CN106099364A - 一种高精度多馈源全自动换馈系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度多馈源全自动换馈系统，包括背架、固定筒组件、移动筒组件、馈源组件和控制器，固定筒组件固定在背架一侧的安装平台上，移动筒组件滑动配合安装在固定筒组件上，固定筒组件与移动筒组件之间安装有驱动机构，移动筒组件的侧壁上沿竖直方向依次安装有多个馈源组件，移动筒组件的下端安装有锁紧机构，控制器与双通道伺服驱动器电连接，双通道伺服驱动器分别与驱动机构和锁紧机构电连接。本发明的优点在于：采用了直线行走换馈方式实现多组馈源的换馈定焦，具有结构简单，成本低，体积小，遮挡面积小等优点，填补了国内关于直线行走换馈的空白。

Description

一种高精度多馈源全自动换馈系统

技术领域

本发明涉及馈源切换技术领域，特别是一种高精度多馈源全自动换馈系统。

背景技术

目前大多数雷达系统均只有单一或者多个馈源固定的馈源。可自动换馈多馈源雷达系统具有雷达系统资源利用率高、探测能力强等特点，因此在某些特定情况具有很好优势。多馈源全自动换馈系统是该种雷达系统的关键设备，其可根据需要自动将需工作的馈源换至焦点位置处，换馈后的定焦精度和重复定焦精度决定着整个雷达系统的性能。目前国内所公开的资料中中电54所王宇哲所写的《大型射电望远镜多馈源切换机构的设计》中阐述了一种旋转换馈机构。

现有的换馈机构采用的是旋转换馈，但其遮挡面积大，结构复杂，走线复杂。由于整个系统在露天室外使用，对换馈系统导向组件的环境适应性要求高。常用的高精度滚珠直线导轨由于其耐蚀性不好，成本高、周期长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种高精度多馈源全自动换馈系统，采用了直线行走换馈方式实现多组馈源的换馈定焦，具有结构简单，成本低，体积小，遮挡面积小等优点，填补了国内关于直线行走换馈的空白。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高精度多馈源全自动换馈系统，包括背架、固定筒组件、移动筒组件、馈源组件和控制器，固定筒组件固定在背架一侧的安装平台上，移动筒组件滑动配合安装在固定筒组件上，固定筒组件与移动筒组件之间安装有驱动机构，移动筒组件在驱动机构的作用下能够相对于固定筒组件上下滑动，移动筒组件的侧壁上固定有馈源安装板，馈源安装板上沿竖直方向依次安装有多个馈源组件，移动筒组件的下端安装有能够将固定筒组件和移动筒组件的相对位置锁紧的锁紧机构，控制器与双通道伺服驱动器电连接，双通道伺服驱动器分别与驱动机构和锁紧机构电连接。

所述的固定筒组件包括固定筒和导轨，固定筒的下端固定在背架上，固定筒为长方体结构，在固定筒的侧壁上设置有竖直的导轨，所述的移动筒组件包括移动筒和滑块，移动筒为中空的长方体结构，移动筒套装在固定筒的外侧，在移动筒的内壁上设置有滑块，滑块与导轨滑动配合连接。

所述的驱动机构包括连接板、安装座、电动推杆和主驱动伺服电机，连接板固定在固定筒的底部，安装座设置在移动筒的内顶面上，电动推杆的上端铰接安装在安装座上，下端铰接安装在连接板上，主驱动伺服电机与电动推杆传动连接，主驱动伺服电机与双通道伺服驱动器电连接。

所述的电动推杆上还设置有定位限位开关，控制器的信号输入端与定位限位开关的信号输出端电连接。

所述的锁紧机构包括电动锁紧销、锁紧伺服电机和锁紧限位开关，锁紧伺服电机固定安装在移动筒的下部外侧壁上，锁紧伺服电机的动力输出端与电动锁紧销的一端连接，在固定筒的侧壁上沿竖直方向开设有多个定位销孔，电动锁紧销在锁紧伺服电机的驱动作用下能够伸入定位销孔内，电动锁紧销的一侧还安装有能够检测其是否在工作行程内的锁紧限位开关，锁紧限位开关的信号输出端与控制器的信号输入端连接，锁紧伺服电机与双通道伺服驱动器连接。

所述的背架内还设置有避免线缆在换馈的运动过程中发生缠绕的电缆拖链。

固定筒和移动筒的侧壁上均设置有减重孔，减重孔上通过螺钉固定有盖板。

本发明具有以下优点：

1、采用了直线行走换馈方式实现多组馈源的换馈定焦，多组馈源竖直安装在馈源安装板上，通过竖直方向的直线移动，多组馈源可分别移动到焦点位置，采用直线行走换馈具有结构简单，成本低，体积小，遮挡面积小等优点，填补了国内关于直线行走换馈的空白。

