CN106288958B - 一种直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其能够高精度、高速、高加速度、高频响地模拟目标源沿着球面的运动。根据本发明实施例，该直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器包括：纵向部件，所述纵向部件包括纵向部件机架以及设置在所述纵向部件机架上并且用于驱动目标源作纵向圆弧运动的纵向直线电机驱动系统；以及横向部件，所述横向部件包括横向部件机架和设置在所述横向部件机架上并且用于驱动所述纵向部件作横向圆弧运动的多个横向直线电机驱动系统。

Description

一种直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器

技术领域

本发明涉及运动模拟技术领域，更具体地涉及一种直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器。

背景技术

目标运动模拟器是用于模拟特定目标，例如导弹、飞机等飞行器的运动的装置，通常与飞行模拟器配合使用，主要用于测试导弹或雷达追踪系统的追踪性能。针对运动目标的特点，根据其与追踪系统的远近，目标运动模拟器可以大致划分为针对红外目标源的近距离目标运动模拟器和针对射频目标的远距离目标运动模拟器。

对于远距离目标运动模拟器而言，射频目标源与追踪系统相距大约5至15m，并且要求射频目标源在运动过程中始终指向追踪系统。目前，远距离目标运动模拟器的结构主要分为两种，一种是在纵向和横向两个方向形成类似十字架形式的XY平台，在其末端安装指向机构，以用于确保射频目标源在运动过程中始终指向追踪系统；另一种是将纵向和横向两个方向形成圆弧形的XY平台，以用于确保目标源始终沿着球面运动，由此可以省略指向机构。由于省略了指向机构，圆直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器具有结构简单、负载轻等特点，容易实现更高的指标，但是现有技术的弧形导轨和弧形驱动机构的设计难以确保目标源沿着球面精确、高速、高加速度、高频响地运动。

因此，特别是在航空航天技术领域，需要改进性能的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，以满足测试追踪系统的追踪性能的需要。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其能够高精度、高速、高加速度、高频响地模拟目标源沿着球面的运动。

根据本发明实施例，该直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器包括：纵向部件，所述纵向部件包括纵向部件机架以及设置在所述纵向部件机架上并且用于驱动目标源作纵向圆弧运动的纵向直线电机驱动系统；以及横向部件，所述横向部件包括横向部件机架和设置在所述横向部件机架上并且用于驱动所述纵向部件作横向圆弧运动的多个横向直线电机驱动系统。

根据实施例，所述纵向直线电机驱动系统包括纵向直线电机定子组件，所述纵向直线电机定子组件包括安装在所述纵向部件机架上的纵向底板、安装在所述纵向底板上的纵向圆弧形导轨以及沿着圆弧形方向安装在所述纵向底板上的纵向直线电机永磁体模块，其中所述纵向底板可以被调整以确保所述纵向圆弧形导轨的平面度。

根据实施例，所述纵向直线电机驱动系统还包括纵向直线电机动子组件，所述纵向直线电机动子组件包括用于安装所述目标源的纵向直线电机动子支撑板，设置在所述纵向直线电机动子支撑板上并且与所述纵向直线电机永磁体模块相对的纵向直线电机动子线圈以及设置在所述纵向直线电机动子支撑板上并且与所述纵向圆弧形导轨配合的纵向部件滚轮轴承。

根据实施例，所述纵向圆弧形导轨为一对单沿滚轮式导轨。

根据实施例，每个所述横向直线电机驱动系统包括横向直线电机定子组件，所述横向直线电机定子组件包括安装在所述横向部件机架上的横向底板、安装在所述横向底板上的横向圆弧形导轨以及沿着圆弧形方向安装在所述横向底板上的横向直线电机永磁体模块，其中所述横向底板可以被调整以确保所述横向圆弧形导轨的平面度。

根据实施例，每个所述横向直线电机驱动系统还包括横向直线电机动子组件，所述横向直线电机动子组件包括用于与所述纵向部件机架连接的横向直线电机动子支撑板，设置在所述横向直线电机动子支撑板上并且与所述横向直线电机永磁体模块相对的横向直线电机动子线圈以及设置在所述横向直线电机动子支撑板上并且与所述横向圆弧形导轨配合的横向部件滚轮轴承。

