CN108681301A - 真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统及方法 - Google Patents

真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统及方法 Download PDF

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    • H01Q3/08Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation

Abstract

真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统及方法,属于机械工程技术领域,为解决现有技术问题,该系统设置在真空罐中,提供真空环境;PLC控制器、第一伺服驱动器与第一伺服电机与平移传动机构依次连接,平移传动机构固定在真空罐顶端;平移传动机构、T型连接板、电控倾斜台连接、第二伺服电机连接与第二伺服驱动器依次连接,第二伺服驱动器与第一伺服驱动器连接;电控倾斜台与折弯板连接,折弯板的侧表面与电控旋转台连接,电控旋转台与第三伺服电机连接,第三伺服电机与第三伺服驱动器连接,第三伺服驱动器与第二伺服驱动器连接,电控旋转台实现信号天线yz面的转动;电控旋转台与L型连接板连接,L型连接板下表面与信号天线夹具连接。

Description

真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机械工程技术领域,具体涉及一种真空环境下不同信号天线的三自由 度转换系统及方法。
背景技术
[0002] 在空间等离子体环境模拟与研究系统真空子系统的环境模拟试验中,为实现不同 工作频段的微波传输测量,需要准确切换至所需频段天线的装置。之前设计一套转换机构 夹具,但需要手动进行装夹不同工作频段的天线,因在真空环境下,人手动进行安装不仅破 坏其真空度,而且操作效率低下,安装位置精确度遭到破坏。目前,在真空环境下不同信号 天线的转换机构装置实现自动化,采用两个MGC104与MGC103电控倾斜台切换所需频段天 线,但其存在问题是:与不同工作频段天线连接的MGC104电控倾斜台自身重,所带中心负载 比较小,最重要的是电控倾斜台只能实现不同工作频段天线在yz面摆动一定角度,如果要 实现不同工作频段天线摆动不同角度,此设计的转换机构装置无法达到要求。
发明内容
[0003] 为了解决现有的在真空环境下不同信号天线的转换机构装置存在的操作率低、定 位精确度较低及无法实现任意角度摆动天线等问题,本发明提供了真空环境下不同信号天 线的三自由度转换系统及方法。
[0004] 本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0005] 真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统,其特征是,其包括:PLC控制器、第 一伺服驱动器、第一伺服电机、平移传动机构、T型连接板、电控倾斜台、第二伺服电机、第二 伺服驱动器、折弯板、电控旋转台、第三伺服电机、第三伺服驱动器、L型连接板和信号天线 夹具;
[0006] 该系统设置在真空罐中,提供真空环境;
[0007] PLC控制器与第一伺服驱动器连接,第一伺服驱动器与第一伺服电机连接,第一伺 服电机与平移传动机构连接,平移传动机构固定在真空罐顶端;平移传动机构与T型连接板 连接,实现信号天线沿X方向的移动;T型连接板与电控倾斜台连接,电控倾斜台与第二伺服 电机连接,第二伺服电机与第二伺服驱动器连接,第二伺服驱动器与第一伺服驱动器连接, 电控倾斜台实现信号天线在xz面的转动;电控倾斜台与折弯板连接,折弯板的侧表面与电 控旋转台连接,电控旋转台与第三伺服电机连接,第三伺服电机与第三伺服驱动器连接,第 三伺服驱动器与第二伺服驱动器连接,电控旋转台实现信号天线yz面的转动;电控旋转台 与L型连接板连接,L型连接板下表面与信号天线夹具连接。
