CN110501576B - 一种直角坐标扫描架系统和拼接测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，所述直角坐标扫描架系统包括扫描架竖直运动模块、扫描架竖直固定模块、扫描架水平运动模块、扫描架直线平移模块、调整垫铁、平面度测量设备、水平仪和吸波材料；能够解决现有技术的检测用扫描架系统属于测量设备，在对静区性能检测后需要拆除，导致存在兼容性和可扩展性较差，不便于重复利用的问题，解决平面扫描架系统在大型、超大型紧缩场静区性能检测的通用性问题，其通过无限制拼接的模式，能够适应更大行程的需求，且其在拼接的过程中，始终有原位置的水平模块保持不动，因而能够使得整个拼接过程延续原有位置的平面度。

Description

一种直角坐标扫描架系统和拼接测量方法

技术领域

本申请涉及静区电性能的检测技术领域，尤其涉及一种直角坐标扫描架系统和拼接测量方法。

背景技术

目前，在静区电性能的检测领域，电检测扫描平面位于静区的中心截面，测量内容包含静区主极化场的幅度相位分布和交叉极化，因此，一般需要一种扫描架系统实现检测天线的平面运动以进行上述测量。而随着静区尺寸的增大，所需的扫描架系统尺寸也同时增大。现有技术中，紧缩场作为采用精密的反射面或微波透镜在近距离内将馈源发出的球面波变换为平面波或柱面波的设备，其产生的平面波等可满足天线、目标RCS测试的环境要求。与传统的外场相比，紧缩场具有占地小、背景电平低、可全天候测量、保密性好等优点。紧缩场在近些年发展较快，已经成为隐身研究、天线测试、整星测试、毫米波系统性能测试等高精度测量的必要设备，因此紧缩场本身的性能指标检测显得尤为重要。而紧缩场的静区尺寸在不断增大，为在检测中全面覆盖静区范围，作为检测设备的平面扫描架系统也随之增大，但检测用的扫描架系统属于测量设备，其本身不属于暗室常置设备，在对静区性能检测后需要拆除，所以其多存在兼容性和可扩展性较差，不便于重复利用的问题。

发明内容

本申请提出一种直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，旨在解决现有技术的检测用扫描架系统属于测量设备，在对静区性能检测后需要拆除，导致存在兼容性和可扩展性较差，不便于重复利用的问题，尤其解决平面扫描架系统在大型、超大型紧缩场静区性能检测的通用性问题，以提高其适应性和可扩展性能，使其适用于大行程的检测。

本申请提供一种直角坐标扫描架系统，所述直角坐标扫描架系统包括扫描架竖直运动模块、扫描架竖直固定模块、扫描架水平运动模块、扫描架直线平移模块、调整垫铁、平面度测量设备、水平仪和吸波材料；

