，并可调节板面高度，单片机控制板以及其他器件平放在器件放置板上；扭转系统固定在第一支座上，第一弯曲系统和第二弯曲系统分别安装在平行滑轨上。本发明的优点体现在：利用单片机通信模块对实验装置进行远程操控，不仅简单方便，而且可减少微波暗室的辐射，并且利用步进电机驱动控制，能够精确控制和调整变形量，满足于天线结构变形下的电磁性能测试和调试的实验需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验装置，具体涉及一种智能蒙皮天线的变形实验装置，该装置可以用于智能蒙皮天线变形下的电性能测试中，属于天线技术领域。
背景技术
智能蒙皮天线是一种新型的天线结构，它是将集成天线阵的射频元件和传感元件嵌入到机载、舰载、星载和车载等武器平台的蒙皮结构中。它既可以作为武器平台的承载结构，也可以作为收发无线电磁波的天线，可以广泛应用到新一代战机、无人机、预警飞艇等领域中。与传统天线对比，由于结构和电路的高度融合，使得天线成为飞行器结构的一部分或全部，降低了天线重量和空间占用率，提高气动特性、隐身特性和机动性。除此之外，智能蒙皮天线内部嵌入的智能感知层能够实时感知蒙皮天线结构信息，不仅能够实时监控飞行器结构的健康状况，而且能够使该类型天线能够主动适应服役中气动、振动、冲击和热等服役环境对电性能的影响，保障天线在恶劣的工作环境下也能够获得好的力学和电磁性能。
名称为《结构功能一体化机翼天线》、申请号为201410135872.9的中国专利申请文件中对智能蒙皮天线的结构、制作方法等进行介绍，名称为《一种基于嵌入光纤光栅的智能蒙皮天线电补偿方法》、申请号为201510194075.2的中国专利申请文件介绍了如何根据嵌入的光纤光栅传感器感知信息来实时调控服役期间的天线电性能，以补偿服役期间的结构振动和变形对天线电磁辐射性能的影响。尽管这些专利介绍了智能蒙皮天线的结构、制作方法和电补偿方法，然而，现有文献中并没有介绍智能蒙皮天线变形下的电性能测试的实验装置。
实际中，当完成智能蒙皮天线的设计和制造后，通常需要在微波暗室里开展电磁辐射性能实验。与传统的天线实验不同，智能蒙皮天线的实验不仅需要开展电磁辐射性能实验，还需要完成智能蒙皮天线的自适应电补偿性能的验证和调试。现有的微波暗室夹持天线的实验装置是一个固定装置，不能模拟智能蒙皮天线服役中受到的弯曲和扭转等变形，导致不能开展智能蒙皮天线在结构变形下的电补偿性能测试和调试。
由于天线结构比较灵敏，微小的变形就会影响其电性能，电性能的测试实验需要一种精密的实验装置使天线结构产生变形。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种用于智能蒙皮天线电性能测试的一种变形实验装置，旨在对智能蒙皮天线变形下的电性能进行测试。
为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，包括测试架、底板、底座、第一支座、第二支座、平行滑轨、器件放置板、单片机控制板、第一弯曲系统、第二弯曲系统、扭转系统：
底板用四个螺栓和螺母紧固在测试架上，两个底座分别用四个螺栓和螺母固定在底板上，第一支座和第二支座分别用四个螺栓和螺母固定在底座的两端，平行滑轨安装在第一支座和第二支座的孔内，器件放置板用两个长螺钉安装在第一支座和第二支座上，并且可以根据两螺钉进入第一支座和第二支座的深度调节板面高度，单片机控制板以及其他器件平放在器件放置板上；扭转系统固定在第一支座上，第一弯曲系统和第二弯曲系统分别安装在平行滑轨上并可沿平行滑轨滑动。
进一步的，所述单片机包含通信模块，利用单片机的通信模块对实验装置进行远程操控。
进一步的，所述扭转系统主要包括：第一步进电机、电机支架、扭转夹板：
电机支架用螺钉固定在第一支座上，第一步进电机用螺钉紧固在电机支架上，扭转夹板与第一步进电机用联轴器连接。
进一步的，所述第一弯曲系统包括弯曲夹板、第一紧定螺钉、第二紧定螺钉、第一滑块、第一螺蚊导套、第二步进电机、第一螺杆、第一减速器、第一固定箱：
