CN111478047A - 用于舰载精密跟踪雷达的方位-单臂式俯仰型转台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于舰载精密跟踪雷达的方位‑单臂式俯仰型转台，主要解决现有转台体积大、重量重及安装适应性较差，且内部空间利用率低的问题。其包括：方位转动组合(1)、撑臂壳体(2)、俯仰转动组合(3)和负载(4)。方位转动组合(1)在水平方向做回转运动；撑臂壳体(2)安装在方位转动组合上，跟随其做方位旋转运动；俯仰转动组合(3)安装在撑臂壳体(2)上，在垂直方向做回转运动；负载(4)安装在俯仰转动组合(3)上，跟随其做俯仰旋转运动。本发明布局合理、结构紧凑、体积小、重量轻、适装性强，能满足设备性能要求，可用于舰载精密跟踪雷达的天线转台。

Description

用于舰载精密跟踪雷达的方位-单臂式俯仰型转台
技术领域
本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种方位-单臂式俯仰型雷达转台，可用于舰载精密跟踪雷达的天线转台。
背景技术
转台是雷达设备的执行功能装置，所以转台的结构设计和优化便成为雷达行业的关键技术之一。近些年来，随着装备发展的需要，转台不断向着轻量化、小型化方向发展。
目前，现有的方位-俯仰型雷达转台结构采用U型双支撑臂结构支撑俯仰运动部件，U型双支臂壳体内部两侧都安装有俯仰轴和轴承，电机和其他部件分别安装在其两侧，该转台由于内部空间利用率较低、结构不够紧凑，且由于U型双支臂本身体积较大，致使方位回转半径、方位轴承、旋转轴和方位壳体的尺寸都较大，因此存在转台体积大、重量大及安装适应性差的不足。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种方位-单臂式俯仰型雷达转台，以在保证现有舰载精密跟踪雷达对转台性能要求的情况下，减小转台体积和重量以及回转半径，快速完成人力安装架设与回收，提高设备的使用灵活性。
实现本发明目的的技术关键是：采用单支撑臂壳体、单俯仰轴和单轴承结构及铝合金铸造壳体结构以达到减少重量、体积及回转半径的要求；通过方位转动组合带动单支撑臂壳体实现方位旋转运动，安装在单支撑臂壳体上的俯仰转动组合结构带动负载完成俯仰转动，采用环形沟槽密封结构和带挡板式径向迷宫密封结构，实现转台方位运动和俯仰运动的无摩擦动态密封，减少摩擦力矩。
根据上述思路，本发明的实现方案如下：
一种用于舰载精密跟踪雷达的方位-单臂式俯仰型转台，包括方位转动组合1、撑臂壳体2、俯仰转动组合3和负载4；方位转动组合1包括方位电机11、方位旋转变压器12和方位轴13，在方位电机11的驱动下，撑臂壳体2跟随其做方位旋转运动，方位旋转变压器12实时反馈当前方位轴13的位置信息；俯仰转动组合3包括俯仰电机31、俯仰旋转变压器32和俯仰轴33，在俯仰电机31的驱动下，负载4跟随其做俯仰旋转运动，俯仰旋转变压器32实时反馈当前俯仰轴33的位置信息；其特征在于：
撑臂壳体2，采用单支撑臂结构，其包括下壳体21和上壳体22，该下壳体21采用铝合金铸造中空结构，用于为方位旋转变压器12提供支撑，该上壳体22采用铝合金一体铸造成型，用于为俯仰转动组合3提供支撑。
方位电机11和俯仰电机31采用分装式直流无刷力矩电机，其电机转子分别与方位轴13和俯仰轴33直接相连；方位旋转变压器12和俯仰旋转变压器32采用分装式高精度双通道旋转变压器，其转子分别与下壳体21和俯仰轴33直接相连；方位轴13采用一体中空结构，其与下壳体21相连；俯仰轴33采用一端封口、一端敞口的单一中空结构，两端端面设有安装孔，用于为负载4安装提供支撑。
进一步，所述方位转动组合1还包括方位壳体14、方位轴承15、托盘16、锁定装置17、限位挡块18、限位开关19、开关拨块110；其中：
