CN106275500B - 一种飞机测试平台倒竖机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞机测试平台倒竖机构，用于控制天线组件(6)的俯仰角度，包括滚珠丝杠组件(1)、滚珠丝杆牙包(2)、同心轴(3)、驱动装置(4)、锁定装置(5)，驱动装置(4)通过齿轮副带动同心轴(3)绕自身轴线转动，同心轴(3)两端各连接一个滚珠丝杆牙包(2)，并且滚珠丝杆牙包(2)套装在滚珠丝杠组件(1)一端，滚珠丝杠组件(1)另一端与天线组件(6)铰接，滚珠丝杠组件(1)通过滚珠丝杆牙包(2)做直线运动和偏摆运动，并且带动天线组件(6)做俯仰运动，天线组件(6)通过锁定装置(5)限定俯仰角度。本发明所提供的飞机测试平台倒竖机构，在满足结构强度刚度的前提下，结构简单、传力特性好。

Description

一种飞机测试平台倒竖机构

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体涉及一种飞机测试平台倒竖机构。

背景技术

倒竖机构用于约3吨重、长10.5米、宽2.5米的天线测试或有俯仰运动的设备，天线阵面竖直方向偏转，运动范围0°～25°，可在任何位置停留锁定，到达极限位置有限位装置，角度误差≤0.50，有指示器标定位置，动力源为电机驱动，并可手动微调。但有着以下技术问题，大重量、大尺寸天线及安装架偏转，对机构运动过程受力要求较高，如何合理让丝杠上的力传到支座上，而不是让锥齿轮受很大的载荷；其次运动过程的精确控制，电动和手动的转换和控制等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在满足结构强度刚度的前提下，结构简单、传力特性好的飞机测试平台倒竖机构。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种飞机测试平台倒竖机构，固定在地板骨架上，用于控制与底架铰接的天线组件的俯仰角度，包括滚珠丝杠组件、滚珠丝杆牙包、同心轴、驱动装置、锁定装置，所述驱动装置通过齿轮副带动所述同心轴绕自身轴线转动，所述同心轴两端各连接一个所述滚珠丝杆牙包，并且所述滚珠丝杆牙包套装在所述滚珠丝杠组件一端，所述滚珠丝杠组件另一端与所述天线组件铰接，所述滚珠丝杠组件通过所述滚珠丝杆牙包做直线运动和偏摆运动，并且带动所述滚珠丝杠组件上铰接的所述天线组件做俯仰运动，所述天线组件通过所述锁定装置限定俯仰角度。

优选地是，所述驱动装置包括制动电机、减速机、电机联轴节、手柄，提供动力来源的所述制动电机一端通过所述电机联轴节与降低所述制动电机转速的所述减速机相连，所述减速机上连接有直齿圆柱齿轮，所述直齿圆柱齿轮与所述同心轴上的所述直齿圆柱齿轮啮合，带动所述同心轴转动，所述制动电机另一端连接有用于调整所述天线组件俯仰角度的所述手柄。

优选地是，所述减速机为蜗轮蜗杆传动机构。

优选地是，所述同心轴包括左大轴、右大轴、大轴联轴节、连轴器、连接轴段、大轴支座，所述左大轴一端通过所述大轴联轴节与所述右大轴一端连接，所述左大轴另一端和所述右大轴另一端都通过所述连轴器与所述连接轴段一端相连，所述连接轴段另一端通过轴承连接于所述滚珠丝杆牙包内部，所述左大轴与所述右大轴都通过所述大轴支座与所述地板骨架固定。

优选地是，所述连接轴段远离所述连轴器一端还套装有小伞形齿轮，所述小伞形齿轮位于所述滚珠丝杆牙包内部。

优选地是，所述滚珠丝杠组件包括滚珠丝杠、丝杠上连接点支座、大伞形齿轮，所述丝杠上连接点支座固定在所述天线组件上，所述滚珠丝杠一端与所述丝杠上连接点支座铰链连接，所述滚珠丝杠另一端连接有所述大伞形齿轮，所述大伞形齿轮与所述滚珠丝杠中的螺母部分通过螺纹配合连接，其中，所述大伞形齿轮位于所述滚珠丝杆牙包内部。

优选地是，所述小伞形齿轮与所述大伞形齿轮相互正交啮合放置。

优选地是，所述锁定装置包括保险连杆、保险连杆上连接点支座、连接板、转盘、快卸止动销、保险支座，所述保险支座固定在所述地板骨架上，开有中心孔的所述转盘通过所述连接板安装到所述保险支座上；所述保险连杆上连接点支座固定在所述天线组件上；所述保险连杆一端与所述连杆上连接点支座铰接，所述保险连杆另一端套装有所述转盘，所述保险连杆杆身上开有多个通孔；所述快卸止动销穿过所述保险支座、所述保险连杆上的通孔以及所述转盘上的中心孔锁定天线组件俯仰角度。