[0008] 真空环境下不同信号天线的三自由度转换方法,其特征是,其包括以下步骤:
[0009] 步骤一,第一伺服电机与平移传动机构的滚珠丝杠螺栓连接,滚珠丝杠通过第一 伺服电机传动驱动力,能实现精确定位;平移传动机构中的底座上表面固定在真空罐顶端, 平移传动机构中的底座下表面与滑轨固定,滑轨通过螺钉与滑台连接,平移传动机构实现 信号天线沿X方向的移动;
[0010] 步骤二,滑台与T型连接板连接,T型连接板与电控倾斜台连接,电控倾斜台中的第 一蜗轮蜗杆传动机构固定在倾斜台底座里面,第一蜗轮蜗杆传动机构与第二伺服电机连 接,传动驱动力,能实现精确定位;倾斜台底座与倾斜台弧形滑轨连接,倾斜台弧形滑轨与 倾斜台连接,实现倾斜台沿倾斜台弧形滑轨移动,从而实现电控倾斜台带动信号天线在XZ 面的摆动一定角度,当摆动到指定位置能实现自锁;
[0011] 步骤三,电控倾斜台中的倾斜台下表面通过螺栓与折弯板连接,折弯板的测表面 通过螺栓与电控旋转台中的旋转台底座一侧连接,旋转台底座另一侧与旋转台一侧连接, 第二蜗轮蜗杆传动机构与第三伺服电机连接,传动驱动力,能实现精确定位,电控旋转台实 现信号天线yz面的转动;旋转台的另一面与L型连接板连接,L型连接板下表面与信号天线 夹具通过螺栓连接;
[0012] 步骤四,安装信号天线,信号天线A装夹在夹具,信号天线B装夹在夹具,信号天线C 装夹在夹具;
[0013] 步骤五,连接控制部分;PLC控制器通过EtherCAT通信网线与第一伺服驱动器连 接,第一伺服驱动器通过线缆与第一伺服电机连接;第一伺服驱动器通过EtherCAT通信网 线与第二伺服驱动器连接,第二伺服驱动器通过线缆与第二伺服电机连接;第二伺服驱动 器通过EtherCAT通信网线与第三伺服驱动器连接,第三伺服驱动器通过线缆与第三伺服电 机连接;
[0014] 步骤六,一切安装完成后,若需要实现信号天线A在指定位置与其它天线进行通 讯,PLC控制器通过向第一伺服驱动器发射脉冲,第一伺服驱动器驱动第一伺服电机带动滚 珠丝杠转动,滚珠丝杠机构将旋转运动变为直线运动;第一伺服电机转速为m,单螺线滚珠 丝杠的导程为Ph在X方向上的位移S,时间为t1;计算公式为:
[0015] S = mXPhXti
[0016] 当到达指定位置,第一伺服电机的编码器将位置信息反馈到PLC控制器,
[0017] PLC控制器控制第一伺服电机停止转动,实现抱闸;
[0018] 步骤七,PLC控制器通过向第二伺服驱动器发射脉冲,第一伺服驱动器驱动第二伺 服电机带动第一蜗轮蜗杆传动机构转动,传动驱动力变为倾斜台沿倾斜台弧形滑轨摆动, 从而带动信号天线A在XZ面摆动一定角度;第二伺服电机转速为n2,电控倾斜台的传动比为 h,极限摆动角为30°,电控倾斜台在XZ面摆动角度为Q1,时间为t2;计算公式为:
[0019]
Figure CN108681301AD00061
[0020] 当到达指定位置,第二伺服电机的编码器将位置信息反馈到PLC控制器,PLC控制 器控制第二伺服电机停止转动,实现抱闸;
[0021] 步骤八,PLC控制器通过向第三伺服驱动器发射脉冲,第三伺服驱动器驱动第三伺 服电机带动第二蜗轮蜗杆传动机构转动,传动驱动力变为旋转台的旋转,从而带动信号天 线A在yz面旋转一定角度;第三伺服电机额定转速为n3,电控旋转台的传动比12为180,旋转 角为360°,电控倾斜台在XZ面摆动角度为02,时间为t3,计算公式为:
[0022]
Figure CN108681301AD00062
[0023] 当到达指定位置,第三伺服电机的编码器将位置信息反馈到PLC控制器,PLC控制 器控制第三伺服电机停止转动,实现抱闸;从而使信号天线A精确切换至所需要位置与其它 天线进行通讯;
[0024] 步骤九,若实验需要将信号天线B或信号天线C摆动到一定角度与其他信号天线通 讯,则操作步骤重复步骤六、步骤七、步骤八。
