CN109541563A - 用于rcs测试的背景对消微调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于飞机RCS测试技术领域，涉及一种用于RCS测试的背景对消微调装置；包含吸波材料套筒(3)、三个恒拉器(1)、三个电驱垫铁(2)和加速度传感器(4)；通过调节恒拉器(1)的锁紧螺母(12)，锁紧并压住碟簧组，固定吸波材料套筒(3)底座，并为其提供弹性调整范围，且能够灵活适应吸波材料套筒(3)的不同姿态；再由三套电驱垫铁(2)分别调整楔形上平台(26)的上下位置，通过三支撑点的高度变化调节吸波材料套筒(3)的倾斜角度，消除吸波材料套筒(3)顶端的径向位移，从而达到对吸波材料位置的精确调节，保证背景对消效果；加速度传感器(4)实现吸波材料套筒(3)姿态的自动控制调节，提高背景对消微调效率。
Description
技术领域
本发明属于飞机雷达测试技术领域，具体涉及一种用于RCS测试的背景对消微调装置。
背景技术
在飞机的RCS(雷达反射截面，Radar-Cross-Section)测试过程中，需使用细长杆件将飞行设备进行支撑，模拟高空状态。该类测试通常要求对除飞行器以外的结构件及建筑表面进行吸波材料全范围覆盖，以实现暗室背景对消。这一覆盖范围也包含了支撑飞机的支撑杆件。然而，支撑杆作为直接承力部件，易产生轴向和径向变形；且支撑杆(长径比≥30)的固定端在杆件底部，在设备运转过程中，杆件顶端易产生晃动，吸波材料直接覆盖在支撑杆表面不利于背景对消。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于RCS测试的背景对消微调装置，用于解决测试中支撑杆易产生晃动导致的背景对消精度差的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
用于RCS测试的背景对消微调装置，所述的背景对消微调装置包含三个恒拉器1、三个电驱垫铁2、吸波材料套筒3和加速度传感器4；三个电驱垫铁2和三个恒拉器1均匀、交叉地布置在吸波材料套筒3和固定基座5之间；加速度传感器4安装在吸波材料套筒3顶端；
所述的恒拉器1由恒拉器底座11，锁紧螺母12，球形拉杆13，球瓦，碟簧组16和压紧套筒17组成；所述的球瓦顶部与吸波材料套筒3固定连接，球形拉杆13的球头包含在球瓦中部，球瓦与球形拉杆13共同形成球铰；所述的恒拉器底座11为壳状体，顶部有供球形拉杆13的杆部穿过的孔，侧面有供观察蝶簧组16压紧情况的观察孔，底部与固定基座5固定；所述的恒拉器底座11、碟簧组16、锁紧螺母12依次从底部套在球形拉杆13上；所述的球形拉杆13底部带有与锁紧螺母12配合的外螺纹；
所述的电驱垫铁2包含电机驱动组件、丝杠25、导柱24、楔形上平台26、传感器支架27、楔形滑块28、直线位移传感器29、行程开关210和电驱垫铁底座211；
所述的电驱垫铁2水平向的布置从右向左依次连接有电机驱动组件、丝杠25，丝杠25外部套有楔形滑块28；楔形滑块28一侧固连有传感器支架27，传感器支架27与直线位移传感器29的测头连接，直线位移传感器29本体固连在电驱垫铁底座211上；楔形滑块28行程两端布置有两个行程开关210，行程开关210固定连接在电驱垫铁底座211上；电驱垫铁底座211开有供楔形滑块28左右滑动的导向槽；
所述的电驱垫铁2的竖向布置由下到上依次为电驱垫铁底座211、导柱24和楔形上平台26，电驱垫铁底座211的四个角分别与四个导柱24固定连接；导柱24与楔形上平台26之间采用小间隙配合，楔形上平台26沿四根导柱24上下滑动；
水平向和竖向之间的交叉点为楔形上平台26的下平面与楔形滑块28的上平面互相贴合形成的楔形面；
楔形上平台26的顶部具有凸起与吸波材料套筒3相接触。
优选地，所述的碟簧组16和锁紧螺母12中间还有压紧套筒17、压紧套筒17直接与碟簧组16接触。通过调整锁紧螺母12的上下位置，压紧套筒17便可将锁紧螺母12的位移刚性传递至碟簧组16上，可以调整碟簧组16压紧或放松的状态，由此调整其预紧力，即调整恒拉器1对吸波材料套筒3的向下拉紧力及弹性余量。