扫描架竖直运动模块安装在扫描架竖直固定模块上；

扫描架竖直运动模块安装有测量天线、天线末端运动机构和天线竖直运动机构；测量天线安装在天线竖直运动机构上，天线末端运动机构安装在测量天线的末端；

扫描架竖直固定模块安装在扫描架水平运动模块上；

扫描架水平运动模块安装有水平运动驱动机构、水平运动支撑滑块组件和水平运动检测滑块组件；

扫描架直线平移模块安装有直线导轨、水平支撑模块、水平模块对接法兰和调整垫铁安装法兰；扫描架直线平移模块通过水平模块对接法兰安装固定；

水平运动模块通过水平运动支撑滑块组件安装在直线导轨上实现运动；

调整垫铁安装在扫描架直线平移模块的下面；

平面度测量设备包括激光平面发生器、接收靶标、接收靶标安装工装和激光平面；接收靶标安装在接收靶标安装工装上；平面度测量设备上设置有铅锤面；

平面度测量设备架设在与所述铅锤面的来波方向相垂直位置处；

水平仪架设在平面度测量设备的水平面测量位置处；

吸波材料具有遮挡面，吸波材料安装在使得扫描架竖直运动模块、扫描架竖直固定模块、扫描架水平运动模块及扫描架直线平移模块位于所述遮挡面内的位置处。

本申请的直角坐标扫描架系统的拼接测量方法，包括以下步骤，

在进行拼接时，先将扫描架直线平移模块移动到拼接位置；

将分离的扫描架直线平移模块移动到拼接位置后，调整微调垫铁与水平支撑模块上的调整垫铁安装法兰的相对位置；

在上述调整过程中，使用平面度测量设备进行测量，并根据测量值进行微调操作；

完成所述微调操作，且测量到满足使用要求的平面度后，则扫描架直线平移模块的平移位置就绪，则进行整体测量。

本申请的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，能够解决现有技术的检测用扫描架系统属于测量设备，在对静区性能检测后需要拆除，导致存在兼容性和可扩展性较差，不便于重复利用的问题，尤其解决平面扫描架系统在大型、超大型紧缩场静区性能检测的通用性问题，即在无需增加扫描架硬件结构的基础上解决了水平行程有限的平面扫描架系统在大型、超大型静区性能检测中遇到的超大行程无法直接满足的问题；其通过无限制拼接的模式，能够适应更大行程的需求，且其在拼接的过程中，始终有原位置的水平模块保持不动，因而能够使得整个拼接过程延续原有位置的平面度；其相对于传统拼接系统和方法具体地的优势有：(1)平移过程中三个平移框架始终有两个位于原位置，能够有效地将原位置所调整的直线度指标覆盖到新的拼接位置；(2)平移过程中始终有实际物理连接，使得空间位置的拼接具有实体连续性；(3)在实际应用中可实现更大范围的拼接；(4)待平移的部件主要是位于系统底部位置的直线平移模块，本身安装位置低，且为扁平结构，在现场平移吊装作业中仅需较低的起吊高度，安全性高；其能够提高适应性和可扩展性能，能够适用于大行程的检测。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的直角坐标扫描架系统的组成结构示意图。

图2为本申请的直角坐标扫描架系统的扫描架直线平移模块的测量天线的 A处局部放大图。

图3为本申请的直角坐标扫描架系统的扫描架直线平移模块的结构示意图。

图4为本申请的直角坐标扫描架系统的拼接结构示意图。

图5为本申请的直角坐标扫描架系统的平面度测量设备的使用示意图。

图6为本申请的直角坐标扫描架系统的水平仪的使用示意图。

图7为本申请的直角坐标扫描架系统的第一个测量位置示意图。

图8为本申请的直角坐标扫描架系统的第二个测量位置示意图。

图9为本申请的直角坐标扫描架系统的延续拼接示意图。

图10为本申请的直角坐标扫描架系统的第三个测量位置示意图。

图11为本申请的直角坐标扫描架系统的第四个测量位置示意图。

图12为本申请的直角坐标扫描架系统可实现的两倍总行程示意图。

图13为传统整体平移拼接设备示意图。

图中，1为扫描架竖直运动模块，11为测量天线，12为天线末端运动机构， 13为天线竖直运动机构，2为扫描架竖直固定模块，3为扫描架水平运动模块， 32为水平运动支撑滑块组件，33为水平运动检测滑块组件；4为扫描架直线平移模块，41为直线导轨，42为水平支撑模块，43为水平模块对接法兰，44为调整垫铁安装法兰，441为第一个直线平移模块，442为第二个直线平移模块， 443为第三个直线平移模块；444为第一个测量位置，445为第二个测量位置， 446为第三个测量位置，447为第四个测量位置；5为调整垫铁，61为激光平面发生器，62为接收靶标，63为接收靶标安装工装，64为激光平面；91为整体水平模块位置，92为拼接重合缓冲区域。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

实施例1

一种直角坐标扫描架系统，参见图1，所述直角坐标扫描架系统包括扫描架竖直运动模块1、扫描架竖直固定模块2、扫描架水平运动模块3、扫描架直线平移模块4、调整垫铁5、平面度测量设备、水平仪和吸波材料；扫描架竖直运动模块1安装在扫描架竖直固定模块2上；

参见图2，扫描架竖直运动模块1安装有测量天线11、天线末端运动机构 12和天线竖直运动机构13；测量天线11安装在天线竖直运动机构13上，天线末端运动机构12安装在测量天线11的末端；

扫描架竖直固定模块2安装在扫描架水平运动模块3上；

扫描架水平运动模块3安装有水平运动驱动机构、水平运动支撑滑块组件 32和水平运动检测滑块组件33；

参见图3，扫描架直线平移模块4安装有直线导轨41、水平支撑模块42、水平模块对接法兰43和调整垫铁安装法兰44；扫描架直线平移模块4通过水平模块对接法兰43安装固定；

参见图5，水平运动模块3通过水平运动支撑滑块组件32安装在直线导轨 41上实现运动；

调整垫铁5安装在扫描架直线平移模块4的下面；

参见图5和图6，平面度测量设备包括激光平面发生器61、接收靶标62、接收靶标安装工装63和激光平面64；接收靶标62安装在接收靶标安装工装63上；平面度测量设备上设置有铅锤面；