[0025] 本发明的有益效果:
[0026] 本发明实现了在不破坏真空度的情况下,自动准确的切换至所需频段的天线,并 在yz面摆动任意角度的功能,能实现连续动作,且电控倾斜台内采用蜗轮蜗杆传动驱动力 大;内采用弧形滚珠导轨,传动平稳,可靠;并带有自锁功能,编码器实现半闭环控制,能实 现精确的定位有效提高了实验过程的操作率及保证实现真空度。
附图说明
[0027] 图1是本发明的真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统的结构示意图。 [0028]图2是平移传动机构内部结构示意图。
[0029] 图3是精密电控倾斜台内部结构示意图。
[0030] 图4是精密电控旋转台内部结构示意图。
[0031] 图5是不同信号天线的夹具结构示意图。
[0032] 图6是本发明真空环境下不同信号天线的三自由度转换方法的工作流程图。
[0033] 图中:UPLC控制器,2、第一伺服驱动器,3、第一伺服电机,4、平移传动机构,4-1、 滚珠丝杠,4-2、底座,4-3、滑轨,4-4、滑台,5、T型连接板,6、电控倾斜台,6-1、倾斜台座,6- 2、 第一蜗轮蜗杆传动机构,6-3、倾斜台弧形滑轨,6-4、倾斜台,7、第二伺服电机,8、第二伺 服驱动器,9、折弯板,10、电控旋转台,10-1、旋转台底座,10-2、第二蜗轮蜗杆传动机构,10- 3、 旋转台,11、第三伺服电机,12、第三伺服驱动器,13、L型连接板,14、信号天线夹具,14-1、 信号天线A16的夹具,14-2、信号天线B17的夹具,14-3、信号天线C18的夹具,15、圆柱形真空 罐,16、信号天线A,17、信号天线B,18、信号天线C。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0035] 如图1所示,真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统包括:PLC控制器1、第 一伺服驱动器2、第一伺服电机3、平移传动机构4、T型连接板5、电控倾斜台6、第二伺服电机 7、第二伺服驱动器8、折弯板9、电控旋转台10、第三伺服电机11、第三伺服驱动器12、L型连 接板13和信号天线夹具14。
[0036] 该系统设置在圆柱形的真空罐15中,提供真空环境。
[0037] PLC控制器1通过EtherCAT通信网线与第一伺服驱动器2的串口 I连接,第一伺服驱 动器2通过线缆与第一伺服电机3连接,第一伺服电机3与平移传动机构4连接,平移传动机 构4固定在真空罐15顶端。平移传动机构4与T型连接板5连接,实现信号天线沿X方向的移 动。T型连接板5与电控倾斜台6连接,电控倾斜台6与第二伺服电机7连接,第二伺服电机7通 过线缆与第二伺服驱动器8连接,第二伺服驱动器8通过EtherCAT通信网线与第一伺服驱动 器2连接,电控倾斜台6实现信号天线在XZ面的转动。电控倾斜台6与折弯板9连接,折弯板9 的侧表面通过螺栓与电控旋转台10连接,电控旋转台10与第三伺服电机11连接,第三伺服 电机11通过线缆与第三伺服驱动器12连接,第三伺服驱动器12通过EtherCAT通信网线与第 二伺服驱动器8连接,电控旋转台10实现信号天线yz面的转动。电控旋转台1与L型连接板13 连接,L型连接板13下表面与信号天线夹具14通过螺栓连接。
[0038] 水平向右为X正方向,竖直向上为z正方向,垂直纸面向外为y正方向。
[0039] 如图2所示,平移传动机构4包括滚珠丝杠4-1,底座4-2,滑轨4-3和滑台4-4。滚珠 丝杠4-1固定在底座4-2里面,第一伺服电机3与平移传动机构4的滚珠丝杠4-1螺栓连接,滚 珠丝杠4-1通过第一伺服电机3传动驱动力,能实现精确定位。底座4-2上表面固定于真空罐 15顶端,底座4-2下表面与滑轨4-3连接,滑轨4-3与滑台4-4连接。滑台4-4与T型连接板5连 接。平移传动机构4实现信号天线沿X方向的移动。
