CN109185618A - 独立式俯仰调整机构 - Google Patents
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Abstract
独立式俯仰调整机构，真空电机通过联轴器与真空减速器一端固定连接，真空减速器同一端内部通过丝杠与涡轮结构构成齿轮副结构形式，真空减速器同一端外部法兰与缸体固定连接，并通过涡轮结构带动蜗杆结构上下运动，涡轮结构、蜗杆结构位于缸体内部，蜗杆保护套对缸体外部的蜗杆结构进行保护，内置式限位开关设在缸体内部，蜗杆结构上下运动过程中通过位于蜗杆结构下端的托盘触碰内置式限位开关，完成上下极限运动的限位，缸体位置于升降结构端面，升降结构实现对缸体及内部结构辅助升降调节，球头为独立式俯仰调整机构的辅助工装结构，与待俯仰调整地设备连接。
Description
技术领域
本发明涉及环境试验领域，特别是独立式俯仰调整机构。
背景技术
现有地面试验过程中的光学调整机构，一般为整体化设计即连带平台一起进行俯仰角的调整，由于整体调整机构的外形尺寸过大，俯仰方向为针对某一产品固定的俯仰位置，有其特定的唯一性，不能针对不同的产品进行更改位置。
为了解决调整机构在试验过程中的局限性，通过调研并设计出了一款适用于绝大多数型号的俯仰调节机构，这种机构的优点是小型化，通用化，重量轻，并能根据产品的特点进行不同位置的安装和拆卸。
现有调整机构设计思路大多数均为整体设计，涵盖俯仰、旋转和平移等多维度，设计难度高，结构复杂和高成本投入，使用效果较低以及有严格的使用局限性。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了独立式俯仰调整机构，具有小型化、通用化、重量轻的特点，能够充分覆盖目前所涉及到的遥感型号试验，性能指标满足需求和通用性强的特点。
本发明的技术解决方案是：独立式俯仰调整机构，包括位于真空环境模拟器中的真空电机、真空减速器、涡轮结构、蜗杆结构、蜗杆保护套、球头、内置式限位开关、托盘、升降结构、缸体；其中：真空电机一端通过联轴器与真空减速器一端固定连接，真空减速器同一端内部通过丝杠与涡轮结构构成齿轮副结构形式，真空减速器同一端外部法兰与缸体固定连接，并通过涡轮结构带动蜗杆结构上下运动，涡轮结构、蜗杆结构位于缸体内部，蜗杆保护套对缸体外部的蜗杆结构进行保护，内置式限位开关设在缸体内部，蜗杆结构上下运动过程中通过位于蜗杆结构下端的托盘触碰内置式限位开关，完成上下极限运动的限位，缸体位置于升降结构端面，升降结构实现对缸体及内部结构辅助升降调节，球头为独立式俯仰调整机构的辅助工装结构，与待俯仰调整地设备连接。
所述的真空电机、真空减速器为密封式设备驱动涡轮蜗杆上下升降，缸体为中空的金属圆柱体，安装涡轮结构、蜗杆结构、限位开关、托盘，升降结构实现缸体的整体升降。
所述的电机的额定扭矩为2.62Nm，额定转速为2000rpm，惯量为Je＝0.85Kgcm2。
所述的减速器减速比为100:1，额定输入转速为4000RPM，额定扭矩100Nm。
所述的涡轮结构、蜗杆结构的升降高度为±60mm。
所述的升降结构的升降高度为0到150mm之间。
所述的限位开关安装在缸体内部侧壁上，安装间距为120mm之间。
所述的缸体内径为直径140mm，外径160mm，高度为250mm。
还包括功能控制模块，控制模块包括控制面板、运动过程控制卡、提供电源的控制柜、转接电缆、I\O控制单元。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明独立式俯仰调整机构进行了小型化设计，独立式的功能模块，解决了针对不同产品需要研制大型调整机构的难题，优化了产品在试验过程中的俯仰调整地功能，又能根据不同产品使用同一套俯仰调整机构，降低了研制成本、节省了资源；