本发明所提供的一种舱门打开位置保持装置的有益效果在于，保证了大重量、大尺寸的天线组件6偏转重力矩有效地传到滚珠丝杆牙包2中的轴承上，避免了齿轮承受过大载荷，实现了运动平稳，解决大惯量倒竖机构传载难题；又由于锁定装置5的使用，实现了天线组件6的俯仰运动偏摆角度的精确控制。

附图说明

图1为本发明的飞机测试平台倒竖机构结构示意图；

图2为本发明的飞机测试平台倒竖机构中的滚珠丝杆组件结构示意图；

图3为本发明的飞机测试平台倒竖机构中的保险连杆结构示意图；

图4为本发明的飞机测试平台倒竖机构中的转盘结构安装示意图。

附图标记：

1-滚珠丝杆组件、2-滚珠丝杆牙包、3-同心轴、4-驱动装置、5-锁定装置、6-天线组件、7-底架、8-地板骨架、11-滚珠丝杠、12-丝杠上连接点支座、31-左大轴、32-右大轴、33-大轴联轴节、34-连轴器、35-连接轴段、36-大轴支座、41-制动电机、42-减速机、43-电机联轴节、44-手柄、45-直齿圆柱齿轮、51-保险连杆、52-保险连杆上连接点支座、53-连接板、54-转盘、55-快卸止动销、56-保险支座。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明飞机测试平台倒竖机构做进一步详细说明。

如图1所示，一种飞机测试平台倒竖机构，固定在地板骨架8上，用于控制底架7上铰接的天线组件6的俯仰角度，该天线组件6的俯仰角度范围为0°～25°，本发明的倒竖机构包括滚珠丝杠组件1、滚珠丝杆牙包2、同心轴3、驱动装置4、锁定装置5。驱动装置4通过齿轮副带动同心轴3绕自身轴线转动，同心轴3两端各连接一个滚珠丝杆牙包2，并且滚珠丝杆牙包2套装在滚珠丝杠组件1一端，滚珠丝杠组件1另一端与天线组件6铰接，滚珠丝杠组件1通过滚珠丝杆牙包2做直线运动和偏摆运动，并且带动滚珠丝杠组件1上铰接的天线组件6做俯仰运动，天线组件6通过锁定装置5限定俯仰角度。

该驱动装置4选择由制动电机41、减速机42、电机联轴节43、手柄44组成的机械构件。提供动力来源的制动电机41一端通过电机联轴节43与降低制动电机41转速的减速机42相连，制动电机41选择1460转/分的三相制动电机，该三相制动电机上的开停控制开关可控制电机的正转动、反转动以及停止，并且具有自锁功能，确保角度测量的准确，该减速机42优选1:40蜗轮蜗杆结构的减速机，可实现更好的减速效果，减速机42上还连接有直齿圆柱齿轮45，直齿圆柱齿轮45与同心轴3上的直齿圆柱齿轮45啮合，带动同心轴3转动，制动电机41另一端连接有手柄44，通过旋转该手柄44能够使本发明的倒竖机构调整到位，即精确微调天线组件6俯仰角度，通过手柄44上的表盘观察角度。

天线组件6的俯仰运动与停止由制动电机41控制，通过本发明的倒竖机构配套安装的电气系统控制制动电机41的运行，该电气系统主要由控制开关、行程开关、正反转电磁启动器、按钮开关、两拨挡开关、空气开关等组成。控制开关包括正开关、负开关和停开关，正开关用于控制制动电机41的正转动使得天线组件6后仰，负开关用于控制制动电机41的负转动使得天线组件6复位，停开关用于控制制动电机41的停止使得天线组件6在任意位置停止；行程开关用于天线组件6俯仰运动偏转角度限位，在0°和25°两极限位置均设置行程开关，并与停开关交联，在偏转两极限位置使制动电机41停止运动；正反转电磁启动器实现正反转换向；按钮开关用于点动控制；两拨挡开关用于天线组件6偏转微调，即拨到开位置，电机制动阀松开，方可用手柄44微调，到位后将开关拨到关位置；空气开关用于过电流保护、短路保护等保护措施。

