CN106772286B - 一种小型天线转台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种小型天线转台，该小型天线转台具有垂直相交的方位轴系和俯仰轴系,整体结构采用对称式设计，保证天线足够的转动空间。方位轴采用盘式电机与齿轮传动，减小了结构轴向尺寸。俯仰轴采用伺服电机经过三级传动实现自锁与大力矩俯仰，且电机与传动装置在平衡框下方，结构紧凑。本发明创造了一种小尺寸，低重量，大力矩，高精度的小型天线转台新型结构。

Description

一种小型天线转台
技术领域
本发明是一种小型天线转台，该天线转台用于雷达罩电性能测试时平板裂缝天线的安装与高精度转动，属于测试设备领域。
背景技术
雷达罩作为飞机整流和导航系统中重要的组成部分，其电性能是一项十分重要的性能指标。雷达罩电性能测试时，天线安装于天线转台上模拟天线与雷达罩的相对运动。天线转台具有方位与俯仰两个转动自由度，且需在一定的角度范围内实现高精度转动，使得天线精确转动到目标位置。由于小型雷达罩尺寸比较小，而天线与天线转台需安装到雷达罩内部狭小的空间中，要求在天线转台方位和俯仰两轴的转动范围内，天线、天线转台和雷达罩三者不发生干涉。
随着雷达罩测试技术的发展和平板裂缝天线工作频率的不断升高，要求雷达罩电性能测试用的天线转台具有多种不同天线的适用性，提出了更大转动范围和转动力矩、更小的尺寸和重量以及更高位置精度的要求。目前，两轴转动范围由±45°增加到±62°，尺寸限制缩小到≤200mm×200mm×300mm，重量限定≤15KG，且需承重10KG，并具有15Nm的俯仰力矩，这些指标的提升使得干涉问题更为突出，结构更难于设计。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种小型天线转台，其目的是为了适用多种天线安装，完成多种型号雷达罩电性能测试。
本发明的技术解决方案如下：
该种小型天线转台，该转台包括顶部敞口的方位底座42、“十字”平衡框2、垂直相交的方位轴系和俯仰轴系，俯仰轴系具有三级减速，一级行星齿轮，一级锥齿轮和一级蜗轮蜗杆以实现自锁与大力矩俯仰，俯仰电机与传动装置置于俯仰平衡框下方以减小设备尺寸，保证俯仰足够的转动空间，并具有配重功能；其特征在于：所述方位轴系和俯仰轴系分别固定于“十字”平衡框2的两个垂直方向，方位轴系通过右耳座3和左耳座21固定于方位底座42顶部，
所述方位轴系一侧设置有708AC角接触球轴承39和绝对编码器20固定于左耳座21上以提供精密转动和位置反馈，方位轴系的另一侧设置有608深沟球轴承43固定于右耳座3上作辅助支撑，方位盘式电机8固定于方位底座42右外侧，其输出轴通过方位底座42通孔与方位正齿轮25相连接，方位正齿轮25置于右耳座的内侧，绝对编码器20置于左耳座21的内侧，两者对称设计，方位盘式电机8置于轴向下方以减小轴向尺寸避免俯仰干涉，方位正齿轮25与固定于“十字”平衡框2上的方位扇齿轮24啮合，驱动“十字”平衡框2做方位转动；
所述俯仰轴系在“十字”平衡框2对称两侧设置有708C角接触球轴承41，一侧轴承与蜗轮17相连接，蜗轮17与固定于俯仰减速箱15内的蜗杆29相啮合，蜗杆29通过同样固定于俯仰减速箱(15)内的锥齿轮2 32和锥齿轮1 30做直角传动，锥齿轮1 30与固定于俯仰减速箱15外侧的俯仰行星减速箱37输出轴相连接，俯仰行星减速箱37与俯仰电机35及俯仰电机编码器36相连接，俯仰减速箱15通过减速箱固定件13固定在“十字”平衡框2上，而俯仰三级传动部件围绕俯仰减速箱15设置于平衡框下方，俯仰轴系另一侧轴承与负载安装座9相连接，负载安装座9上固定有绝对编码器20作角位置测量元件,台面7分别与蜗轮17和负载安装座9相连接设置在平衡框的上方，实现俯仰转动。