平面度测量设备架设在与所述铅锤面的来波方向相垂直位置处；

水平仪架设在平面度测量设备的水平面测量位置处；

吸波材料具有遮挡面，吸波材料安装在使得扫描架竖直运动模块1、扫描架竖直固定模块2、扫描架水平运动模块3及扫描架直线平移模块4位于所述遮挡面内的位置处。

本实施例的直角坐标扫描架系统的拼接连接方法，可以包括以下步骤，在进行拼接时，先将扫描架直线平移模块4移动到拼接位置；

将分离的扫描架直线平移模块4移动到拼接位置后，调整微调垫铁5与水平支撑模块42上的调整垫铁安装法兰44的相对位置；

在上述调整过程中，使用平面度测量设备进行测量，并根据测量值进行微调操作；

完成所述微调操作，且测量到满足使用要求的平面度后，则扫描架直线平移模块4的平移位置就绪，则进行整体测量。

实施例2

如实施例1所述的直角坐标扫描架系统，还可以进一步地，扫描架直线平移模块4的数量为三个。

本实施例的直角坐标扫描架系统，还可以具体地，三个扫描架直线平移模块4中的一个与扫描架水平运动模块3在拼接前相连接，构成第一个直线平移模块。

本实施例的直角坐标扫描架系统，还可以具体地，激光平面发生器61产生水平激光平面和铅垂激光平面。

本实施例的直角坐标扫描架系统，还可以具体地，接收靶标62的数量为两个，所述水平激光平面和所述铅垂激光平面分别对应一个接收靶标62。

本实施例的直角坐标扫描架系统，还可以具体地，接收靶标安装工装63 具有两个相互垂直的安装平面，两个接收靶标62分别安装在一个所述安装平面上。

本实施例的直角坐标扫描架系统，还可以具体地，水平运动检测滑块组件 33的数量为两个，两个水平运动检测滑块组件33分别固定在扫描架水平运动模块3两端。

本实施例的直角坐标扫描架系统，还可以具体地，扫描架直线平移模块4 进行拼接时，水平运动检测滑块组件33与水平运动检测滑块组件33处于分离状态；扫描架直线平移模块4进行水平运动测试时，水平运动检测滑块组件33 与水平运动检测滑块组件33处于固连状态。

本实施例的直角坐标扫描架系统的拼接连接方法，可以包括以下步骤，

第一步，确定初始安装架设位置；

第二步，根据微波系统与激光跟踪仪系统确定的来波方向架设平面度测量设备，使得平面度测量设备中的铅垂激光平面的垂直来波方向，使得垂直度满足预设测量需求；

第三步，将平面度测量设备的水平面调整至水平度满足预设测量需求，同时与高精度水平仪联合测量；

第四步，将调整垫铁5按照初始安装工位固定在地面上；

第五步，采用平面度测量设备和高精度水平仪对调整垫铁5的上安装面进行水平度初调整；

第六步，将三个直线平移模块4中的第一个直线平移模块441安装至初始安装架设位置，将位于所述第一个直线平移模块441上扫描架水平运动模块3 两侧的水平运动检测滑块组件33分离，并在其上安装接收靶标安装工装63和接收靶标62；

第七步，将安装有接收靶标62的水平运动检测滑块组件33在第一个直线平移模块441上的直线导轨41上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装63水平面安装的接收靶标62显示的水平度偏差；

第八步，根据水平度偏差进一步对调整垫铁5的微调螺栓进行调整，使得接收靶标62的示数达到目标水平度，此时可认为第一个直线平移模块441水平度调整到位；

第九步，将水平运动检测滑块组件33在第一个直线平移模块441上的直线导轨41上以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装63铅垂面安装的接收靶标62显示的来波面平面度偏差；

第十步，根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5的水平间隙进行微调，使得接收靶标62的示数达到目标平面度，此时第一个直线平移模块441来波面平面度调整到位；

第十一步，固定调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5之间的安装螺栓，第一个直线平移模块441作为初始位置调整到位；

第十二步，将水平支撑模块42吊装至第一个直线平移模块441的左侧，将两者的水平模块对接法兰43对接，此时不固定；

第十三步，将水平运动检测滑块组件33移动到第二个直线平移模块442 的直线导轨41上，首先检查接缝间隙是否满足移动要求；

第十四步，将安装有接收靶标62的水平运动检测滑块组件33在第二个直线平移模块442的直线导轨41上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装63水平面安装的接收靶标62显示的水平度偏差；

第十五步，根据水平度偏差进一步对位于第二个直线平移模块442下方的调整垫铁5的微调螺栓进行调整，使得接收靶标62的示数达到目标水平度，此时第二个直线平移模块442水平度调整到位；