天线组件6的俯仰运动偏转角度是通过天线组件6配套安装的角位移传感器测定，角度指示系统由编码传感器、计数器、屏闭线、固定座、轴销等组成，天线组件6的偏转，先通过销轴传到编码传感器上，然后用屏闭线连到控制盒上的计数器，液晶显示角度值，精确到0.1度，计数器上接220V交流电。

该同心轴3选择由左大轴31、右大轴32、大轴联轴节33、连轴器34、连接轴段35、大轴支座36组成的构件，同心轴3上还设置有用于与驱动装置4上的直齿圆柱齿轮45相啮合的另一直齿圆柱齿轮45，用于传递动力，该直齿圆柱齿轮45优选布置在左大轴31上。同心轴3通过大轴支座36与地板骨架8固定，该大轴支座36选择在同心轴3上的左大轴31和右大轴32各布置一处。左大轴31一端通过大轴联轴节33与右大轴32一端连接，左大轴31另一端和右大轴32另一端都通过连轴器34与连接轴段35的一端相连，连接轴段35的另一端都通过轴承连接在滚珠丝杆牙包2内部，其中，在连接轴段35远离连轴器34一端还套装有小伞形齿轮，从而同心轴3转动，驱动小伞形齿轮转动，又由于同心轴3与滚珠丝杆牙包2轴承连接，从而能够驱动滚珠丝杆牙包2摆动。

如图1和图2所示，该滚珠丝杠组件1选择由滚珠丝杠11、丝杠上连接点支座12、大伞形齿轮组成的构件，丝杠上连接点支座12固定在天线组件6上，如图滚珠丝杠11一端与丝杠上连接点支座12铰接，滚珠丝杠11另一端套装有大伞形齿轮，大伞形齿轮与滚珠丝杠11中的螺母部分螺纹配合连接，其中，大伞形齿轮和滚珠丝杠11中的螺母部分都位于滚珠丝杆牙包2内部。安装在同心轴3两端滚珠丝杆牙包2内部的小伞形齿轮与大伞形齿轮相互正交啮合放置，即同心轴3和滚珠丝杠组件1垂直放置，优先选择小伞形齿轮与大伞形齿轮齿轮比为1∶3的齿轮。同心轴3带动小伞形齿轮转动，与小伞形齿轮啮合的大伞形齿轮转动，又由于滚珠丝杠11中的螺母部分通过螺纹套接在大伞齿轮内部，从而滚珠丝杠11中的螺母部分转动，驱使滚珠丝杠11做直线运动，从而改变滚珠丝杠11的长度。又由于滚珠丝杆牙包2摆动，使得滚珠丝杠组件1上的大伞形齿轮在绕自身轴线转动的同时，也绕同心轴3上的小伞形齿轮公转，即实现滚珠丝杠组件1跟随滚珠丝杆牙包2一起绕同心轴做偏摆运动，从而改变滚珠丝杠11与天线组件6的夹角。滚珠丝杠组件1推动与其铰接的天线组件6做前后俯仰运动，即该天线组件6绕底架7的转轴平稳转动，实现0°～25°的俯仰调节。

如图1、图3所示，该锁定装置5选择由保险连杆51、保险连杆上连接点支座52、连接板53、转盘54、快卸止动销55、保险支座56组成的构件，保险支座56固定在地板骨架8上，开有中心孔的圆形转盘54通过连接板53安装到保险支座56上，如图4所示；保险连杆上连接点支座52固定在天线组件6上，保险连杆51一端与连杆上连接点支座52铰接，保险连杆51另一端套装有转盘54，保险连杆51杆身上开有多个通孔，快卸止动销55穿过保险支座56、保险连杆51上的通孔以及转盘54上的中心孔锁定天线组件6俯仰角度。天线组件6的俯仰运动，带动保险连杆51运动，从而驱动转盘54随动，保险连杆51在转盘54中做直线往复运动，当天线组件6俯仰角度偏转到一定度数时，用快卸止动销55插入转盘54中心孔和保险连杆51上的孔中，使之限位，使得本发明的倒竖机构停留在某一角度，其中，保险连杆51上的开孔按照天线组件6每偏转5°开设一个。