[0040] 如图3所示,电控倾斜台6包括倾斜台底座6-1、第一蜗轮蜗杆传动机构6-2、倾斜台 弧形滑轨6-3和倾斜台6-4。第一蜗轮蜗杆传动机构6-2固定在倾斜台底座6-1里面,倾斜台 底座6-1与倾斜台弧形滑轨6-3连接,倾斜台弧形滑轨6-3与倾斜台6-4连接,实现倾斜台6-4 沿倾斜台弧形滑轨6-3移动,传动平稳、可靠。从而实现电控倾斜台6带动信号天线在XZ面的 转动,当转动到指定位置能实现自锁。
[0041] 第一蜗轮蜗杆传动机构6-2与第二伺服电机7连接,第一蜗轮蜗杆传动机构6-2通 过第二伺服电机7传动驱动力,能实现精确定位。
[0042] 电控倾斜台6中的倾斜台6-4下表面通过螺栓与折弯板9连接。
[0043] 如图4所示,电控旋转台10包括旋转台底座10-1、第二蜗轮蜗杆传动机构10-2和旋 转台10-3。第二蜗轮蜗杆传动机构10-2固定在旋转台座10-1里面,第二蜗轮蜗杆传动机构 10-2与第三伺服电机11连接,第二蜗轮蜗杆传动机构10-2通过第三伺服电机11传动驱动 力,精加工的第二蜗轮蜗杆传动机构10-2,能实现精确定位。折弯板9的测表面通过螺栓与 电控旋转台I 〇中的旋转台座I 〇-1—侧连接,旋转台座I 〇-1另一侧与旋转台10-3—侧连接, 旋转台10-3带动信号天线在yz面的转动,当转动到指定位置能实现自锁。
[0044] 如图5所示,天线夹具14包括可装夹信号天线A16的夹具14-1,可装夹信号天线B17 的夹具14-2,可装夹信号天线C18的夹具14-3,可以装夹不同工作频段的天线。信号天线A16 的夹具14-1与信号天线B17的夹具14-2在yz面呈呈30°分布,信号天线A16的夹具14-1与信 号天线C18的夹具14-3在yz面呈60°分布。
[0045] 真空环境下不同信号天线的三自由度转换方法,包括以下步骤:
[0046] 步骤一、第一伺服电机3与平移传动机构4的滚珠丝杠4-1螺栓连接第一伺服电机3 与平移传动机构4的滚珠丝杠4-1螺栓连接,滚珠丝杠4-1通过第一伺服电机3传动驱动力, 能实现精确定位。平移传动机构4中的底座4-2上表面固定在真空罐15顶端,平移传动机构4 中的底座4-2下表面与滑轨4-3固定,滑轨4-3通过螺钉与滑台4-4连接,平移传动机构4实现 信号天线沿X方向的移动。
[0047] 步骤二、滑台4-4与T型连接板5连接,T型连接板5与电控倾斜台6连接,电控倾斜台 6中的第一蜗轮蜗杆传动机构6-2固定在倾斜台底座6-1里面,第一蜗轮蜗杆传动机构6-2与 第二伺服电机7连接,传动驱动力,能实现精确定位。倾斜台底座6-1与倾斜台弧形滑轨6-3 连接,倾斜台弧形滑轨6-3与倾斜台6-4连接,实现倾斜台6-4沿倾斜台弧形滑轨6-3移动,从 而实现电控倾斜台6带动信号天线在XZ面的摆动一定角度,当摆动到指定位置能实现自锁。
[0048] 步骤三、电控倾斜台6中的倾斜台6-4下表面通过螺栓与折弯板9连接,折弯板9的 测表面通过螺栓与电控旋转台10中的旋转台底座10-1—侧连接,旋转台底座10-1另一侧与 旋转台10-3—侧连接,第二蜗轮蜗杆传动机构10-2与第三伺服电机11连接,传动驱动力,能 实现精确定位,电控旋转台10实现信号天线yz面的转动。旋转台10-3的另一面与L型连接板 13连接,L型连接板13下表面与信号天线夹具14通过螺栓连接。
[0049] 步骤四、安装信号天线,信号天线A16装夹在夹具14-1,信号天线B17装夹在夹具 14-2,信号天线C18装夹在夹具14-3。
[0050] 步骤五、完成机械部分连接后,连接控制部分。PLC控制器1通过EtherCAT通信网线 与第一伺服驱动器2连接,第一伺服驱动器2通过线缆与第一伺服电机3连接;第一伺服驱动 器2通过EtherCAT通信网线与第二伺服驱动器8连接,第二伺服驱动器8通过线缆与第二伺 服电机7连接;第二伺服驱动器8通过EtherCAT通信网线与第三伺服驱动器12连接,第三伺 服驱动器12通过线缆与第三伺服电机11连接。