(2)本发明针对调整平台在试验过程中的布局的局限性，专门研发出了一款适用于绝大多数型号的俯仰调节机构，这种机构的优点是小型化，通用化，重量轻并不受空间布局的影响，并能根据产品的特点进行不同位置的安装和拆卸。
附图说明
图1为独立式俯仰调整机构剖面示意图；
图2是独立式俯仰调整机构示意图；
图3是某产品使用机构示意图；
图4为控制流程示意图。
具体实施方式
本发明克服现有技术的不足，提供了独立式俯仰调整机构，具有小型化、通用化、重量轻的特点，能够充分覆盖目前所涉及到的遥感型号试验，性能指标满足需求和通用性强的特点。本独立式俯仰调整机构，它包括真空电机、真空减速器、涡轮蜗杆、内置式限位开关、缸体和升降结构。电机和减速器均适用于1.0X10-4的高真空环境，涡轮蜗杆置于缸体内部，通过底部托盘触碰限位开关实现上下位移的极限定位，升降结构的上下两侧为不锈钢板，通过周边均布的M12螺杆进行调整机构的整体高度，达到能适用于不同的试验情况下的俯仰调节。。本发明拥有较广泛的使用范围，俯仰调整可根据不同的产品进行位置安装，满足不同产品的俯仰角度调整，适用于真空低温环境下小角度的俯仰调整和光学遥感器光学性能测试。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
为了满足用户地面试验需求，包括遥感型号光学成像性能指标测试，热控器件(热管)性能指标测试，光学定标等需求，独立式俯仰调整机构作为独立是结构，能满足目前产品地面试验时的功能需求，操作简易，使用方便，并可适用于不同的空间布局，最大限度的利用。
如图1所示为独立式俯仰调整机构剖面示意图，如图2所示是独立式俯仰调整机构示意图，本发明独立式俯仰调整机构主要包括真空电机1、真空减速器2、涡轮蜗杆结构3、4、蜗杆保护套5、球头6、内置式限位开关7、托盘8、升降结构9、缸体10。
真空电机1、真空减速器2、涡轮结构3、蜗杆结构4、蜗杆保护套5、球头6、内置式限位开关7、托盘8、升降结构9、缸体10位于真空环境模拟器中，真空电机1一端通过联轴器与真空减速器2一端固定连接，真空减速器2同一端内部通过丝杠与涡轮结构3构成齿轮副结构形式，真空减速器2同一端外部法兰与缸体10固定连接，并通过涡轮结构3带动蜗杆结构4上下运动，涡轮结构3位于缸体10内部，蜗杆结构4部分位于缸体10内部，蜗杆保护套5对缸体10外部的蜗杆结构4进行保护，内置式限位开关7设在缸体10内部，蜗杆结构4上下运动过程中通过位于蜗杆结构4下端的托盘8触碰内置式限位开关7，完成上下极限运动的限位，缸体10位置于升降结构9端面，升降结构9实现对缸体10及内部结构辅助升降调节，球头6为独立式俯仰调整机构的辅助工装结构，与待俯仰调整地设备连接。
真空电机1是选取的Kollmorgen电机，额定扭矩2.62Nm，额定转速2000rpm,惯量Je＝0.85Kgcm2，真空减速器2是选取的Bayside/APEX减速器，减速器减速比：100:1，额定输入转速:4000RPM、额定扭矩：100N.m，，电机和减速器通过扭矩和转速的配比进行选取，达到对涡轮蜗杆3、4升降调节的能力。
缸体10内径为直径140mm，外径160mm，高度为250mm，用于安装内部结构包括涡轮蜗杆3、4、内置式限位开关7、托盘8，以及电机1减速器2的整体安装，对于整个升降机构起到一个安装基础的作用，所有功能实现均依托于缸体来完成。