方位壳体14采用铝合金铸造圆筒结构，用于为方位电机11、方位轴承15、托盘16、锁定装置17和限位挡块18提供支撑；
方位轴承15采用一个双列角接触推力球转盘轴承，其外圈固定在方位壳体14的轴承法兰上，其内圈分别与方位轴13、下壳体21连接，工作时外圈和方位壳体保持不动，内圈做方位旋转运动；
方位电机11的定子通过止口及法兰安装在方位壳体14上，其转子通过止口及法兰套装在方位轴13上；
托盘16安装在方位壳体14上，用于为方位旋转变压器12内圈提供支撑；
锁定装置17安装在下壳体21中间平台后边缘部位，通过对方位组合的锁定避免转台在非工作状态时方位自由运动；
限位挡块18、限位开关19、开关拨块110均安装在托盘16上，三者用于限定转动角度，避免转台方位超出正常工作范围。
进一步，所述下壳体21设有三组环形沟槽211，其与方位壳体14组成无接触动态方位密封结构，以防止方位转动组合1进水。
进一步，所述上壳体22采用铝合金一体铸造成型，在外形结构上，分为上部的桶结构221和下部的单臂结构222，该上部的桶结构221用于为俯仰转动组合3提供支撑。
进一步，所述俯仰转动组合3还包括俯仰轴承34、托架35、限位挡块36、锁定装置37、限位开关38、开关拨块39、遮挡环310、密封环311和盖板312，其中：
俯仰轴承34采用一个双列角接触推力球转盘轴承，其外圈固定在上壳体21上，其内圈套装在俯仰轴33上，做俯仰转动；
托架35安装在上壳体21上，用于为俯仰旋转变压器32外圈和限位开关38提供支撑；
限位挡块36及限位开关38均安装在托架35上，开关拨快39安装在俯仰轴33上，用于避免转台俯仰超出其正常工作范围。
锁定装置37固定在负载4的侧壁上，以实现对负载的锁定，避免其在非工作状态下自由运动；
遮挡环310、密封环311和盖板312均安装在俯仰轴33上，三者构成挡板式非接触径向迷宫俯仰密封结构，以防止水渗入盖板后进入转台腔体内部。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.本发明的俯仰组合支撑方式采用单支撑臂式结构，相较传统U型双支撑臂式结构，大大减小了支撑壳体的体积，减小了设备的回转半径，充分体现了小型化的主流设计，同时降低了加工难度和误差，提高了生产效率；
2.本发明的俯仰组合采用单轴承、单俯仰轴的结构，内部结构布局紧凑，极大地减少了设备的整体重量，降低了装配难度和生产成本，同时实现了雷达转台的快速架设和回收，提高了设备的使用灵活性。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明中的撑臂壳体结构图；
图3为本发明中的方位转动组合主视剖面结构图；
图4为图3的俯视结构图；
图5为本发明中的俯仰转动组合主视剖面结构图；
图6为图5的侧视结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进一步说明：
参照图1，本发明中的方位-单臂式俯仰型雷达转台，包括方位转动组合1、撑臂壳体2、俯仰转动组合3和负载4。其中，方位转动组合1在水平方向做回转运动；撑臂壳体2安装在方位转动组合1上，跟随其做方位旋转运动；俯仰转动组合3安装在撑臂壳体2上，在垂直方向做回转运动；负载4安装在俯仰转动组合3上，跟随其做俯仰旋转运动。
参照图2，所述撑臂壳体2，包括下壳体21和上壳体22；该下壳体21采用铝合金铸造中空结构，其上部敞口，便于壳体内部零件的安装和拆卸维修，其下部设有安装孔，与方位转动组合1相连接，实现壳体的方位转动，还可用带有密封条的盖板对内部腔体进行密封；该上壳体22采用铝合金一体铸造成型，上壳体22底部设有安装孔，其安装在下壳体21上，在外形结构上，该上壳体22分为上部的桶结构221和下部的单臂结构222，上部的桶结构221用于为俯仰转动组合3提供支撑，下部的单臂结构222与下壳体21相连接，在下壳体21的带动下做方位转动。