第一滑块可沿平行滑轨滑动，滑动方向若需定位可将第一紧定螺钉和第二紧定螺钉螺紧，第二步进电机与第一减速器用联轴器连接，同样的第一螺杆与第一减速器也用联轴器连接，第一螺纹导套沿第一螺杆的轴向螺旋前进和后退，将旋转转变为平移运动，弯曲夹板用螺钉与第一螺纹导套固连，第一减速器固定在第一固定箱内，第一固定箱与第一滑块用螺钉固连。
进一步的，所述第二弯曲系统包括推板、第三紧定螺钉、第四紧定螺钉、第二滑块、第二螺纹导套、第三步进电机、第二螺杆、第二减速器、第二固定箱：
第二滑块可沿平行滑轨滑动，滑动方向若需定位可将第三紧定螺钉和第四紧定螺钉螺紧，第三步进电机与第二减速器用联轴器连接，同样的第二螺杆与第二减速器也用联轴器连接，第二螺纹导套沿第二螺杆的轴向螺旋前进和后退，将旋转转变为平移运动，推板用螺钉与第二螺纹导套固连，第二减速器固定在第二固定箱内，第二固定箱与第二滑块用螺钉固连。
进一步的，所述安装平行滑轨的第一支座和第二支座的孔的截面为矩形，以防止平行滑轨绕轴向的旋转运动。
本发明公开的一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，具有以下有益效果：
本发明主要应用到微波暗室里的智能蒙皮天线调试和电性能测试中。经过调试后的智能蒙皮天线，可以直接安装到到机载、舰载、星载和车载等武器平台中，降低了后期在武器平台中调试蒙皮天线电性能的工作量。本发明的实验装置利用单片机通信模块对实验装置进行远程操控，不仅简单方便，而且可减少微波暗室的辐射，并且利用步进电机驱动控制，能够精确控制和调整变形量，满足于天线结构变形下的电磁性能测试和调试的实验需求。
附图说明
图1是本发明智能蒙皮天线变形实验装置的整体结构示意图；
图2是本发明智能蒙皮天线变形实验装置夹具部分的结构示意图；
图3是本发明智能蒙皮天线变形实验装置第一弯曲系统的分解示意图；
图4是本发明智能蒙皮天线变形实验装置第二弯曲系统的分解示意图；
图5是本发明智能蒙皮天线变形实验装置扭转系统的分解示意图；
图6是工况一下智能蒙皮天线受力及变形示意图；
图7是工况二下智能蒙皮天线受力及变形示意图；
图8是工况三下智能蒙皮天线受力及变形示意图；
图中附图标记的含义：1-测试架，2-扭转系统，3-第二弯曲系统，4-第一弯曲系统，5-器件放置板，6-单片机控制板，7-平行滑轨，8-第二支座，9-底板，10-底座，11-第一支座，12-弯曲夹板，13-第一紧定螺钉，14-第二紧定螺钉，15-第一滑块，16-第一螺纹导套，17-第二步进电机，18-第一螺杆，19-第一减速器，20-第一固定箱，21-推板，22-第三紧定螺钉，23-第四紧定螺钉，24-第二滑块，25-第二螺纹导套，26-第三步进电机，27-第二螺杆，28-第二减速器，29-第二固定箱，30-第一步进电机，31-电机支架，32-联轴器，33-扭转夹板
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
请参见图1-图5。
测试架1放置在地面上，底板9用螺栓和螺母紧固在测试架上，两底座10分别用螺栓螺母固定在底板上，第一支座11和第二支座8分别安装在底座10的两端，平行滑轨7安装在第一支座11和第二支座8的孔内，孔的截面为矩形可防止平行滑轨绕轴向的旋转运动，器件放置板5用两个长螺钉安装在第一支座和第二支座上，并且可以根据两螺钉进入第一支座11和第二支座8的深度调节板面高度，单片机控制板6以及其他器件平放在器件放置板5上。
第一滑块15可沿平行滑轨7滑动，滑动方向若需定位可将第一紧定螺钉13和第二紧定螺钉14螺紧，第二步进电机17与第一减速器19用联轴器连接，同样的第一螺杆18与第一减速器19也用联轴器连接，第一螺纹导套16沿第一螺杆的轴向螺旋前进和后退，将旋转转变为平移运动，弯曲夹板12用螺钉与第一螺纹导套16固连，第一减速器19固定在第一固定箱20内，第一固定箱20与第一滑块用螺钉固连。
第二滑块24可沿平行滑轨7滑动，滑动方向若需定位可将第三紧定螺钉22和第四紧定螺钉23螺紧，第三步进电机26与第二减速器28用联轴器连接，同样的第二螺杆27与第二减速器28也用联轴器连接，第二螺纹导套25沿第二螺杆的轴向螺旋前进和后退，将旋转转变为平移运动，推板21用螺钉与第二螺纹导套25固连，第二减速器28固定在第二固定箱29内，第二固定箱29与第二滑块用螺钉固连。