[0051] 步骤六、一切安装完成后,若需要实现信号天线A16在指定位置(在X方向移动到某 位置,在XZ面摆动一定角度,在yz面旋转一定角度)与其它天线进行通讯。PLC控制器1通过 向第一伺服驱动器2发射脉冲,第一伺服驱动器2驱动第一伺服电机3带动滚珠丝杠4-1转 动,滚珠丝杠4-1机构将旋转运动变为直线运动。第一伺服电机3额定转速m为1500r/min, 单螺线滚珠丝杠4-1的导程为Ph在X方向上的位移S,时间为t。计算公式为:
[0052] S = m X PhX ti = 1500r/min XPhX ti
[0053] 当到达指定位置,第一伺服电机3的编码器将位置信息反馈到PLC控制器I,PLC控 制器1控制第一伺服电机3停止转动,实现抱闸。
[0054] 步骤七、PLC控制器1通过向第二伺服驱动器8发射脉冲,第一伺服驱动器2驱动第 二伺服电机7带动第一蜗轮蜗杆传动机构6-2转动,传动驱动力变为倾斜台6-4沿倾斜台弧 形滑轨6-3摆动,从而带动信号天线A16在XZ面摆动一定角度。第二伺服电机7额定转速112为 1500r/min,电控倾斜台6的传动比为ii,极限摆动角为30°,电控倾斜台6在xz面摆动角度为 θι,时间为t2。计算公式为:
[0055]
Figure CN108681301AD00091
[0056] 当到达指定位置,第二伺服电机7的编码器将位置信息反馈到PLC控制器1,PLC控 制器1控制第二伺服电机7停止转动,实现抱闸。
[0057] 步骤八、PLC控制器1通过向第三伺服驱动器12发射脉冲,第三伺服驱动器12驱动 第三伺服电机11带动第二蜗轮蜗杆传动机构10-2转动,传动驱动力变为旋转台10-3的旋 转,从而带动信号天线A16在yz面旋转一定角度。第三伺服电机11额定转速μ为1500r/min, 电控旋转台I〇的传动比i2为180,旋转角为360 °,电控倾斜台6在xz面摆动角度为θ2,时间为 t3,计算公式为:
[0058]
Figure CN108681301AD00092
[0059] 当到达指定位置,第三伺服电机11的编码器将位置信息反馈到PLC控制器1,PLC控 制器1控制第三伺服电机11停止转动,实现抱闸。从而使信号天线A16精确切换至所需要位 置(在X方向移动到某位置,在xz面摆动一定角度,在yz面旋转一定角度)与其它天线进行通 讯。
[0060]步骤九、若实验需要将信号天线B17或信号天线C18摆动到一定角度与其他信号天 线通讯,则操作步骤重复步骤六、步骤七、步骤八。

Claims (6)

1. 真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统,其特征是,其包括:PLC控制器(I)、 第一伺服驱动器(2)、第一伺服电机(3)、平移传动机构(4)、T型连接板(5)、电控倾斜台(6)、 第二伺服电机(7)、第二伺服驱动器(8)、折弯板(9)、电控旋转台(10)、第三伺服电机(11)、 第三伺服驱动器(12)、L型连接板(13)和信号天线夹具(14); 该系统设置在真空罐(15)中,提供真空环境; PLC控制器(1)与第一伺服驱动器(2)连接,第一伺服驱动器(2)与第一伺服电机⑶连 接,第一伺服电机(3)与平移传动机构(4)连接,平移传动机构(4)固定在真空罐(15)顶端; 平移传动机构(4)与T型连接板(5)连接,实现信号天线沿X方向的移动;T型连接板(5)与电 控倾斜台(6)连接,电控倾斜台⑹与第二伺服电机⑺连接,第二伺服电机⑺与第二伺服 驱动器⑻连接,第二伺服驱动器(8)与第一伺服驱动器(2)连接,电控倾斜台(6)实现信号 天线在xz面的转动;电控倾斜台(6)与折弯板(9)连接,折弯板⑼的侧表面与电控旋转台 (10)连接,电控旋转台(10)与第三伺服电机(11)连接,第三伺服电机(11)与第三伺服驱动 器(12)连接,第三伺服驱动器(12)与第二伺服驱动器(8)连接,电控旋转台(10)实现信号天 线yz面的转动;电控旋转台(1)与L型连接板(13)连接,L型连接板(13)下表面与信号天线夹 具(14)连接。