参照图3和图4，所述方位转动组合1，包括：方位电机11、方位旋转变压器12、方位轴承13、方位壳体14、方位轴承15、托盘16、锁定装置17、限位挡块18、限位开关19和开关拨块110；其中：
方位壳体14，采用铝合金铸造圆筒结构，用于为方位电机11、方位轴承15、托盘16和限位挡块18提供支撑；该方位壳体14与下壳体21中的三组环形沟槽211组成无接触动态密封结构，以解决方位转动组合1的轴系防水问题，同时不产生摩擦力矩；
方位轴承15，采用一个双列角接触推力球转盘轴承，其包括外圈和内圈，该外圈固定在方位壳体14的轴承法兰上，该内圈分别与方位轴13和下壳体21连接，工作时外圈和方位壳体14保持不动，内圈做方位旋转运动；
方位电机11，采用直流无刷力矩电机，其包括定子和转子，该定子通过止口及法兰安装在方位壳体14上，该转子通过止口及法兰套装在方位轴13上；
托盘16，安装在方位壳体14上，用于为方位旋转变压器12提供支撑；
锁定装置17，安装在下壳体21的外侧壁上，用于对方位转动组合的锁定，避免转台在非工作状态时方位自由运动；
限位挡块18，限位开关19和开关拨块110均安装在托盘16上，三者用于限定方位转动角度，避免转台方位超出正常工作范围。
参照图5和图6，所述俯仰转动组合3，包括：俯仰电机31、俯仰旋转变压器32、俯仰轴33、俯仰轴承34、托架35、限位挡块36、锁定装置37、限位开关38、开关拨块39、遮挡环310、密封环311和盖板312，其中：
俯仰电机31，采用直流无刷力矩电机，其包括定子和转子，该定子通过止口及法兰安装在上壳体22上，该转子通过止口及法兰套装在俯仰轴33上；
俯仰旋转变压器32，采用分装式高精度双通道旋转变压器，与俯仰轴33直接相连，实时反馈当前俯仰轴33的位置信息；
俯仰轴33，采用一端封口、一端敞口的单一中空结构，两端端面设有安装孔，用于为负载4提供支撑；
俯仰轴承34，采用一个双列角接触推力球转盘轴承，其包括外圈和内圈，该外圈固定在上壳体22上，该内圈套装在俯仰轴33上；
托架35，安装在上壳体22上，用于为俯仰旋转变压器32和限位开关38提供支撑；
限位挡块36和限位开关38均安装在托架35上，开关拨块39安装在俯仰轴33上，三者用于限定俯仰转动角度，避免转台俯仰超出正常工作范围；
锁定装置37，固定在负载4的侧壁上，用于对负载进行俯仰位置锁定，避免其在非工作状态下俯仰自由运动。
遮挡环310、密封环311和盖板312均安装在俯仰轴33两端，密封环311和盖板312均设有密封槽，遮挡环310下部还设有缺口，可将外部水流引至密封槽下部及时排出，避免其内部表面上水的残留。遮挡环310、密封环311和盖板312三者构成挡板式非接触径向迷宫俯仰密封结构，以防止水渗入盖板后进入转台腔体内部。
本实例的工作原理如下：
转台通过方位旋转变压器和俯仰旋转变压器实时接收信号并输出方位旋转组合和俯仰旋转组合的准确位置角度信息，进而实时控制其中方位电机和俯仰电机的转动角度和转动速度。在水平方向上，通过方位转动组合带动撑臂壳体实现方位旋转运动，在垂直方向上，通过安装在撑臂壳体上的俯仰转动组合，带动安装在其上的负载完成俯仰旋转运动，从而实现带动雷达天线快速稳定地跟踪实时目标。
以上描述仅是本发明的一个具体实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些是基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于舰载精密跟踪雷达的方位-单臂式俯仰型转台，包括方位转动组合(1)、撑臂壳体(2)、俯仰转动组合(3)和负载(4)；方位转动组合(1)包括方位电机(11)、方位旋转变压器(12)和方位轴(13)，在方位电机(11)的驱动下，撑臂壳体(2)跟随其做方位旋转运动，方位旋转变压器(12)实时反馈当前方位轴(13)的位置信息；俯仰转动组合(3)包括俯仰电机(31)、俯仰旋转变压器(32)和俯仰轴(33)，在俯仰电机(31)的驱动下，负载(4)跟随其做俯仰旋转运动，俯仰旋转变压器(32)实时反馈当前俯仰轴(33)的位置信息；其特征在于：