第十六步，将水平运动检测滑块组件33在第二个直线平移模块442上的直线导轨41上以不超出极限位置的方式手动平移至少两次，读取位于接收靶标安装工装63铅垂面安装的接收靶标62显示的来波面平面度偏差；

第十七步，根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5 的水平间隙进行微调，使得接收靶标62的示数达到目标平面度，此时第二个直线平移模块442来波面平面度调整到位；

第十八步，固定两个直线平移模块4之间的水平模块对接法兰43，固定第二个直线平移模块442上的调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5之间的安装螺栓，则第二个直线平移模块442调整到位；

第十九步，将第三个直线平移模块443吊装至第一个直线平移模块441的右侧，将第三个直线平移模块443和第一个直线平移模块441的水平模块对接法兰43对接，此时第三个直线平移模块443和第一个直线平移模块441之间不固定；

第二十步，将水平运动检测滑块组件33移动到第三个直线平移模块443 的直线导轨41上，先检查接缝间隙是否满足移动要求；

第二十一步，将安装有接收靶标62的水平运动检测滑块组件33在第三个直线平移模块443的直线导轨41上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装63水平面安装的接收靶标62显示的水平度偏差；

第二十二步，根据水平度偏差进一步对位于第三个直线平移模块443下方的调整垫铁5的微调螺栓进行调整，使得接收靶标62的示数达到目标水平度，此时可认为第三个直线平移模块443水平度调整到位；

第二十三步，将水平运动检测滑块组件33在第三个直线平移模块443上的直线导轨41上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装63铅垂面安装的接收靶标62显示的来波面平面度偏差；

第二十四步，根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5 的水平间隙进行微调，使得接收靶标62的示数达到目标平面度，此时第三个直线平移模块443波面平面度调整到位；

第二十五步，固定第三个直线平移模块443与第一个直线平移模块441之间的水平模块对接法兰43，固定第三个直线平移模块443的调整垫铁安装法兰 44与调整垫铁5之间的安装螺栓，将第三个直线平移模块443调整到位；

第二十六步，此时，参见图7，由三个直线平移模块4组成的扫描架系统在第一个测量位置444的安装调整过程完成；

第二十七步，安装竖直部件；

第二十八步，扫描架系统在所述第一个测量位置444测量静区性能指标；

第二十九步，完成第一个位置测量后，将第三个直线平移模块443与第一个直线平移模块441解除固连并分离，吊装至第二个直线平移模块442左侧的安装位置，将第三个直线平移模块443与第一个直线平移模块441的水平模块对接法兰43对接，此时第三个直线平移模块443与第一个直线平移模块441 不固定；

第三十步，重复上述第二十步至第二十五步的步骤；

第三十一步，参见图8，扫描架系统达到第二个测量位置445，开始测量；

第三十二步，完成所述第二个测量位置445的测量后，将第三个直线平移模块443与第一个直线平移模块441解除固连并分离，吊装至原来的所述第一个测量位置444的安装位置；

第三十三步，重复上述第二十步至第二十五步的步骤；

第三十四步，参见图9，将扫描架系统返回至所述第一个测量位置444，在此不进行测量而进行延续拼接；

第三十五步，将第二个直线平移模块442与第一个直线平移模块441解除固连并分离，吊装至第三个直线平移模块443右侧的安装位置，将第二个直线平移模块442与第一个直线平移模块441的水平模块对接法兰43对接，此时第二个直线平移模块442与第一个直线平移模块441不固定；

第三十六步，对第二个直线平移模块442，重复上述第十二步至第十八步的步骤；

第三十七步，参见图10，扫描架系统达到第三个测量位置446，在此进行静区性能指标测量；

第三十八步，完成所述第三个测量位置446的测量后，将第一个直线平移模块441与第二个直线平移模块442解除固连并分离，吊装至第三个直线平移模块443的右侧安装位置，将第一个直线平移模块441与第二个直线平移模块 442的水平模块对接法兰43对接，此时第一个直线平移模块441与第二个直线平移模块442不固定；