如图2和图3所示，本发明的操作过程如下，通过制动电机41驱动同心轴3旋转，带动滚珠丝杆牙包2偏转，同时滚珠丝杆牙包2中的小伞形齿轮和大伞形齿轮改变运动方向，使得滚珠丝杠11作直线运动同时又跟随滚珠丝杆牙包2做偏摆运动，带动天线组件6绕O₁点做俯仰运动，从而保险连杆51也跟着绕O₂偏摆，保险连杆51推动转盘54转动，又由于在给定的角度，保险连杆51上预制的开孔与转盘54上的中心孔同心，即O₃点，插入快卸止动销55便可锁定。本发明的倒竖机构保证了大重量、大尺寸的天线组件6偏转重力矩有效地传到滚珠丝杆牙包2中的轴承上，避免了齿轮承受过大载荷，实现了运动平稳，又由于锁定装置5的使用，实现了天线组件6的俯仰运动偏摆角度的精确控制。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种飞机测试平台倒竖机构，固定在地板骨架(8)上，用于控制与底架(7)铰接的天线组件(6)的俯仰角度，其特征在于，包括滚珠丝杠组件(1)、滚珠丝杆牙包(2)、同心轴(3)、驱动装置(4)、锁定装置(5)，所述驱动装置(4)通过齿轮副带动所述同心轴(3)绕自身轴线转动，所述同心轴(3)两端各连接一个所述滚珠丝杆牙包(2)，并且所述滚珠丝杆牙包(2)套装在所述滚珠丝杠组件(1)一端，所述滚珠丝杠组件(1)另一端与所述天线组件(6)铰接，所述滚珠丝杠组件(1)通过所述滚珠丝杆牙包(2)做直线运动和偏摆运动，并且带动所述滚珠丝杠组件(1)上铰接的所述天线组件(6)做俯仰运动，所述天线组件(6)通过所述锁定装置(5)限定俯仰角度。

2.根据权利要求1所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述驱动装置(4)包括制动电机(41)、减速机(42)、电机联轴节(43)、手柄(44)，提供动力来源的所述制动电机(41)一端通过所述电机联轴节(43)与降低所述制动电机(41)转速的所述减速机(42)相连，所述减速机(42)上连接有直齿圆柱齿轮(45)，所述直齿圆柱齿轮(45)与所述同心轴(3)上的直齿圆柱齿轮啮合，带动所述同心轴(3)转动，所述制动电机(41)另一端连接有用于调整所述天线组件(6)俯仰角度的所述手柄(44)。

3.根据权利要求2所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述减速机(42)为蜗轮蜗杆传动机构。

4.根据权利要求1所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述同心轴(3)包括左大轴(31)、右大轴(32)、大轴联轴节(33)、连轴器(34)、连接轴段(35)、大轴支座(36)，所述左大轴(31)一端通过所述大轴联轴节(33)与所述右大轴(32)一端连接，所述左大轴(31)另一端和所述右大轴(32)另一端都通过所述连轴器(34)与所述连接轴段(35)一端相连，所述连接轴段(35)另一端通过轴承连接于所述滚珠丝杆牙包(2)内部，所述左大轴(31)与所述右大轴(32)都通过所述大轴支座(36)与所述地板骨架(8)固定。

5.根据权利要求4所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述连接轴段(35)远离所述连轴器(34)一端还套装有小伞形齿轮，所述小伞形齿轮位于所述滚珠丝杆牙包(2)内部。

6.根据权利要求1所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述滚珠丝杠组件(1)包括滚珠丝杠(11)、丝杠上连接点支座(12)、大伞形齿轮，所述丝杠上连接点支座(12)固定在所述天线组件(6)上，所述滚珠丝杠(11)一端与所述丝杠上连接点支座(12)铰链连接，所述滚珠丝杠(11)另一端连接有所述大伞形齿轮，所述大伞形齿轮与所述滚珠丝杠(11)中的螺母部分通过螺纹配合连接，其中，所述大伞形齿轮位于所述滚珠丝杆牙包(2)内部。

7.根据权利要求6所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述大伞形齿轮与安装在所述滚珠丝杆牙包(2)内部的小伞形齿轮相互正交啮合放置。

8.根据权利要求1所述的飞机测试平台倒竖机构，其特征在于，所述锁定装置(5)包括保险连杆(51)、保险连杆上连接点支座(52)、连接板(53)、转盘(54)、快卸止动销(55)、保险支座(56)，所述保险支座(56)固定在所述地板骨架(8)上，开有中心孔的所述转盘(54)通过所述连接板(53)安装到所述保险支座(56)上；所述保险连杆上连接点支座(52)固定在所述天线组件(6)上；所述保险连杆(51)一端与所述连杆上连接点支座(52)铰接，所述保险连杆(51)另一端套装有所述转盘(54)，所述保险连杆(51)杆身上开有多个通孔；所述快卸止动销(55)穿过所述保险支座(56)、所述保险连杆(51)上的通孔以及所述转盘(54)上的中心孔锁定天线组件(6)俯仰角度。