优选地，所述的楔形上平台26的顶部的凸起为半球面体，与吸波材料套筒3的接触形式为球面点接触。球面点接触既满足支撑刚度的要求，也可以保证支撑点的精确位置，便于计算微调量。
所述的电驱垫铁底座211的四个角设置有锥形底孔，与导柱24通过锥孔定位、固定。
所述的球瓦由下球瓦14和上球瓦15组成，所述的上球瓦15顶部与吸波材料套筒3之间为止口和螺纹固定连接，上球瓦15底部与下球瓦14之间为止口和螺纹固定连接。
所述的电机驱动组件由电机21、减速机22、联轴器23组成。
所述的背景对消微调装置在使用时，所述吸波材料套筒3的内部放置支撑杆，其外部表面负责粘接吸波材料，其底部由三个恒拉器1竖直向下拉紧固定，同时由三个电驱垫铁2在恒拉器1的弹性调整余量基础上进行姿态调节。
本发明的有益效果是：
(1)在飞机的RCS测试中，能够对支撑杆受力件提供保护，负责承载吸波材料，避免支撑杆形变和吸波材料背景对消之间的相互不利影响；
(2)能够实现吸波材料套筒姿态的精确调节，消除因目标加载和卸载所引起的吸波材料位置变化，以及支撑杆移动平台加载前后重复定位精度的变化所引起的误差，保证RCS测试过程中的背景对消效果，提高测试精度；
(3)通过电机、直线位移传感器、行程开关和吸波材料套筒顶端的加速度传感器组成的电控传感系统，能够实现吸波材料背景对消的精确自动调节，提高加载前后背景对消的微调效率。
附图说明
图1为：背景对消微调装置整体示意图；
图2为：电驱垫铁和恒拉器布局示意图；
图3为：电驱垫铁结构示意图；
图4为：电驱垫铁内部布局图；
图5为：恒拉器结构示意图；
图中：1为恒拉器、11为恒拉器底座、12为锁紧螺母、13为球形拉杆、14为下球瓦、15为上球瓦、16为碟簧组、17为压紧套筒、2为电驱垫铁、21为电机、22为减速机、23为联轴器、24为导柱、25为丝杠、26为楔形上平台、27为传感器支架、28为楔形滑块、29为直线位移传感器、210为行程开关、211为电驱垫铁底座、3为吸波材料套筒、4为加速度传感器、5为固定基座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
本发明提出了一种长杆背景对消微调装置，包含三个恒拉器1、三个电驱垫铁2、一个吸波材料套筒3和加速度传感器4。三个电驱垫铁2和三个恒拉器1均匀、交叉地布置在吸波材料套筒3和固定基座5之间，结构如图1和图2所示。
吸波材料套筒3为其内部的支撑杆提供保护外壳，其外表面负责粘接吸波材料，其底部由三个恒拉器1竖直向下拉紧固定，同时由三个电驱垫铁2在恒拉器1的弹性调整余量基础上进行姿态调节。
为保证背景对消的准确性，吸波材料套筒3的顶端径向位移量需控制在一定范围内(通常≤0.3mm)。因此，本发明在吸波材料套筒底部设计加入了电驱垫铁2和恒拉器1作为调节装置。通过引入第三方基准进行校验的方式解决吸波材料套筒姿态变化的问题。即在对目标的测试完成后，对吸波材料套筒3顶端的径向位置进行标定，目标卸载后，重新进行标定并通过电驱垫铁2和恒拉器1将吸波材料套筒3位置调整到加载前状态，实现吸波材料的背景对消。
恒拉器1由恒拉器底座11，锁紧螺母12，球形拉杆13，下球瓦14，上球瓦15，碟簧组16和压紧套筒17组成，见图5。其中上球瓦15顶部与吸波材料套筒3之间为止口和螺纹固定连接，上球瓦15底部与下球瓦14之间同为止口和螺纹固定连接，并将球形拉杆13的球头包含在其中形成球铰；当吸波材料套筒3发生姿态变化或倾斜时，球形拉杆13的球铰可灵活适应。球形拉杆13底部带有外螺纹，恒拉器底座11、碟簧组16、压紧套筒17和锁紧螺母12依次从下往上套在球形拉杆13上，压紧套筒17直接与碟簧组16接触。通过调整锁紧螺母12的上下位置，压紧套筒17便可将锁紧螺母12的位移刚性传递至碟簧组16上，可以调整碟簧组16压紧或放松的状态，由此调整恒拉器1的预紧力，即调整其对吸波材料套筒3的向下拉紧力及弹性余量。在此过程中，恒拉器底座11即可为蝶簧组16的上表面提供固定基面，也可作为恒拉器1的底座，与固定基座5之间采用螺钉固定连接。