第三十九步，对第一个直线平移模块441重复上述第二十步至第二十五步的步骤；

第四十步，参见图11，使得扫描架系统达到第四个测量位置447，开始测量；

第四十一步，参见图12，所述扫描架系统完成四个测量位置的测量，水平向形成达到原扫描架三个直线平移模块4累计行程的两倍，并保持了原有的平面度。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，其扫描架竖直固定模块 2用于支撑扫描架竖直运动模块1达到测量所需的高度范围；其扫描架直线平移模块4是将扫描架水平移动功能单位整体的一种分解模式，其组合形成完整的水平移动功能，同时因可分解的特性构建出无限制拼接的功能；该扫描架系统至少包含两个扫描架直线平移模块4，实施例2中以三个模块为例进行了说明；第一个扫描架直线平移模块4、第二个扫描架直线平移模块4、第三个扫描架直线平移模块4的功能及结构等完全相同，仅仅因为安装关系和顺序不同而以示区分；其调整垫铁5具有高承载性和高刚性，具有高度微调功能；其水平仪具有高精度水平度测量功能。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，为实现大行程的高平面度测量，其扫描架直线平移模块4是扫描架系统平移及拼接的关键部件，安装有水平运动所需的高精度高刚性的直线导轨41；其水平运动模块3通过水平运动支撑滑块组件32在扫描架直线平移模块4上的直线导轨41上运动；其三个扫描架直线平移模块4通过水平模块对接法兰43安装固定，完成基本扫描区域的水平扫描；其水平模块对接法兰43与直线导轨41具有足够高的基础垂直度；其扫描架水平运动模块3带动扫描架竖直固定模块2扫描架竖直运动模块 1在扫描架直线平移模块4上运动；其水平运动检测滑块组件33固定在扫描架水平运动模块3两端，可分离；其水平运动检测滑块组件33在扫描架直线平移模块4进行拼接时与水平运动检测滑块组件33处于分离状态，在进行水平运动测试时处于固连状态。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，在进行拼接时，首先将以个扫描架直线平移模块4与其他扫描架直线平移模块4分离，将分离的平移模块以吊装等形式移动到下一个拼接位置；

在分离的扫描架直线平移模块4移动到拼接位置时，调整微调垫铁5与水平支撑模块42上的调整垫铁安装法兰44的相对位置，包括高度和水平间隙。高度可通过调整垫铁5的调整螺栓进行，水平间隙主要是调整垫铁安装法兰44 上预留的安装孔与调整垫铁5固定螺纹之间的间隙，该间隙在设计时根据行程和平面度要求计算出的调整量确定。

调整垫铁5的高度微调可实现直线平移模块4水平度的调整，使得拼接位置的水平度调整到与原来固定位置相一致。

调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5的水平间隙微调可实现直线平移模块4 来波方向平面度的调整，使得拼接位置的来波方向平面度调整到与原来固定位置相一致。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，可以根据扫描架所需的水平向扫描行程和制造工艺、经费等各限制条件，设计水平直线平移模块4的尺寸；其三个扫描架直线平移模块4中有一个与扫描架水平运动模块3在拼接前相连接，可作为初始直线平移模块，上述稳重为描述方便，以第一个直线平移模块441为初始模块。在上述调整过程中，需要使用平面度测量设备进行测量，并根据测量值进行微调。在完成上述微调并测量到满足使用要求的平面度后可认为平移位置就绪，可进行整体测量。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，调整垫铁5上可以设置有微调螺栓，调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5通过安装螺栓连接；根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰44与调整垫铁5的水平间隙进行微调时，可采用顶丝等常用机械类微调工具，使得接收靶标62的示数达到目标平面度，此时可认为初始直线平移模块4来波面平面度调整到位；安装竖直部件时，竖直部件可以不采取连续拼接过程；在需要更大水平行程的应用场景下，选择性的进行上述左侧扩展或右侧扩展即可实现。所述的吸波材料与该扫描架主体分别安装，在拼接过程中需根据扫描架位置进行适当移动，以确保扫描架结构本体位于吸波材料的遮挡面内。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，其扫描架系统是系统结构及该方法实现的主体，用于支撑探头天线完成测试所需的各种运动模式，此外需便于运输、安装并支持现场装调所需的各类工装和仪器设备的安装调试接口和定位基准面。扫描架的运动功能由天线运动部件、直线运动模块等运动机构联合工作实现。各模块根据测试需求按照输入的控制参数进行运动，独立运动或协同运动完成测试工作；

其竖直运动模块1用于实现天线在竖直方向的运动。竖直运动支撑框架为天线运动部件提供安装和结构支撑，并保证足够的刚性以支撑其实现水平运动；

其水平运动模块3用于安装竖直运动框架等，并支撑其沿直线平移框架完成水平运动；

其第一个直线平移模块441、第二个直线平移模块442及第三个直线平移模块443是扫描架系统平移及拼接的关键部件，安装有水平运动模块3所需的高精度高刚性直线导轨41，支撑上部各部件完成水平移动；

