CN106395704A - 两支一吊目标支撑转台的牵拉单元 - Google Patents

Abstract

本发明一种两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，该牵拉单元主要由直线牵拉机构、张紧变向机构和低散射吊挂机构三部分组成；直线牵拉机构利用伺服电机驱动、滚珠丝杠传动和直线导轨导向，具有较高的运动精度和定位精度；通过张紧变向机构可将牵拉绳索的水平运动转变成垂直运动，升降过程中能保证牵拉绳索的方向不变；低散射吊挂机构主要实现牵拉绳索与待测目标的连接，吊挂机构能够实现两维旋转运动：绕垂直方向的旋转运动和绕水平方向的俯仰运动。吊挂机构结构紧凑，并通过低散射整形罩遮挡吊挂机构对电磁波的反射，使得整个吊挂机构具有较低的RCS，对待测目标的RCS测量影响较小。

Description

两支一吊目标支撑转台的牵拉单元

技术领域

本发明涉及一种两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，在利用紧缩场等室内测试场地对目标进行RCS测量时，实现两支一吊目标支撑转台牵拉吊挂的功能，属于机械工程和微波工程领域。

背景技术

目标支撑装置是利用紧缩场和室外远程等测试场地对目标进行RCS测量的重要支撑设备。目标支撑装置的运动维度、运动精度、支撑可靠性和自身的RCS等特性是影响测量精度和效率的关键因素。目前常用的目标支撑方式主要有泡沫支架(结合一维精密转台)和低散射金属支架。泡沫支架一般使用透波材料制成，结合一维精密转台能够实现一维旋转运动。但泡沫支架与一维精密转台和待测目标之间无法进行稳固的连接，通常是泡沫支架加工成圆柱或圆锥形状，直接放在一维精密转台上，待测目标直接放置在泡沫支架上，对目标支撑的可靠性和稳定性较差。低散射金属支架通过低RCS设计，虽然具有较低的RCS，但需要在待测目标上加工较大的安装孔，安装孔对目标原本的RCS影响较大。泡沫支架和低散射金属支架共同的缺点是无法实现待测目标的俯仰角调整，无法模拟待测目标真实飞行状态下俯仰姿态的RCS测量。

两支一吊目标支撑转台不仅能够实现待测目标的高精度匀速转台，而且能够实现待测目标的高精度俯仰姿态调整，能够实现待测目标的多方位、多姿态RCS测量。牵拉单元是两支一吊目标支撑转台重要组成部分，主要实现两支一吊目标支撑转台的吊的功能。起吊过程中牵拉绳索的位置精度、运动精度、定位精度、吊挂机构RCS等都是影响待测目标RCS测量精度的关键，需要专门设计和控制。传统的起吊装置(如卷扬机)运动和定位精度较差，起吊过程中牵拉绳索的位置随着在卷筒上的缠绕一直在变化，无法保证吊绳始终与转台的旋转轴重合，吊绳与转台转轴不重合将导致目标在旋转状态下测量其RCS时吊绳作圆锥运动，严重影响待测目标的运动精度和稳定性。常用的吊钩连接装置存在结构布局分散、功能单一、扭转力矩大、自身RCS较大等不足，无法用于RCS测量时待测目标的吊挂。为解决这些问题，发明了两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，成功解决了传统起吊装置运动和定位精度差，起吊过程中吊绳位置随着其在卷筒上的缠绕而变化，普通吊钩扭转力矩和自身RCS较大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，以解决现有技术中的问题。

本发明一种两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，该单元是一个独立的、模块化的单元，主要实现两支一吊目标支撑转台的吊的功能。牵拉单元主要由直线牵拉机构、张紧变向机构和低散射吊挂机构等组成。直线牵拉机构利用伺服电机驱动、滚珠丝杠传动和直线导轨导向，具有较高的运动精度和定位精度；通过张紧变向机构可将牵拉绳索的水平运动转变成垂直运动，升降过程中能保证牵拉绳索的方向不变；低散射吊挂机构主要实现牵拉绳索与待测目标的连接，吊挂机构能够实现两维旋转运动：绕垂直方向的旋转运动和绕水平方向的俯仰运动，前者能够保证牵拉绳索不随待测目标的旋转而旋转，后者能够保证牵拉绳索的位置和方向不随待测目标的俯仰运动而发生改变。吊挂机构结构紧凑，并通过低散射整形罩遮挡吊挂机构对电磁波的反射，使得整个吊挂机构具有较低的RCS，对待测目标的RCS测量影响较小。