本发明所述的天线转台包括俯仰和方位两个转动轴系，整体结构采用跷跷板式平衡对称设计，方位轴与地面垂直，俯仰轴与方位轴垂直相交。因此方位轴系全方位平衡，无需承受偏心力矩，该轴设计由一对角接触球轴承39和一个深沟球轴承支撑43，盘式无刷力矩电机8提供动力，一级扇形齿轮24、25减速传动和分体式绝对角度编码器20作为角位置测量元件。俯仰轴系需承受天线与工装的偏心力矩，因此设计由高功率密度伺服电机通过三级减速驱动，一级电机自带俯仰行星减速箱37，一级锥齿轮30、32换向减速，一级蜗轮蜗杆17、29减速，实现小尺寸低速大力矩俯仰并自锁。俯仰轴系两端均采用一对背对背角接触球轴承41支撑，一端设置分体式绝对角度编码器20作为角位置测量元件，另一端支撑三级减速传动和电机作为动力输入端。
俯仰两侧均有成对角接触球轴承41，一端设计有蜗轮蜗杆、锥齿轮、行星减速箱和俯仰电机作为动力端，另一端有绝对角度编码器20作为测量端。结构的对称性有利于对称走线、减小干扰力矩和偏心力矩、保证控制精度。
本发明技术方案的优点是：
本发明提出的小型天线转台具有小尺寸、低重量、大力矩、高精度的特点。由于对称结构设计，方位轴系无偏心力矩，同时两端分别走线，保证两端干扰平衡，因此方位可采用较小的电机与传动，降低尺寸和重量。俯仰轴有多级减速，具有较大的减速比，同时利用传动的换向性将行星减速器和伺服电机设计于俯仰轴杆之下，使得结构紧凑，避免了干涉。
附图说明
图1为本发明小型天线转台的整体结构示意图主视图。
图2为本发明小型天线转台的俯仰电机与减速传动结构剖视图。
图3为本发明小型天线转台的结构左视图。
图4为本发明小型天线转台的轴系结构剖视图。
图5为本发明小型天线转台的方位电机与减速传动结构剖视图。
图6为本发明小型天线转台的结构立体示意图。
图中，1-间隙调整垫、2-平衡框、3-右耳座、4-电感传感器、5-刻度盘、6-限位、7-台面、8-方位盘式电机、9-负载安装座、10-708轴承端盖、11-码盘读数头座、12-码盘读数头罩、13-减速箱固定件、14-706盖板、15-俯仰减速箱、16-蜗杆调整端盖、17-蜗轮、18-708轴承盖板(蜗轮端)、19-码盘读数头、20-绝对编码器、21-左耳座、22-方位电机盖板、23-键、24-方位扇齿轮、25-方位正齿轮、26-齿轮罩、27-航空插头、28-706C
角接触球轴承、29-蜗杆、30-锥齿轮1、31-锥齿轮1垫、32-锥齿轮2、33-锥齿轮2垫、34-标牌、35-俯仰电机、36-俯仰电机编码器、37-俯仰行星减速箱、38-销、39-708AC角接触球轴承、40-码盘罩、41-708C角接触球轴承、42-方位底座、43-608深沟球轴承、44-微型水平仪、45-小型天线转台、46-卧式转台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1～6所示，该种小型天线转台，该转台包括顶部敞口的方位底座42、“十字”平衡框2、垂直相交的方位轴系和俯仰轴系，俯仰轴系具有三级减速，一级行星齿轮，一级锥齿轮和一级蜗轮蜗杆以实现自锁与大力矩俯仰，俯仰电机与传动装置置于俯仰平衡框下方以减小设备尺寸，保证俯仰足够的转动空间，并具有配重功能；其特征在于：所述方位轴系和俯仰轴系分别固定于“十字”平衡框2的两个垂直方向，方位轴系通过右耳座3和左耳座21固定于方位底座42顶部，