缸体10内安装涡轮蜗杆结构，侧壁安装限位开关，限位开关的安装距离为120mm，通过托盘升降过程中触碰进行极限限位，位移调整可根据实际使用情况按照0到120mm或±60mm的定义进行判断。
内置式限位开关7主要用于极限位置定位的作用，安装间距为120mm，机构在升降过程中，根据托盘8触碰开关，使机构停止运动。
如图3所示是某产品使用机构示意图，是独立式俯仰调整机构实际使用状态，配合其它设备对产品进行调整，放置环境为温度100K，压力1.0X10-3Pa的真空模拟室内。
如图4所示为控制流程示意图，是独立式俯仰调整机构的控制系统，通过外部供电，中间采用转接电缆的方式，将外部的驱动电源传输到真空容器内的独立式俯仰调整机构，实现容器外部操作，容器内部运动功能的实现。功能控制模块主要由控制面板、运动过程控制卡、提供电源的控制柜、转接电缆、I\O控制单元组成，控制柜给系统供电，打开控制面板，在面板上操作运动功能，过程控制卡反馈数据体现在控制面板上，根据数据反馈判断运行是否正常。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.独立式俯仰调整机构，其特征在于包括位于真空环境模拟器中的真空电机(1)、真空减速器(2)、涡轮结构(3)、蜗杆结构(4)、蜗杆保护套(5)、球头(6)、内置式限位开关(7)、托盘(8)、升降结构(9)、缸体(10)；其中：真空电机(1)一端通过联轴器与真空减速器(2)一端固定连接，真空减速器(2)同一端内部通过丝杠与涡轮结构(3)构成齿轮副结构形式，真空减速器(2)同一端外部法兰与缸体(10)固定连接，并通过涡轮结构(3)带动蜗杆结构(4)上下运动，涡轮结构(3)、蜗杆结构(4)位于缸体(10)内部，蜗杆保护套(5)对缸体(10)外部的蜗杆结构(4)进行保护，内置式限位开关(7)设在缸体(10)内部，蜗杆结构(4)上下运动过程中通过位于蜗杆结构(4)下端的托盘(8)触碰内置式限位开关(7)，完成上下极限运动的限位，缸体(10)位置于升降结构(9)端面，升降结构(9)实现对缸体(10)及内部结构辅助升降调节，球头(6)为独立式俯仰调整机构的辅助工装结构，与待俯仰调整地设备连接。
2.根据权利要求1所述独立式俯仰调整机构，其特征在于：所述的真空电机(1)、真空减速器(2)为密封式设备驱动涡轮蜗杆上下升降，缸体(10)为中空的金属圆柱体，安装涡轮结构(3)、蜗杆结构(4)、限位开关(7)、托盘(8)，升降结构(9)实现缸体的整体升降。
3.根据权利要求1或2所述独立式俯仰调整机构，其特征在于：所述的电机(1)的额定扭矩为2.62Nm，额定转速为2000rpm，惯量为Je＝0.85Kgcm2。
4.根据权利要求1或2所述独立式俯仰调整机构，其特征在于：所述的减速器(2)减速比为100:1，额定输入转速为4000RPM，额定扭矩100Nm。
5.根据权利要求1或2所述独立式俯仰调整机构，其特征在于，所述的涡轮结构(3)、蜗杆结构(4)的升降高度为±60mm。
6.根据权利要求1或2所述独立式俯仰调整机构，其特征在于，所述的升降结构(9)的升降高度为0到150mm之间。
7.根据权利要求1或2所述独立式俯仰调整机构，其特征在于，所述的限位开关(7)安装在缸体内部侧壁上，安装间距为120mm之间。
8.根据权利要求1或2所述独立式俯仰调整机构，其特征在于，所述的缸体(10)内径为直径140mm，外径160mm，高度为250mm。
9.根据权利要求1所述独立式俯仰调整机构，其特征在于，还包括功能控制模块，控制模块包括控制面板、运动过程控制卡、提供电源的控制柜、转接电缆、I\O控制单元。
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