电机支座31用螺钉固定在第一支座11上，第一步进电机30用螺栓螺母固定在电机支架上，扭转夹板33和第一步进电机用联轴器32连接。
在工况一条件下，天线受力及变形如图6。第二弯曲系统3不工作，使其推板靠近第二滑块，此时，仅扭转系统2和第一弯曲系统4工作。第一滑块可以沿滑轨方向滑动，第一弯曲系统将第一步进电机的旋转运动转变为弯曲夹板的平动，进而使天线受力端弯曲变形。
在工况二条件下，天线受力及变形如图7，弯曲夹板和扭转夹板处在同一平面内，此时，第一滑块可以沿滑轨方向滑动，第二滑块在天线受力处定位，第二弯曲系统将第二步进电机的旋转运功变为推板的平动，进而使天线受力部位弯曲变形。
在工况三条件下，天线受力及变形如图8，使第二弯曲系统的推板靠近第二滑块，仅扭转系统和第一弯曲系统工作。此时，第一滑块定位，调节弯曲夹板使其与扭转夹板离滑动导轨等距离，第三步进电机的旋转使天线扭转变形。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还可以对本发明做出的若干改进和补充，这些改进和补充，也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，其特征在于，包括测试架、底板、底座、第一支座、第二支座、平行滑轨、器件放置板、单片机控制板、第一弯曲系统、第二弯曲系统、扭转系统：
底板用四个螺栓和螺母紧固在测试架上，两个底座分别用四个螺栓和螺母固定在底板上，第一支座和第二支座分别用四个螺栓和螺母固定在底座的两端，平行滑轨安装在第一支座和第二支座的孔内，器件放置板用两个长螺钉安装在第一支座和第二支座上，并且可以根据两螺钉进入第一支座和第二支座的深度调节板面高度，单片机控制板以及其他器件平放在器件放置板上；扭转系统固定在第一支座上，第一弯曲系统和第二弯曲系统分别安装在平行滑轨上并可沿平行滑轨滑动。
2.根据权利要求1所述的一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，其特征在于，所述单片机包含通信模块，利用单片机的通信模块对实验装置进行远程操控。
3.根据权利要求1所述的一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，其特征在于，所述扭转系统主要包括：第一步进电机、电机支架、扭转夹板：
电机支架用螺钉固定在第一支座上，第一步进电机用螺钉紧固在电机支架上，扭转夹板与第一步进电机用联轴器连接。
4.根据权利要求1所述的一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，其特征在于，所述第一弯曲系统包括弯曲夹板、第一紧定螺钉、第二紧定螺钉、第一滑块、第一螺蚊导套、第二步进电机、第一螺杆、第一减速器、第一固定箱：
第一滑块可沿平行滑轨滑动，滑动方向若需定位可将第一紧定螺钉和第二紧定螺钉螺紧，第二步进电机与第一减速器用联轴器连接，同样的第一螺杆与第一减速器也用联轴器连接，第一螺纹导套沿第一螺杆的轴向螺旋前进和后退，将旋转转变为平移运动，弯曲夹板用螺钉与第一螺纹导套固连，第一减速器固定在第一固定箱内，第一固定箱与第一滑块用螺钉固连。
5.根据权利要求1所述的一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，其特征在于，所述第二弯曲系统包括推板、第三紧定螺钉、第四紧定螺钉、第二滑块、第二螺纹导套、第三步进电机、第二螺杆、第二减速器、第二固定箱：
第二滑块可沿平行滑轨滑动，滑动方向若需定位可将第三紧定螺钉和第四紧定螺钉螺紧，第三步进电机与第二减速器用联轴器连接，同样的第二螺杆与第二减速器也用联轴器连接，第二螺纹导套沿第二螺杆的轴向螺旋前进和后退，将旋转转变为平移运动，推板用螺钉与第二螺纹导套固连，第二减速器固定在第二固定箱内，第二固定箱与第二滑块用螺钉固连。
6.根据权利要求1所述的一种面向智能蒙皮天线测试的变形实验装置，其特征在于，所述安装平行滑轨的第一支座和第二支座的孔的截面为矩形，以防止平行滑轨绕轴向的旋转运动。
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