2、本发明才有移动筒套装在固定筒内侧的形式，在两者之间设置导轨和滑块，使得导轨和滑块在工作时并不暴露于外部空间内，使得换馈系统的导向组件使用寿命更长，导轨和滑块均选用4Cr13不锈钢，其硬度高、耐磨性好、耐蚀性好，在导轨和滑块的接触面上粘贴聚四氟乙烯软带，聚四氟乙烯耐高低温性好、耐磨性好、摩擦系数低，4Cr13不锈钢与聚四氟乙烯软带的结合保留了聚四氟乙烯耐磨性好、摩擦系数低的优点，避免了其尺寸稳定性差的缺点，保证了滑块的整体性能。

3、采用了电动锁紧插销进行锁定，保证馈源所在位置可长期保持准确稳定。

4、控制系统采用开环控制，通过伺服电机自身所带的12位角编码器进行定位控制，调试时分别标定主驱动伺服电机的三个定位值和锁紧伺服电机的两个定位置，标定后通过主驱动伺服电机的角编码器值控制升降电动推杆的停止和启动，通过锁紧电动插销进行可靠锁定，根据锁紧伺服电机的角编码器值判断是否锁定到位，限位开关作为电气限位保护，保证升降电动推杆和电动锁紧插销始终在工作行程内，成本低。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为移动筒和固定筒的配合结构示意图；

图3 为移动筒和固定筒的内部结构示意图；

图4 为本发明的控制原理图；

图中：1-背架，2-固定筒组件，3-移动筒组件，4-馈源安装板，5-馈源组件，6-电动锁紧销，7-控制器，8-电缆拖链，9-锁紧伺服电机，10-固定筒，11-导轨，12-连接板，13-移动筒，14-滑块，15-安装座，16-电动推杆，17-锁紧限位开关，18-定位限位开关，19-双通道伺服驱动器，20-主驱动伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图4所示，一种高精度多馈源全自动换馈系统，包括背架1、固定筒组件2、移动筒组件3、馈源组件5和控制器7，固定筒组件2固定在背架1一侧的安装平台上，移动筒组件3滑动配合安装在固定筒组件2上，所述的固定筒组件2包括固定筒10和导轨11，固定筒10的下端固定在背架1上，固定筒10为长方体结构，在固定筒10的侧壁上设置有竖直的导轨11，所述的移动筒组件3包括移动筒13和滑块14，移动筒13为中空的长方体结构，移动筒13套装在固定筒10的外侧，在移动筒13的内壁上设置有滑块14，滑块14与导轨11滑动配合连接，导轨和滑块均选用4Cr13不锈钢，其硬度高、耐磨性好、耐蚀性好，在导轨11和滑块14的接触面上粘贴聚四氟乙烯软带，聚四氟乙烯耐高低温性好、耐磨性好、摩擦系数低，4Cr13不锈钢与聚四氟乙烯软带的结合保留了聚四氟乙烯耐磨性好、摩擦系数低的优点，避免了其尺寸稳定性差的缺点，保证了滑块14的整体性能，固定筒组件2与移动筒组件3之间安装有驱动机构，所述的驱动机构包括连接板12、安装座15、电动推杆16和主驱动伺服电机20，连接板12固定在固定筒10的底部，安装座15设置在移动筒13的内顶面上，电动推杆16的上端铰接安装在安装座15上，下端铰接安装在连接板12上，主驱动伺服电机20与电动推杆16传动连接，主驱动伺服电机20与双通道伺服驱动器19电连接，移动筒组件3在驱动机构的作用下能够相对于固定筒组件2上下滑动，移动筒组件3的侧壁上固定有馈源安装板4，馈源安装板4上沿竖直方向依次安装有多个馈源组件5，移动筒组件2的下端安装有能够将固定筒组件2和移动筒组件3的相对位置锁紧的锁紧机构，控制器7与双通道伺服驱动器19电连接，双通道伺服驱动器19分别与驱动机构和锁紧机构电连接，电动推杆16推动移动筒13及馈源组件5在竖直方向运动，并能平稳停在指定位置，电动推杆16选用滚珠丝杆型电动推杆，滚珠丝杆封闭在缸体内部，其具有寿命长、不自锁、效率高、免维护等特点，所述的电动推杆16上还设置有定位限位开关18，控制器7的信号输入端与定位限位开关18的信号输出端电连接；所述的锁紧机构包括电动锁紧销6、锁紧伺服电机9和锁紧限位开关17，锁紧伺服电机9固定安装在移动筒13的下部外侧壁上，锁紧伺服电机9的动力输出端与电动锁紧销6的一端连接，在固定筒10的侧壁上沿竖直方向开设有多个定位销孔，电动锁紧销6在锁紧伺服电机9的驱动作用下能够伸入定位销孔内，电动锁紧销6的一侧还安装有能够检测其是否在工作行程内的锁紧限位开关17，锁紧限位开关17的信号输出端与控制器7的信号输入端连接，锁紧伺服电机9与双通道伺服驱动器19连接。