本发明的两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，整体装配图如图1所示，主要由直线牵拉机构、张紧变向机构和低散射吊挂机构三部分组成，图2为牵拉单元的装配爆炸图。

所述的直线牵拉机构主要由牵拉机构底座、直线导轨、直线导轨滑块、滚珠丝杠、滚珠丝杠安装法兰组件、滚珠丝杠螺母、牵拉滑块、联轴器、电机安装座和伺服驱动电机等组成，如图3所示，主要完成牵拉单元的牵拉运动，实现起吊的功能。牵拉机构底座是整个牵拉单元的基础，主要由工字钢、厚钢板等型材焊接而成，通过人工时效释放焊接应力，利用数控加工设备对牵拉机构底座上的所有的安装配合面、工艺孔进行整体机械加工，保证其加工精度和相对位置精度；采用精度较高的滚珠丝杠作为高精度传动装置，滚珠丝杠通过两端的滚珠丝杠安装法兰组件安装到牵拉机构底座上；采用精度较高的直线导轨作为高精度导向装置，两根直线导轨对称安装到牵拉机构底座上，与滚珠丝杠呈对称分布；牵拉滑块是牵拉绳索的安装基础，通过滚珠丝杠螺母和直线导轨滑块安装到滚珠丝杠和直线导轨上。电机安装座安装到牵拉机构底座上，伺服驱动电机安装到电机安装座上，伺服驱动电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杠相连。在伺服驱动电机和滚珠丝杠的驱动下，牵拉滑块带动牵拉绳索沿着直线导轨的方向作高精度直线运动，具有较高的运动精度和定位精度。

所述的张紧变向机构主要由张紧变向机构底座、锁紧螺母、固定轴套、保持环、角接触球轴承、滑轮和阶梯轴等组成，如图4所示。张紧变向机构采用两个定滑轮的工作方式，主要用于牵拉绳索的变向，将牵拉绳索的水平运动变成竖直运动。张紧变向机构底座是整个张紧变向结构的安装基础，主要由厚钢板焊接和机械加工而成。将角接触球轴承安装到滑轮中间的安装孔内，两端通过保持环将角接触球轴承固定在滑轮中间，防止滑轮转动时在轴向窜动。通过阶梯轴将滑轮安装到张紧变向机构底座上，角接触球轴承的一端通过阶梯轴上的阶梯定位，另一端通过固定轴套定位，最后利用两个锁紧螺母将将滑轮稳定地安装到张紧变向机构底座上。两个滑轮的安装方式和工作原理相同。

所述低散射吊挂机构主要由吊挂机构和低散射整形罩组成，吊挂机构主要有吊挂机构底座、轴承端盖、轴承压盖、摆动体、推力轴承端盖、单向推力球轴承、深沟球轴承、内六方螺钉和十字沉头螺钉等构成，如图5所示。吊挂机构底座是吊挂机构所有零部件的安装基础，是主要的承力与连接构件。吊挂机构底座采用整体毛坯件加工而成，所有的安装配合面、工艺孔均采用精密数控加工。摆动体通过两个深沟球轴承安装到吊挂机构底座上，通过两个轴承压盖将深沟球轴承压紧，然后安装轴承端盖，具有固定和防尘的作用。摆动体能够绕着吊挂机构底座在一定范围内转动。单向推力球轴承安装在摆动体内腔中，推力轴承端盖安装到单向推力球轴承的外端，推力球轴承端盖能够绕着摆动体转动。牵拉绳索与推力球轴承端盖固定连接，摆动体绕吊挂机构底座的旋转能够保证牵拉绳索的位置和方向不随待测目标的俯仰运动而发生改变，推力球轴承端盖绕摆动体旋转能够保证牵拉绳索不随待测目标的旋转而旋转。低散射整形罩安装到吊挂机构的轴承压盖上，用于遮挡吊挂机构对电磁波的反射，降低整个低散射吊挂机构的RCS，减少其对目标RCS测量的干扰，提高测量精度。