根据实施例，所述横向圆弧形导轨为一对单沿滚轮式导轨。

根据实施例，所述多个横向直线电机驱动系统包括分别设置在所述横向部件机架的上部、中部和下部的三个横向直线电机驱动系统。

根据实施例，所述纵向底板的两端安装有缓冲器和接近开关，用于防止所述滑块超出所述纵向圆弧形导轨的行程。

根据实施例，所述横向底板的两端安装有缓冲器和接近开关，用于防止所述滑块超出所述横向圆弧形导轨的行程。

附图说明

构成说明书一部分的附图示出本发明的实施例，然而附图中示出的实施例仅为示例性的，而不是限制性的。在附图中使用相似的附图标记表示相似的元件。

图1是根据本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器的总体结构示意图。

图2是用于根据本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器的直流电机驱动系统的结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明根据本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器。

图1示出根据本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器的总体结构示意图。如图1所示，该直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器包括：纵向部件108、109、110，所述纵向部件包括纵向部件机架108以及设置在所述纵向部件机架108上并且用于驱动目标源作纵向圆弧运动的纵向直线电机驱动系统109、110；以及横向部件101、102、103、104、105、106、107，所述横向部件包括横向部件机架101和设置在所述横向部件机架101上并且用于驱动所述纵向部件作横向圆弧运动的多个横向直线电机驱动系统102、103、104、105、106、107。根据进一步的实施例，纵向部件机架108可以为由铝型材焊接而成的铝架。焊接完成后，通过机加工保证安装面的平面度。然而，本发明不限于此，任何合适的材料及加工方法均可以用于制造本发明实施例的纵向部件机架，只要能够满足需要即可。

根据进一步的实施例，纵向直线电机驱动系统包括纵向直线电机定子组件109以及纵向直线电机动子组件110。

以下结合图2进一步描述可以用于本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器的直线电机驱动系统。如图1和2所示，纵向直线电机定子组件109包括安装在纵向部件机架108上的纵向底板201、安装在纵向底板201上的纵向圆弧形导轨202、203以及沿着圆弧形方向安装在所述纵向底板201上的纵向直线电机永磁体模块204，其中纵向底板通过螺钉固定在纵向部件机架108上并且可以被调整以确保所述纵向圆弧形导轨202、203的安装平面度。

并且，纵向直线电机驱动系统还包括纵向直线电机动子组件110，纵向直线电机动子组件110包括用于安装目标源的纵向直线电机动子支撑板205，设置在纵向直线电机动子支撑板205上并且与纵向直线电机永磁体模块204相对的纵向直线电机动子线圈207以及设置在纵向直线电机动子支撑板205上并且与纵向圆弧形导轨202、203配合的纵向部件滚轮轴承206。如图所示，纵向圆弧形导轨为一对单沿滚轮式导轨，即内单沿圆弧形导轨202和外单沿圆弧形导轨203。并且，在本实施例中，纵向直线电机动子支撑板205设置有与内单沿圆弧形导轨202和外单沿圆弧形导轨203配合的六个滚轮轴承；然而，本发明不限于此，任意合适形制、数量的导轨以及相应的导轨轴承均是可行的，只要能满足沿着圆弧形导轨平滑、紧密地滑动的要求即可。

如上所述，图2所示的直线电机驱动系统也可以用作本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器的横向直线电机驱动系统。如图1和2所示的，本发明实施例的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器包括分别设置在横向部件机架101的上部、中部和下部的三个横向直线电机驱动系统102、105；103、106；104、107。例如，设置于横向部件机架101上部的横向直线电机驱动系统102、105包括横向直线电机定子组件102，其包括安装在横向部件机架101上部的横向底板、安装在横向底板上的横向圆弧形导轨以及沿着圆弧形方向安装在横向底板上的横向直线电机永磁体模块，其中横向底板可以被调整以确保横向圆弧形导轨的平面度。