撑臂壳体(2)采用单支撑臂结构，其包括下壳体(21)和上壳体(22)，该下壳体(21)采用铝合金铸造中空结构，用于为方位旋转变压器(12)提供支撑，该上壳体(22)采用铝合金一体铸造成型，其安装在下壳体(21)上，用于为俯仰转动组合(3)提供支撑；
方位电机(11)和俯仰电机(31)均采用分装式直流无刷力矩电机，其电机转子分别与方位轴(13)和俯仰轴(33)直接相连；方位旋转变压器(12)和俯仰旋转变压器(32)均采用分装式高精度双通道旋转变压器，其转子分别与下壳体(21)和俯仰轴(33)直接相连；方位轴(13)采用一体中空结构，其与下壳体(21)相连；俯仰轴(33)采用一端封口、一端敞口的单一中空结构，两端端面设有安装孔，用于为负载(4)安装提供支撑。
2.根据权利要求1所述转台，特征在于，方位转动组合(1)还包括方位壳体(14)、方位轴承(15)、托盘(16)、锁定装置(17)、限位挡块(18)、限位开关(19)、开关拨块(110)，其中：
方位壳体(14)采用铝合金铸造圆筒结构，用于为方位电机(11)、方位轴承(15)、托盘(16)、锁定装置(17)和限位挡块(18)提供支撑；
方位轴承(15)采用一个双列角接触推力球转盘轴承，其外圈固定在方位壳体(14)的轴承法兰上，其内圈分别与方位轴(13)、下壳体(21)连接，工作时外圈和方位壳体保持不动，内圈做方位旋转运动；
方位电机(11)的定子通过止口及法兰安装在方位壳体(14)上，转子通过止口及法兰套装在方位轴(13)上；
托盘(16)安装在方位壳体(14)上，用于为方位旋转变压器(12)内圈提供支撑；
锁定装置(17)安装在下壳体(21)中间平台后边缘部位，通过对方位组合的锁定避免转台在非工作状态时方位自由运动；
限位挡块(18)、限位开关(19)和开关拨块(110)均安装在托盘(16)上，三者用于限定方位转动角度，避免转台方位超出正常工作范围。
3.根据权利要求1所述转台，特征在于，上壳体(22)采用铝合金一体铸造成型，在外形结构上，分为上部的桶结构(221)和下部的单臂结构(222)，该上部的桶结构(221)用于为俯仰转动组合(3)提供支撑。
4.根据权利要求1所述转台，特征在于，下壳体(21)设有三组环形沟槽(211)，其与方位壳体(14)组成无接触动态方位密封结构，以防止方位转动组合1进水。
5.根据权利要求1所述转台，特征在于，俯仰转动组合(3)还包括俯仰轴承(34)、托架(35)、限位挡块(36)、锁定装置(37)、限位开关(38)、开关拨块(39)、遮挡环(310)、密封环(311)和盖板(312)，其中：
俯仰轴承(34)采用一个双列角接触推力球转盘轴承，其外圈固定在上壳体(21)上，内圈套装在俯仰轴(33)上，做俯仰转动；
托架(35)安装在上壳体(21)上，用于为俯仰旋转变压器(32)外圈和限位开关(38)提供支撑；
限位挡块(36)及限位开关(38)安装在托架(35)上，开关拨快(39)安装在俯仰轴(33)上，用于避免转台俯仰超出正常工作范围。
锁定装置(37)固定在负载(4)的侧壁上，以实现对负载的锁定，避免其在非工作状态下俯仰自由运动；
遮挡环(310)、密封环(311)和盖板(312)均安装在俯仰轴(33)上，三者构成挡板式非接触径向迷宫俯仰密封结构，以防止水渗入盖板后进入转台腔体内部。
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