本发明的两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，其优点和功效在于：该单元是一个独立的、模块化的单元，易于控制和后期维护。牵拉单元利用伺服电机驱动、滚珠丝杠传动和直线导轨导向，具有较高的运动精度和定位精度；牵拉单元通过张紧变向机构可将牵拉绳索的水平运动转变成垂直运动，升降过程中能保证牵拉绳索的方向不变；牵拉单元的低散射吊挂机构具有两维旋转运动：绕垂直方向的旋转运动和绕水平方向的俯仰运动，前者能够保证牵拉绳索不随待测目标的旋转而旋转，后者能够保证牵拉绳索的位置和方向不随待测目标的俯仰运动而发生改变。吊挂机构结构紧凑，并通过低散射整形罩遮挡吊挂机构对电磁波的反射，使得整个低散射吊挂机构具有较低的RCS，对待测目标的RCS测量影响较小。

附图说明

图1为牵拉单元总装配图。

图2为牵拉单元主要结构爆炸图。

图3为直线牵拉机构总装拆解图。

图4为张紧变向机构总装拆解图。

图5为低散射吊挂机构总装拆解图。

图中标号及符号说明如下：

1-直线牵拉机构 2-张紧变向机构 3-低散射吊挂机构

4-透波牵拉绳索 5-牵拉机构底座 6-直线导轨

7-直线导轨滑块 8-滚珠丝杠 9-滚珠丝杠安装法兰组件

10-滚珠丝杠螺母 11-牵拉滑块 12-联轴器

13-电机安装座 14-伺服驱动电机 15-张紧变向机构底座

16-锁紧螺母 17-固定轴套 18-保持环

19-角接触球轴承 20-滑轮 21-阶梯轴

22-吊挂机构 23-低散射整形罩 24-吊挂机构底座

25-轴承端盖 26-轴承压盖 27-摆动体

28-推力轴承端盖 29-单向推力球轴承 30-深沟球轴承

31-内六方螺钉 32-十字沉头螺钉

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的说明。

本发明的两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，整体装配图如图1所示，主要由直线牵拉机构、张紧变向机构和低散射吊挂机构三部分组成，图2为牵拉单元的主要结构的装配爆炸图。

所述的直线牵拉机构1，如图3所示，主要由牵拉机构底座5、直线导轨6、直线导轨滑块7、滚珠丝杠8、滚珠丝杠安装法兰组件9、滚珠丝杠螺母10、牵拉滑块11、联轴器12、电机安装座13和伺服驱动电机14等组成。首先将两根直线导轨6安装在牵拉机构底座5上，并将直线导轨滑块7安装到直线导轨6上。滚珠丝杠8安装之前，将牵拉滑块7通过滚珠丝杠螺母10安装到滚珠丝杠8上，滚珠丝杠8通过两组滚珠丝杠安装法兰组件9安装到牵拉机构底座5上，两根直线导轨6与滚珠丝杠8呈对称布置，再将牵拉滑块11与直线导轨滑块7固定连接。电机安装座13安装到牵拉机构底座5的末端，伺服驱动电机14安装到电机安装座13上，电机的输出轴通过联轴器12与滚珠丝杠8相连。

所述张紧变向机构2，如图4所示，主要由张紧变向机构底座15、锁紧螺母16、固定轴套17、保持环18、角接触球轴承19、滑轮20和阶梯轴21等组成。首先将角接触球轴承19安装到滑轮20中间的安装孔内，通过两个保持环18将角接触球轴承19固定在滑轮20上。然后将安装好角接触球轴承的滑轮放置到张紧变向机构底座15上，利用阶梯轴21将装有角接触球轴承的滑轮安装到张紧变向机构底座上，再将固定轴套17安装到阶梯轴21上，固定轴套17紧靠角接触球轴承19的内圈。角接触球轴承19的一侧通过固定轴套17定位，角接触球轴承19的另一侧通过阶梯轴21的上的阶梯定位，最后利用两个锁紧螺母16锁紧，将滑轮20稳定地安装到张紧变向机构底座15上。两个滑轮的安装方式和工作原理相同。