如图1所示，所述的背架1内还设置有避免线缆在换馈的运动过程中发生缠绕的电缆拖链8，同时在需要的地方布置走线槽以规范线缆走向。

如图2所示，固定筒10和移动筒13的侧壁上均设置有减重孔，减重孔不仅可减轻整体重量，还可作为维修孔，减重孔上通过螺钉固定有盖板，在维修时拆卸螺钉后即可取下盖板，不维修时，盖板将减重孔封住，可适应各种恶劣环境。

本发明的工作过程如下：换馈时，控制器7发送信号给双通道伺服驱动器19，主驱动伺服电机20和锁紧伺服电机9分别标定其位置，并反馈给双通道伺服驱动器19，双通道伺服驱动器19根据反馈值与控制器7的给出的命令进行判断，然后控制主驱动伺服电机20带动电动推杆16伸出或收缩，从而带动移动筒13相对于固定筒10上升或下降，移动筒13移动到指定位置后，双通道伺服驱动器19控制锁紧伺服电机9动作，带动电动锁紧销6插入对应的定位孔内，实现移动筒13和固定筒10之间的相对位置固定，完成整个换馈动作。

Claims (7)

1.一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：包括背架（1）、固定筒组件（2）、移动筒组件（3）、馈源组件（5）和控制器（7），固定筒组件（2）固定在背架（1）一侧的安装平台上，移动筒组件（3）滑动配合安装在固定筒组件（2）上，固定筒组件（2）与移动筒组件（3）之间安装有驱动机构，移动筒组件（3）在驱动机构的作用下能够相对于固定筒组件（2）上下滑动，移动筒组件（3）的侧壁上固定有馈源安装板（4），馈源安装板（4）上沿竖直方向依次安装有多个馈源组件（5），移动筒组件（2）的下端安装有能够将固定筒组件（2）和移动筒组件（3）的相对位置锁紧的锁紧机构，控制器（7）与双通道伺服驱动器（19）电连接，双通道伺服驱动器（19）分别与驱动机构和锁紧机构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：所述的固定筒组件（2）包括固定筒（10）和导轨（11），固定筒（10）的下端固定在背架（1）上，固定筒（10）为长方体结构，在固定筒（10）的侧壁上设置有竖直的导轨（11），所述的移动筒组件（3）包括移动筒（13）和滑块（14），移动筒（13）为中空的长方体结构，移动筒（13）套装在固定筒（10）的外侧，在移动筒（13）的内壁上设置有滑块（14），滑块（14）与导轨（11）滑动配合连接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：所述的驱动机构包括连接板（12）、安装座（15）、电动推杆（16）和主驱动伺服电机（20），连接板（12）固定在固定筒（10）的底部，安装座（15）设置在移动筒（13）的内顶面上，电动推杆（16）的上端铰接安装在安装座（15）上，下端铰接安装在连接板（12）上，主驱动伺服电机（20）与电动推杆（16）传动连接，主驱动伺服电机（20）与双通道伺服驱动器（19）电连接。

4.根据权利要求3所述的一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：所述的电动推杆（16）上还设置有定位限位开关（18），控制器（7）的信号输入端与定位限位开关（18）的信号输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：所述的锁紧机构包括电动锁紧销（6）、锁紧伺服电机（9）和锁紧限位开关（17），锁紧伺服电机（9）固定安装在移动筒（13）的下部外侧壁上，锁紧伺服电机（9）的动力输出端与电动锁紧销（6）的一端连接，在固定筒（10）的侧壁上沿竖直方向开设有多个定位销孔，电动锁紧销（6）在锁紧伺服电机（9）的驱动作用下能够伸入定位销孔内，电动锁紧销（6）的一侧还安装有能够检测其是否在工作行程内的锁紧限位开关（17），锁紧限位开关（17）的信号输出端与控制器（7）的信号输入端连接，锁紧伺服电机（9）与双通道伺服驱动器（19）连接。

6.根据权利要求1所述的一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：所述的背架（1）内还设置有避免线缆在换馈的运动过程中发生缠绕的电缆拖链（8）。

7.根据权利要求2或3所述的一种高精度多馈源全自动换馈系统，其特征在于：固定筒（10）和移动筒（13）的侧壁上均设置有减重孔，减重孔上通过螺钉固定有盖板。