并且，该横向直线电机驱动系统还包括横向直线电机动子组件105，其包括用于与纵向部件机架108连接的横向直线电机动子支撑板，设置在横向直线电机动子支撑板上并且与横向直线电机永磁体模块相对的横向直线电机动子线圈以及设置在横向直线电机动子支撑板上并且与横向圆弧形导轨配合的横向部件滚轮轴承。在本实施例，所述横向圆弧形导轨为一对单沿滚轮式导轨，即内单沿圆弧形导轨202和外单沿圆弧形导轨203。并且，在本实施例中，横向直线电机动子支撑板设置有与内单沿圆弧形导轨和外单沿圆弧形导轨配合的六个滚轮轴承；然而，本发明不限于此，任意合适形制、数量的导轨以及相应的导轨轴承均是可行的，只要能满足沿着圆弧形导轨平滑、紧密地滑动的要求即可。另外，在本实施例中，横向部件包括三个横向直线电机驱动系统，在安装时，首先将各层横向底板安装在横向机架上，调整横向底板以保证导轨安装面的平面度。再将横向圆弧形导轨安装在横向底板上，并调整内外单沿圆弧形导轨之间以及各层导轨间的同轴度。然而，本发明不限于此，任意数量的横向直线电机驱动系统均是可行的，只要能够平稳、精确地驱动纵向部件作横向圆弧运动即可。

根据实施例，纵向和横向底板的两端安装有缓冲器和接近开关，用于防止所述滑块超出纵向和横向圆弧形导轨的行程。根据进一步实施例，接近开关可以例如为光电式接近开关；然而本发明不限于此，例如机电式接近开关也是可行的。

如上所述，本发明提供了一种由直线电机驱动的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其能够实现高精度、高速、高加速度、高频响地模拟目标源沿着球面的运动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，包括：

纵向部件，其包括纵向部件机架以及设置在所述纵向部件机架上并且用于驱动目标源作纵向圆弧运动的纵向直线电机驱动系统；以及

横向部件，其包括横向部件机架和设置在所述横向部件机架上并且用于驱动所述纵向部件作横向圆弧运动的多个横向直线电机驱动系统，

其中，所述纵向直线电机驱动系统包括纵向直线电机定子组件，所述纵向直线电机定子组件包括安装在所述纵向部件机架上的纵向底板、安装在所述纵向底板上的纵向圆弧形导轨以及沿着圆弧形方向安装在所述纵向底板上的纵向直线电机永磁体模块，其中所述纵向底板被调整以确保所述纵向圆弧形导轨的平面度，并且

所述纵向直线电机驱动系统还包括纵向直线电机动子组件，所述纵向直线电机动子组件包括用于安装所述目标源的纵向直线电机动子支撑板，设置在所述纵向直线电机动子支撑板上并且与所述纵向直线电机永磁体模块相对的纵向直线电机动子线圈以及设置在所述纵向直线电机动子支撑板上并且与所述纵向圆弧形导轨配合的纵向部件滚轮轴承。

2.如权利要求1所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，所述纵向圆弧形导轨为一对单沿滚轮式导轨。

3.如权利要求1所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，每个所述横向直线电机驱动系统包括横向直线电机定子组件，所述横向直线电机定子组件包括安装在所述横向部件机架上的横向底板、安装在所述横向底板上的横向圆弧形导轨以及沿着圆弧形方向安装在所述横向底板上的横向直线电机永磁体模块，其中所述横向底板可以被调整以确保所述横向圆弧形导轨的平面度。

4.如权利要求3所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，每个所述横向直线电机驱动系统还包括横向直线电机动子组件，所述横向直线电机动子组件包括用于与所述纵向部件机架连接的横向直线电机动子支撑板，设置在所述横向直线电机动子支撑板上并且与所述横向直线电机永磁体模块相对的横向直线电机动子线圈以及设置在所述横向直线电机动子支撑板上并且与所述横向圆弧形导轨配合的横向部件滚轮轴承。

5.如权利要求3所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，所述横向圆弧形导轨为一对单沿滚轮式导轨。

6.如权利要求1所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，所述多个横向直线电机驱动系统包括分别设置在所述横向部件机架的上部、中部和下部的三个横向直线电机驱动系统。

7.如权利要求1所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，所述纵向底板的两端安装有缓冲器和接近开关，用于防止滑块超出所述纵向圆弧形导轨的行程。

8.如权利要求3所述的直线电机驱动的弧形远距离目标运动模拟器，其中，所述横向底板的两端安装有缓冲器和接近开关，用于防止滑块超出所述横向圆弧形导轨的行程。