2. 根据权利要求1所述的真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统,其特征在于, 所述平移传动机构⑷包括滚珠丝杠(4-1)、底座(4-2)、滑轨(4-3)和滑台(4-4);滚珠丝杠 (4-1)固定在底座(4-2)里面,第一伺服电机(3)与平移传动机构(4)的滚珠丝杠(4-1)螺栓 连接,滚珠丝杠(4-1)通过第一伺服电机(3)传动驱动力,能实现精确定位;底座(4-2)上表 面固定于真空罐(15)顶端,底座(4-2)下表面与滑轨(4-3)连接,滑轨(4-3)与滑台(4-4)连 接;滑台(4-4)与T型连接板(5)连接;平移传动机构(4)实现信号天线沿X方向的移动。
3. 根据权利要求1所述的真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统,其特征在于, 所述电控倾斜台(6)包括倾斜台底座(6-1)、第一蜗轮蜗杆传动机构(6-2)、倾斜台弧形滑轨 (6-3)和倾斜台(6-4);第一蜗轮蜗杆传动机构(6-2)固定在倾斜台底座(6-1)里面,倾斜台 底座(6-1)与倾斜台弧形滑轨(6-3)连接,倾斜台弧形滑轨(6-3)与倾斜台(6-4)连接,实现 倾斜台(6-4)沿倾斜台弧形滑轨(6-3)移动,从而实现电控倾斜台(6)带动信号天线在xz面 的转动,当转动到指定位置能实现自锁; 第一蜗轮蜗杆传动机构(6-2)与第二伺服电机(7)连接,第一蜗轮蜗杆传动机构(6-2) 通过第二伺服电机(7)传动驱动力,能实现精确定位; 电控倾斜台⑹中的倾斜台(6-4)下表面与折弯板⑼连接。
4. 根据权利要求1所述的真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统,其特征在于, 所述电控旋转台(10)包括旋转台底座(10-1)、第二蜗轮蜗杆传动机构(10-2)和旋转台(10- 3);第二蜗轮蜗杆传动机构(10-2)固定在旋转台座(10-1)里面,第二蜗轮蜗杆传动机构 (10-2)与第三伺服电机(11)连接,第二蜗轮蜗杆传动机构(10-2)通过第三伺服电机(11)传 动驱动力,精加工的第二蜗轮蜗杆传动机构(10-2),能实现精确定位;折弯板(9)的测表面 与电控旋转台(10)中的旋转台座(10-1) —侧连接,旋转台座(10-1)另一侧与旋转台(10-3) 一侧连接,旋转台(10-3)带动信号天线在yz面的转动,当转动到指定位置能实现自锁。
5. 根据权利要求1所述的真空环境下不同信号天线的三自由度转换系统,其特征在于, 所述天线夹具(14)包括可装夹信号天线A (16)的夹具(14-1),可装夹信号天线B (17)的夹具 (14-2),可装夹信号天线C (18)的夹具(14-3),可以装夹不同工作频段的天线;信号天线A (16)的夹具(14-1)与信号天线B (17)的夹具(14-2)在yz面呈呈30°分布,信号天线A (16)的 夹具(14-1)与信号天线C (18)的夹具(14-3)在yz面呈60°分布。
6.真空环境下不同信号天线的三自由度转换方法,其特征是,其包括以下步骤: 步骤一,第一伺服电机(3)与平移传动机构(4)的滚珠丝杠(4-1)螺栓连接,滚珠丝杠 (4-1)通过第一伺服电机(3)传动驱动力,能实现精确定位;平移传动机构(4)中的底座(4-2)上表面固定在真空罐(15)顶端,平移传动机构(4)中的底座(4-2)下表面与滑轨(4-3)固 定,滑轨(4-3)通过螺钉与滑台(4-4)连接,平移传动机构(4)实现信号天线沿X方向的移动; 步骤二,滑台(4-4)与T型连接板⑸连接,T型连接板⑸与电控倾斜台⑹连接,电控倾 斜台(6)中的第一蜗轮蜗杆传动机构(6-2)固定在倾斜台底座(6-1)里面,第一蜗轮蜗杆传 