电驱垫铁2由电机21、减速机22、联轴器23、导柱24、丝杠25、楔形上平台26、传感器支架27、楔形滑块28、直线位移传感器29、行程开关210和电驱垫铁底座211组成，见图3和图4。电驱垫铁2的元器件布置分为水平向和竖向：水平向的布置从右向左依次为电机21、减速机22、联轴器23和丝杠25，互相之间两两相接；丝杠25外部套有楔形滑块28；楔形滑块28一侧固连有传感器支架27，传感器支架27与直线位移传感器29连接，便于楔形滑块28移动时拉动直线位移传感器29的测量端，实时测量其水平方向位移；直线位移传感器29本体固连在电驱垫铁底座211上；楔形滑块28行程两端布置有两个行程开关210。电驱垫铁2的竖向布置由下到上依次为电驱垫铁底座211、导柱24和楔形上平台26，电驱垫铁底座211的四个角设置有底孔，分别与四个导柱24固定连接，导柱24与楔形上平台26之间采用小间隙配合，用于保证楔形上平台26沿四根导柱上下的顺畅滑动。水平向和竖向之间的交叉点为楔形面：楔形上平台26的下平面和楔形滑块28的上平面同为斜面，两者互相贴合形成一定坡度的楔形面。楔形上平台26顶部为凸起的球面结构，与吸波材料套筒3的接触形式为点接触，以保证竖向调整位置的精确性；电驱垫铁2底部为电驱垫铁底座211，电驱垫铁底座211与楔形滑块28的接触部位设置有滑动导向槽，故其即可保证楔形滑块28沿丝杠25轴向运动时位置不产生偏移，也可与固定基座5形成紧固连接。电驱垫铁2的整体动作方式为：电机21提供动力，驱动减速机22减速，由联轴器23将旋转动作传递给丝杠25，丝杠25将旋转运动转化为楔形滑块28的水平移动，楔形滑块28的水平位移通过与上平台10之间的楔形面转化为上平台10的竖直方向位移，从而使上平台10顶部的球形支点顶起或放松吸波材料套筒3；三套电驱垫铁2同时调节，便可形成对吸波材料套筒3所处姿态的三点调节。
电机21、直线位移传感器29、行程开关210和加速度传感器4共同组成电控传感系统。其中直线位移传感器29用于监测楔形滑块28的水平位移量；行程开关用于防止楔形滑块28的水平位移超过设计行程；加速度传感器4固定安装在吸波材料套筒3顶部，用于测量杆件顶端的矢量位移；可使用控制系统设定一个杆件顶端位移调整量，代入微调量计算公式(由机械传动效率和结构比例获得)，分别计算三个点的楔形滑块28需产生的水平位移量，同时驱动三台电机2转动相应角度进行三点调整，最终由加速度传感器4反馈的位移量判别吸波材料套筒3的姿态是否调整到位，该过程形成本发明的电控调节部分。
本发明通过调节三个恒拉器1中碟簧组16的预紧力，和三套电驱垫铁2楔形上平台26的上下位置，调整吸波材料套筒3的倾斜姿态，消除吸波材料套筒3顶端的径向位移。由于吸波材料套筒3的长径比较大，其底部某一支撑点在竖直方向上的微动便会引起顶端径向位移的放大。为提高吸波材料套筒3顶端径向位移调整精度，本发明包含设计较大比例的楔形面传动，以1：100为例。先通过楔形面将水平调整位移量缩小100倍，变为竖向位移，再通过长杆件结构的比例放大效应，实现杆件顶部位移的微量调整，可达到较高分辨率(微米级)。由于加载前后吸波材料套筒3的姿态变化主要是由于倾斜造成的顶端径向偏移，因此本发明能够将大部分加载前后的径向偏移调回，且能够实现三支撑点的联动、精确、可控调节，可大幅提高调整效率，保证背景对消的准确性。另外，本发明布置的三个恒拉器1和三个电驱垫铁2，既保证了对吸波材料套筒3(长杆件)的连接强度，又便于吸波材料套筒3的姿态调整，也不会造成过定位等额外约束带来的影响。
本发明解决了吸波材料无法与支撑杆直接接触的问题；吸波材料在加载前后其顶端位移产生的形变或姿态变化，引起的背景对消不准确和RCS测试精度误差大等问题。
Claims (7)