其竖直固定模块2主要用于提高竖直运动支撑框架的中心高度，使其接近静区中心高，并对竖直运动框架等提供足够的刚性支撑和安装；

其平面度测量设备中固定于专用高精度支架的激光平面发生器61旋转产生一个激光平面64，激光平面64的厚度为光斑的直径，位于接收靶标安装工装63上的靶标接收到激光后通过光学成像系统检测其偏移量，操作人员根据偏移量调整直线平移框架底部的调整地脚和位于拼接法兰处的调整工装将直线平移框架的直线度调整至所需精度值。在进行检测时，激光平面发生器61 固定于专用高精度支架上，使之与扫描架隔离，避免扫描架系统在伺服待机过程中的微量振动对其形成的激光平面64产生扰动；

其直线平移模块4中的平移模块框架42位于扫描架系统的下部，为扫描架的竖直安装部件提供足够的刚性支撑以保证所需的水平度天线与波束方向的垂直度指标。该部件的设计需要在结构实用性、加工工艺性、外形尺寸和储运等限制条件的共同约束下进行；

其在平移模块框架42的合理受力点设计吊环安装位，在上述拼接过程中使用吊车进行吊装作业。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，其拼接方法不影响扫描测量工作，其测量所需的运动控制一般如下：

当扫描架控制系统上电后，电源控制组合为运动控制组合和各轴驱动单元提供所需电源，设备正常启动，转台控制软件运行。上位工控机将指令发送给运动控制组合。运动控制组合解析指令并生成相应控制信号，通过总线传递给各轴驱动控制单元。各轴驱动控制单元驱动相应轴运动，并通过伺服电机自带的绝对编码器反馈构成速度闭环。同时，各轴驱动控制单元接收各轴末端的多圈绝对编码器信号或光栅尺信号，通过总线传递给运动控制器构成位置闭环，保证转台各轴定位精度。

本实施例的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，其目的在于使用扫描架系统解决大型、超大型静区高精度测量所需，其作为能够实现大行程高精度测量的直角坐标扫描架系统和拼接测量方法，其作用于一种直角扫描架系统，与该系统配合，完成超大型暗室测量中水平运动的超大行程高精度连续拼接。其通过无限制拼接的方式实现了水平扫描行程的大范围覆盖，同时解决了该类高精度扫描架在拼接过程中保持高平面度的难点，能够以较低成本完成超大型暗室中关键设备性能指标的检测，具有较强的可复制性和扩展性。即本申请提供了一种使用直角坐标平面扫描架系统采用无限制拼接的方式、实现对大型、超大型紧缩场静区的测量系统和测量方法。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种直角坐标扫描架系统，所述直角坐标扫描架系统包括扫描架竖直运动模块(1)、扫描架竖直固定模块(2)、扫描架水平运动模块(3)、至少两个扫描架直线平移模块(4)、调整垫铁(5)、平面度测量设备、水平仪和吸波材料；其特征在于，

扫描架竖直运动模块(1)安装在扫描架竖直固定模块(2)上；

扫描架竖直运动模块(1)安装有测量天线(11)、天线末端运动机构(12)和天线竖直运动机构(13)；测量天线(11)安装在天线竖直运动机构(13)上，天线末端运动机构(12)安装在测量天线(11)的末端；

扫描架竖直固定模块(2)安装在扫描架水平运动模块(3)上；

扫描架水平运动模块(3)安装有水平运动驱动机构、水平运动支撑滑块组件(32)和水平运动检测滑块组件(33)；

扫描架直线平移模块(4)安装有直线导轨(41)、水平支撑模块(42)、水平模块对接法兰(43)和调整垫铁安装法兰(44)；扫描架直线平移模块(4)通过水平模块对接法兰(43)安装固定；

水平运动模块(3)通过水平运动支撑滑块组件(32)安装在直线导轨(41)上实现运动；

调整垫铁(5)安装在扫描架直线平移模块(4)的下面；

平面度测量设备包括激光平面发生器(61)、接收靶标(62)、接收靶标安装工装(63)和激光平面(64)；接收靶标(62)安装在接收靶标安装工装(63)上；平面度测量设备上设置有铅锤面；

平面度测量设备架设在与所述铅锤面的来波方向相垂直位置处；

水平仪架设在平面度测量设备的水平面测量位置处；

吸波材料具有遮挡面，吸波材料安装在使得扫描架竖直运动模块(1)、扫描架竖直固定模块(2)、扫描架水平运动模块(3)及扫描架直线平移模块(4)位于所述遮挡面内的位置处。

2.如权利要求1所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，扫描架直线平移模块(4)的数量为三个。

3.如权利要求2所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，三个扫描架直线平移模块(4)中的一个与扫描架水平运动模块(3)在拼接前相连接，构成第一个直线平移模块。

4.如权利要求3所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，激光平面发生器(61)产生水平激光平面和铅垂激光平面。