所述方位轴系一侧设置有708AC角接触球轴承39和绝对编码器20固定于左耳座21上以提供精密转动和位置反馈，方位轴系的另一侧设置有608深沟球轴承43固定于右耳座3上作辅助支撑，方位盘式电机8固定于方位底座42右外侧，其输出轴通过方位底座42通孔与方位正齿轮25相连接，方位轴系的齿轮25置于右耳座的内侧，绝对编码器20置于左耳座21的内侧，两者对称设计，方位盘式电机8置于轴向下方以减小轴向尺寸避免俯仰干涉，方位正齿轮25与固定于平衡框2上的方位扇齿轮24啮合，驱动平衡框2做方位转动；
所述俯仰轴系在平衡框2对称两侧设置有708C角接触球轴承41，一侧轴承与蜗轮17相连接，蜗轮17与固定于俯仰减速箱15内的蜗杆29相啮合，蜗杆29通过同样固定于俯仰减速箱15内的锥齿轮2 32和锥齿轮130做直角传动，锥齿轮130与固定于俯仰减速箱15外侧的俯仰行星减速箱37输出轴相连接，俯仰行星减速箱37与俯仰电机35及俯仰电机编码器36相连接，俯仰减速箱15通过减速箱固定件13固定在“十字”平衡框2上，而俯仰三级传动部件围绕俯仰减速箱15设置于平衡框下方，俯仰轴系另一侧轴承与负载安装座9相连接，负载安装座9上固定有绝对编码器20作角位置测量元件,台面7分别与蜗轮17和负载安装座9相连接设置在平衡框的上方，实现俯仰转动。
由于多级减速,具有大减速比，实现了大力矩俯仰，同时俯仰电机35与三级减速传动装置平行在“十字”平衡框2下方，大大减小了设备尺寸。另一端俯仰轴直接相连绝对编码器20，上电即能实施输出位置信息。在极限运动位置处有电感传感器4与机械限位6作为安全保护。

Claims (1)

1.一种小型天线转台，该转台包括顶部敞口的方位底座(42)、“十字”平衡框(2)、垂直相交的方位轴系和俯仰轴系，俯仰轴系具有三级减速，一级行星齿轮，一级锥齿轮和一级蜗轮蜗杆以实现自锁与大力矩俯仰，俯仰电机与传动装置置于俯仰平衡框下方以减小设备尺寸，保证俯仰足够的转动空间，并具有配重功能；其特征在于：所述方位轴系和俯仰轴系分别固定于“十字”平衡框(2)的两个垂直方向，方位轴系通过右耳座(3)和左耳座(21)固定于方位底座(42)顶部，
所述方位轴系一侧设置有708AC角接触球轴承(39)和绝对编码器(20)固定于左耳座(21)上以提供精密转动和位置反馈，方位轴系的另一侧设置有608深沟球轴承(43)固定于右耳座(3)上作辅助支撑，方位盘式电机(8)固定于方位底座(42)右外侧，其输出轴通过方位底座(42)通孔与方位正齿轮(25)相连接，方位正齿轮(25)置于右耳座的内侧，绝对编码器(20)置于左耳座(21)的内侧，两者对称设计，方位盘式电机(8)置于轴向下方以减小轴向尺寸避免俯仰干涉，方位正齿轮(25)与固定于“十字”平衡框(2)上的方位扇齿轮(24)啮合，驱动“十字”平衡框(2)做方位转动；
所述俯仰轴系在“十字”平衡框(2)对称两侧设置有708C角接触球轴承(41)，一侧轴承与蜗轮(17)相连接，蜗轮(17)与固定于俯仰减速箱(15)内的蜗杆(29)相啮合，蜗杆(29)通过同样固定于俯仰减速箱(15)内的锥齿轮2(32)和锥齿轮1(30)做直角传动，锥齿轮1(30)与固定于俯仰减速箱(15)外侧的俯仰行星减速箱(37)输出轴相连接，俯仰行星减速箱(37)与俯仰电机(35)及俯仰电机编码器(36)相连接，俯仰减速箱(15)通过减速箱固定件(13)固定在“十字”平衡框(2)上，而俯仰三级传动部件围绕俯仰减速箱(15)设置于平衡框下方，俯仰轴系另一侧轴承与负载安装座(9)相连接，负载安装座(9)上固定有绝对编码器(20)作角位置测量元件,台面(7)分别与蜗轮(17)和负载安装座(9)相连接设置在平衡框的上方，实现俯仰转动。
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