1.用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的背景对消微调装置包含三个恒拉器(1)、三个电驱垫铁(2)、吸波材料套筒(3)和加速度传感器(4)；三个电驱垫铁(2)和三个恒拉器(1)均匀、交叉地布置在吸波材料套筒(3)和固定基座(5)之间；加速度传感器(4)安装在吸波材料套筒(3)顶端；
所述的恒拉器(1)由恒拉器底座(11)，锁紧螺母(12)，球形拉杆(13)，球瓦，碟簧组(16)和压紧套筒(17)组成；所述的球瓦顶部与吸波材料套筒(3)固定连接，球形拉杆(13)的球头包含在球瓦中部，球瓦与球形拉杆(13)共同形成球铰；所述的恒拉器底座(11)为壳状体，顶部有供球形拉杆(13)的杆部穿过的孔，侧面有供观察蝶簧组(16)压紧情况的观察孔，底部与固定基座(5)固定；所述的恒拉器底座(11)、碟簧组(16)、锁紧螺母(12)依次从底部套在球形拉杆(13)上；所述的球形拉杆(13)底部带有与锁紧螺母(12)配合的外螺纹；
所述的电驱垫铁(2)包含电机驱动组件、丝杠(25)、导柱(24)、楔形上平台(26)、传感器支架(27)、楔形滑块(28)、直线位移传感器(29)、行程开关(210)和电驱垫铁底座(211)；
所述的电驱垫铁(2)水平向的布置从右向左依次连接有电机驱动组件、丝杠(25)，丝杠(25)外部套有楔形滑块(28)；楔形滑块(28)一侧固连有传感器支架(27)，传感器支架(27)与直线位移传感器(29)的测头连接，直线位移传感器(29)本体固连在电驱垫铁底座(211)上；楔形滑块(28)行程两端布置有两个行程开关(210)，行程开关(210)固定连接在电驱垫铁底座(211)上；电驱垫铁底座(211)开有供楔形滑块(28)左右滑动的导向槽；
所述的电驱垫铁(2)的竖向布置由下到上依次为电驱垫铁底座(211)、导柱(24)和楔形上平台(26)，电驱垫铁底座(211)的四个角分别与四个导柱(24)固定连接；导柱(24)与楔形上平台(26)之间采用小间隙配合，楔形上平台(26)沿四根导柱(24)上下滑动；
水平向和竖向之间的交叉点为楔形上平台(26)的下平面与楔形滑块(28)的上平面互相贴合形成的楔形面；
所述楔形上平台(26)的顶部具有凸起与吸波材料套筒(3)相接触。
2.根据权利要求1所述的用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的球瓦由下球瓦(14)和上球瓦(15)组成，所述的上球瓦(15)顶部与吸波材料套筒(3)之间为止口和螺纹固定连接，上球瓦(15)底部与下球瓦(14)之间为止口和螺纹固定连接。
3.根据权利要求1所述的用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的电机驱动组件由电机(21)、减速机(22)、联轴器(23)组成。
4.根据权利要求1所述的用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的电驱垫铁底座(211)的四个角设置有锥形底孔，与导柱(24)通过锥孔定位、固定。
5.根据权利要求1所述的用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的碟簧组(16)和锁紧螺母(12)中间还有压紧套筒(17)、压紧套筒(17)直接与碟簧组(16)接触。
6.根据权利要求1所述的用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的楔形上平台(26)的顶部的凸起为半球面体，与吸波材料套筒(3)的接触形式为球面点接触。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用于RCS测试的背景对消微调装置，其特征在于：所述的背景对消微调装置在使用时，所述吸波材料套筒(3)的内部放置支撑杆，其外部表面负责粘接吸波材料，其底部由三个恒拉器(1)竖直向下拉紧固定，同时由三个电驱垫铁(2)在恒拉器(1)的弹性调整余量基础上进行姿态调节。
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