5.如权利要求4所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，接收靶标(62)的数量为两个，所述水平激光平面和所述铅垂激光平面分别对应一个接收靶标(62)。

6.如权利要求5所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，接收靶标安装工装(63)具有两个相互垂直的安装平面，两个接收靶标(62)分别安装在一个所述安装平面上。

7.如权利要求6所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，水平运动检测滑块组件(33)的数量为两个，两个水平运动检测滑块组件(33)分别固定在扫描架水平运动模块(3)两端。

8.如权利要求7所述的直角坐标扫描架系统，其特征在于，扫描架直线平移模块(4)进行拼接时，水平运动检测滑块组件(33)与水平运动检测滑块组件(33)处于分离状态；扫描架直线平移模块(4)进行水平运动测试时，水平运动检测滑块组件(33)与水平运动检测滑块组件(33)处于固连状态。

9.如权利要求1-8中任一项所述的直角坐标扫描架系统的拼接连接方法，其特征在于，包括以下步骤，

在进行拼接时，先将扫描架直线平移模块(4)移动到拼接位置；

将分离的扫描架直线平移模块(4)移动到拼接位置后，将调整垫铁(5)与水平支撑模块(42)上的调整垫铁安装法兰(44)的相对位置进行调整；

在上述调整过程中，使用平面度测量设备进行测量，并根据测量值进行微调操作；

完成所述微调操作，且测量到满足使用要求的平面度后，则扫描架直线平移模块(4)的平移位置就绪，则进行整体测量。

10.如权利要求9所述的直角坐标扫描架系统的拼接连接方法，其特征在于，包括以下步骤，

第一步，确定初始安装架设位置；

第二步，根据微波系统与激光跟踪仪系统确定的来波方向架设平面度测量设备，使得平面度测量设备中的铅垂激光平面的垂直来波方向，使得垂直度满足预设测量需求；

第三步，将平面度测量设备的水平面调整至水平度满足预设测量需求，同时与高精度水平仪联合测量；

第四步，将调整垫铁(5)按照初始安装工位固定在地面上；

第五步，采用平面度测量设备和高精度水平仪对调整垫铁(5)的上安装面进行水平度初调整；

第六步，将三个直线平移模块(4)中的第一个直线平移模块(441)安装至初始安装架设位置，将位于所述第一个直线平移模块(441)上扫描架水平运动模块(3)两侧的水平运动检测滑块组件(33)分离，并在其上安装接收靶标安装工装(63)和接收靶标(62)；

第七步，将安装有接收靶标(62)的水平运动检测滑块组件(33)在第一个直线平移模块(441)上的直线导轨(41)上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装(63)水平面安装的接收靶标(62)显示的水平度偏差；

第八步，根据水平度偏差进一步对调整垫铁(5)的微调螺栓进行调整，使得接收靶标(62)的示数达到目标水平度，此时可认为第一个直线平移模块(441)水平度调整到位；

第九步，将水平运动检测滑块组件(33)在第一个直线平移模块(441)上的直线导轨(41)上以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装(63)铅垂面安装的接收靶标(62)显示的来波面平面度偏差；

第十步，根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰(44)与调整垫铁(5)的水平间隙进行微调，使得接收靶标(62)的示数达到目标平面度，此时第一个直线平移模块(441)来波面平面度调整到位；

第十一步，固定调整垫铁安装法兰(44)与调整垫铁(5)之间的安装螺栓，第一个直线平移模块(441)作为初始位置调整到位；

第十二步，将直线平移模块(4)2吊装至第一个直线平移模块(441)的左侧，将两者的水平模块对接法兰(43)对接，此时不固定；

第十三步，将水平运动检测滑块组件(33)移动到第二个直线平移模块(442)的直线导轨(41)上，首先检查接缝间隙是否满足移动要求；

第十四步，将安装有接收靶标(62)的水平运动检测滑块组件(33)在第二个直线平移模块(442)的直线导轨(41)上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装(63)水平面安装的接收靶标(62)显示的水平度偏差；

第十五步，根据水平度偏差进一步对位于第二个直线平移模块(442)下方的调整垫铁(5)的微调螺栓进行调整，使得接收靶标(62)的示数达到目标水平度，此时第二个直线平移模块(442)水平度调整到位；

第十六步，将水平运动检测滑块组件(33)在第二个直线平移模块(442)上的直线导轨(41)上以不超出极限位置的方式手动平移至少两次，读取位于接收靶标安装工装(63)铅垂面安装的接收靶标(62)显示的来波面平面度偏差；