动机构(6-2)与第二伺服电机(7)连接,传动驱动力,能实现精确定位;倾斜台底座(6-1)与 倾斜台弧形滑轨(6-3)连接,倾斜台弧形滑轨(6-3)与倾斜台(6-4)连接,实现倾斜台(6-4) 沿倾斜台弧形滑轨(6-3)移动,从而实现电控倾斜台⑹带动信号天线在XZ面的摆动一定角 度,当摆动到指定位置能实现自锁; 步骤三,电控倾斜台(6)中的倾斜台(6-4)下表面通过螺栓与折弯板(9)连接,折弯板 (9)的测表面通过螺栓与电控旋转台(10)中的旋转台底座(10-1) —侧连接,旋转台底座 (10-1)另一侧与旋转台(10-3) —侧连接,第二蜗轮蜗杆传动机构(10-2)与第三伺服电机 (11)连接,传动驱动力,能实现精确定位,电控旋转台(10)实现信号天线yz面的转动;旋转 台(10-3)的另一面与L型连接板(13)连接,L型连接板(13)下表面与信号天线夹具(14)通过 螺栓连接; 步骤四,安装信号天线,信号天线A (16)装夹在夹具(14-1),信号天线B (17)装夹在夹具 (14-2),信号天线C (18)装夹在夹具(14-3); 步骤五,连接控制部分;PLC控制器⑴通过EtherCAT通信网线与第一伺服驱动器(2)连 接,第一伺服驱动器(2)通过线缆与第一伺服电机(3)连接;第一伺服驱动器(2)通过 EtherCAT通信网线与第二伺服驱动器⑻连接,第二伺服驱动器⑻通过线缆与第二伺服电 机(7)连接;第二伺服驱动器(8)通过EtherCAT通信网线与第三伺服驱动器(12)连接,第三 伺服驱动器(12)通过线缆与第三伺服电机(11)连接; 步骤六,一切安装完成后,若需要实现信号天线A (16)在指定位置与其它天线进行通 讯,PLC控制器(1)通过向第一伺服驱动器(2)发射脉冲,第一伺服驱动器(2)驱动第一伺服 电机(3)带动滚珠丝杠(4-1)转动,滚珠丝杠(4-1)机构将旋转运动变为直线运动;第一伺服 电机(3)额定转速为m,单螺线滚珠丝杠(4-1)的导程为Ph在X方向上的位移S,时间为t1;计 算公式为: S = m XPhX ti 当到达指定位置,第一伺服电机⑶的编码器将位置信息反馈到PLC控制器(I), PLC控制器⑴控制第一伺服电机⑶停止转动,实现抱闸; 步骤七,PLC控制器(1)通过向第二伺服驱动器(8)发射脉冲,第一伺服驱动器(2)驱动 第二伺服电机(7)带动第一蜗轮蜗杆传动机构(6-2)转动,传动驱动力变为倾斜台(6-4)沿 倾斜台弧形滑轨(6-3)摆动,从而带动信号天线A (16)在XZ面摆动一定角度;第二伺服电机 (7)额定转速为n2,电控倾斜台(6)的传动比为h,极限摆动角为30°,电控倾斜台(6)在XZ面 摆动角度为,时间为t2;计算公式为:
Figure CN108681301AC00041
当到达指定位置,第二伺服电机(7)的编码器将位置信息反馈到PLC控制器(I),PLC控 制器⑴控制第二伺服电机⑺停止转动,实现抱闸; 步骤八,PLC控制器(1)通过向第三伺服驱动器(12)发射脉冲,第三伺服驱动器(12)驱 动第三伺服电机(11)带动第二蜗轮蜗杆传动机构(10-2)转动,传动驱动力变为旋转台(10-3)的旋转,从而带动信号天线A (16)在yz面旋转一定角度;第三伺服电机(11)额定转速为 M,电控旋转台(10)的传动比12为180,旋转角为360°,电控倾斜台(6)在XZ面摆动角度为θ2, 时间为t3,计算公式为:
Figure CN108681301AC00042
当到达指定位置,第三伺服电机(11)的编码器将位置信息反馈到PLC控制器(I),PLC控 制器(1)控制第三伺服电机(I 1)停止转动,实现抱闸;从而使信号天线A (16)精确切换至所 需要位置与其它天线进行通讯; 步骤九,若实验需要将信号天线B (17)或信号天线C (18)摆动到一定角度与其他信号天 线通讯,则操作步骤重复步骤六、步骤七、步骤八。
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