所述低散射吊挂机构3，如图5所示，主要由吊挂机构22和低散射整形罩23组成，吊挂机构22主要有吊挂机构底座24、轴承端盖25、轴承压盖26、摆动体27、推力轴承端盖28、单向推力球轴承29、深沟球轴承30、内六方螺钉31和十字沉头螺钉32等构成。首先将两个深沟球轴承30安装到摆动体27上，将单向推力球轴承29安装到推力轴承端盖28上，再将二者一起安装到摆动体27的内腔中，将透波牵拉绳索4穿过推力轴承端盖28，将推力轴承端盖28、单向推力球轴承29和摆动体连为一体。将组装好的摆动体安装到吊挂机构底座24上，通过两个轴承压盖26将安装在摆动体27上的两个深沟球轴承30压紧，每个轴承压盖利用两个内六方螺钉31固定。轴承压盖26安装完成后，再安装两端的轴承端盖25，每个轴承端盖通过四个内六方螺钉31固定。吊挂机构组装完成后，将低散射整形罩23通过四个内六方螺钉31安装到吊挂机构22的轴承压盖26上，低散射吊挂机构的整体装配图如图5所示。吊挂机构底座24上的安装孔可以根据待测目标上的安装孔位置和数量定制设计，以满足不同待测目标的吊挂需求。在进行低散射吊挂机构组装之前，需要将吊挂机构底座24通过若干十字沉头螺钉32安装到待测目标上，否则吊挂机构组装完成后有些螺钉将无法安装。

本发明一种两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，总的装配过程为：先装配直线牵拉机构，再组装张紧变向机构，将组装完成的张紧变向机构安装到直线牵拉机构的前端，将组装好的直线牵拉机构安装到牵拉单元的安装平台上。在进行低散射吊挂机构组装之前，将吊挂机构底座先安装到待测目标上，然后根据所述的装配过程组装低散射吊挂机构，最后将透波牵拉绳索安装到直线牵拉机构的牵拉滑块上，调整牵拉绳索的长度并预紧，即完成了牵拉单元的组装与安装。

Claims (1)

1.一种两支一吊目标支撑转台的牵拉单元，其特征在于：该牵拉单元由直线牵拉机构、张紧变向机构和低散射吊挂机构三部分组成；

所述的直线牵拉机构由牵拉机构底座、直线导轨、直线导轨滑块、滚珠丝杠、滚珠丝杠安装法兰组件、滚珠丝杠螺母、牵拉滑块、联轴器、电机安装座和伺服驱动电机组成；牵拉机构底座是整个牵拉单元的基础；滚珠丝杠通过两端的滚珠丝杠安装法兰组件安装到牵拉机构底座上；两根直线导轨对称安装到牵拉机构底座上，与滚珠丝杠呈对称分布；牵拉滑块是牵拉绳索的安装基础，通过滚珠丝杠螺母和直线导轨滑块安装到滚珠丝杠和直线导轨上；电机安装座安装到牵拉机构底座上，伺服驱动电机安装到电机安装座上，伺服驱动电机的输出轴通过联轴器与滚珠丝杠相连；在伺服驱动电机和滚珠丝杠的驱动下，牵拉滑块带动牵拉绳索沿着直线导轨的方向作高精度直线运动；

所述的张紧变向机构由张紧变向机构底座、锁紧螺母、固定轴套、保持环、角接触球轴承、滑轮和阶梯轴组成；张紧变向机构采用两个定滑轮的工作方式，张紧变向机构底座是整个张紧变向结构的安装基础，角接触球轴承安装到滑轮中间的安装孔内，两端通过保持环将角接触球轴承固定在滑轮中间，防止滑轮转动时在轴向窜动；通过阶梯轴将滑轮安装到张紧变向机构底座上，角接触球轴承的一端通过阶梯轴上的阶梯定位，另一端通过固定轴套定位，最后利用两个锁紧螺母将将滑轮稳定地安装到张紧变向机构底座上；两个滑轮的安装方式和工作原理相同；

所述低散射吊挂机构由吊挂机构和低散射整形罩组成，吊挂机构有吊挂机构底座、轴承端盖、轴承压盖、摆动体、推力轴承端盖、单向推力球轴承、深沟球轴承、内六方螺钉和十字沉头螺钉构成；吊挂机构底座是吊挂机构所有零部件的安装基础，是承力与连接构件；摆动体通过两个深沟球轴承安装到吊挂机构底座上，通过两个轴承压盖将深沟球轴承压紧，然后安装轴承端盖；摆动体能够绕着吊挂机构底座在一定范围内转动；单向推力球轴承安装在摆动体内腔中，推力轴承端盖安装到单向推力球轴承的外端，推力球轴承端盖能够绕着摆动体转动；牵拉绳索与推力球轴承端盖固定连接；低散射整形罩安装到吊挂机构的轴承压盖上。