第十七步，根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰(44)与调整垫铁(5)的水平间隙进行微调，使得接收靶标(62)的示数达到目标平面度，此时第二个直线平移模块(442)来波面平面度调整到位；

第十八步，固定两个直线平移模块(4)之间的水平模块对接法兰(43)，固定第二个直线平移模块(442)上的调整垫铁安装法兰(44)与调整垫铁(5)之间的安装螺栓，则第二个直线平移模块(442)调整到位；

第十九步，将第三个直线平移模块(443)吊装至第一个直线平移模块(441)的右侧，将第三个直线平移模块(443)和第一个直线平移模块(441)的水平模块对接法兰(43)对接，此时第三个直线平移模块(443)和第一个直线平移模块(441)之间不固定；

第二十步，将水平运动检测滑块组件(33)移动到第三个直线平移模块(443)的直线导轨(41)上，先检查接缝间隙是否满足移动要求；

第二十一步，将安装有接收靶标(62)的水平运动检测滑块组件(33)在第三个直线平移模块(443)的直线导轨(41)上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装(63)水平面安装的接收靶标(62)显示的水平度偏差；

第二十二步，根据水平度偏差进一步对位于第三个直线平移模块(443)下方的调整垫铁(5)的微调螺栓进行调整，使得接收靶标(62)的示数达到目标水平度，此时可认为第三个直线平移模块(443)水平度调整到位；

第二十三步，将水平运动检测滑块组件(33)在第三个直线平移模块(443)上的直线导轨(41)上，以不超出极限位置的方式手动平移多次，读取位于接收靶标安装工装(63)铅垂面安装的接收靶标(62)显示的来波面平面度偏差；

第二十四步，根据来波面平面度偏差对调整垫铁安装法兰(44)与调整垫铁(5)的水平间隙进行微调，使得接收靶标(62)的示数达到目标平面度，此时第三个直线平移模块(443)3波面平面度调整到位；

第二十五步，固定第三个直线平移模块(443)与第一个直线平移模块(441)之间的水平模块对接法兰(43)，固定第三个直线平移模块(443)的调整垫铁安装法兰(44)与调整垫铁(5)之间的安装螺栓，将第三个直线平移模块(443)调整到位；

第二十六步，此时，由三个直线平移模块(4)组成的扫描架系统在第一个测量位置(444)的安装调整过程完成；

第二十七步，安装竖直部件；

第二十八步，扫描架系统在所述第一个测量位置(444)测量静区性能指标；

第二十九步，完成第一个位置测量后，将第三个直线平移模块(443)与第一个直线平移模块(441)解除固连并分离，吊装至第二个直线平移模块(442)左侧的安装位置，将第三个直线平移模块(443)与第一个直线平移模块(441)的水平模块对接法兰(43)对接，此时第三个直线平移模块(443)与第一个直线平移模块(441)不固定；

第三十步，重复上述第二十步至第二十五步的步骤；

第三十一步，扫描架系统达到第二个测量位置(445)，开始测量；

第三十二步，完成所述第二个测量位置(445)的测量后，将第三个直线平移模块(443)与第一个直线平移模块(441)解除固连并分离，吊装至原来的所述第一个测量位置(444)的安装位置；

第三十三步，重复上述第二十步至第二十五步的步骤；

第三十四步，将扫描架系统返回至所述第一个测量位置(444)，在此不进行测量而进行延续拼接；

第三十五步，将第二个直线平移模块(442)与第一个直线平移模块(441)解除固连并分离，吊装至第三个直线平移模块(443)右侧的安装位置，将第二个直线平移模块(442)与第一个直线平移模块(441)的水平模块对接法兰(43)对接，此时第二个直线平移模块(442)与第一个直线平移模块(441)不固定；

第三十六步，对第二个直线平移模块(442)，重复上述第十二步至第十八步的步骤；

第三十七步，扫描架系统达到第三个测量位置(446)，在此进行静区性能指标测量；

第三十八步，完成所述第三个测量位置(446)的测量后，将第一个直线平移模块(441)与第二个直线平移模块(442)解除固连并分离，吊装至第三个直线平移模块(443)的右侧安装位置，将第一个直线平移模块(441)与第二个直线平移模块(442)的水平模块对接法兰(43)对接，此时第一个直线平移模块(441)与第二个直线平移模块(442)不固定；

第三十九步，对第一个直线平移模块(441)重复上述第二十步至第二十五步的步骤；

第四十步，使得扫描架系统达到第四个测量位置(447)，开始测量；

第四十一步，所述扫描架系统完成四个测量位置的测量，水平向形成达到原扫描架三个直线平移模块(4)累计行程的两倍，并保持了原有的平面度。

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