CN111878677B - 一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置 - Google Patents

一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，包括水平电移台、滑台、剪式升降台、俯仰水移台、方位转向台、低散射支架和单向阀，滑台架设在水平电移台上，剪式升降台架设在滑台上，俯仰水移台架设在剪式升降台上，方位转向台架设在俯仰水移台上，低散射支架架设在方位转向台上，单向阀连接在俯仰水移台上，本发明具有实现横向、垂直向、俯仰向、方位向、横滚向的五维目标精确定位，极大地降低了目标定位误差，提高了太赫兹时域光谱散射测量系统的测试精度的优点。

Description

一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置
技术领域
本发明涉及目标精确定位技术领域，尤其涉及一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置。
背景技术
太赫兹时域光谱散射特性测量系统中，由于太赫兹波束极佳的指向性以及目标散射回波中镜像散射回波占主导，导致目标雷达散射截面的测量误差很大程度上由目标的定位误差决定。因此目标的精确定位问题成为太赫兹时域光谱目标散射测量的关键技术。
现有的目标定位方法中，一般采用转台与手动俯仰调节器件支撑低散射支架的方式，目标调控维度少，效率低，调节精度低，无法精确控制。
因此，针对以上不足，需要提供一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决以往目标调控维度少，效率低，调节精度低，无法精确控制的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，包括水平电移台、滑台、剪式升降台、俯仰水移台、方位转向台、低散射支架和单向阀，滑台架设在水平电移台上，剪式升降台架设在滑台上，俯仰水移台架设在剪式升降台上，方位转向台架设在俯仰水移台上，低散射支架架设在方位转向台上，单向阀连接在俯仰水移台上，其中，俯仰水移台包括底台、顶台和伸缩套，底台固连在剪式升降台上，顶台固连在方位转向台上，底台和顶台长度方向一端相互铰接，伸缩套固连在底台和顶台长度方向另一端之间，伸缩套为合成树脂的伸缩管道，伸缩套内填充有蒸馏水，伸缩套外设有若干褶皱，伸缩套底部连接有进水管，单向阀固连在进水管上。
通过采用上述技术方案，设置水平电移台，实现目标横向移动定位；设置剪式升降台，实现目标垂直向移动定位；设置俯仰水移台并利用在伸缩套内的水量多少控制顶台翻转角，实现目标的俯仰及方位向移动精确定位；设置方位向转台，实现目标水平360°连续转动。通过上述部件的相互配合，实现横向、垂直向、俯仰向、方位向、横滚向的五维目标精确定位，极大地降低了目标定位误差，提高了太赫兹时域光谱散射测量系统的测试精度。
作为对本发明的进一步说明，优选地，伸缩套底部固连有储水台，储水台与伸缩套相通，储水台硬度大于伸缩套硬度，进水管固连在储水台上，储水台上还固连有排水管，进水管和排水管均与储水台相通。
通过采用上述技术方案，设置储水台不仅可以稳定固定住进水管和排水管位置，便于额外设备的安装，还起到避免外界气体进入伸缩套内影响后续水量对俯仰角的精确控制，实现水密封的作用。
作为对本发明的进一步说明，优选地，进水管内径小于排水管内径。
通过采用上述技术方案，配合水压的控制，使进入伸缩套内的水量较少，以实现微小俯仰角的控制，同时排水管管径较大以便更快排水使定位装置复位。
作为对本发明的进一步说明，优选地，单向阀包括阀体、阀门块和弹簧，阀体固连在进水管上，阀门块滑动连接在阀体内，弹簧一端固连在阀门块上，弹簧另一端固连在阀门块滑动方向上的阀体上，弹簧推动阀门块以使阀体位于阀门块两侧的腔体不相通。
通过采用上述技术方案，设置单向阀避免在注完水之后泄压导致伸缩套内水回流的问题，保证伸缩套内的水量固定，进而保证伸缩套对方位转向台稳定支撑且保持俯仰角度稳定。
作为对本发明的进一步说明，优选地，阀门块为T形柱状体，阀门块外径小的一部分为圆台状，阀门块外径大的一部分远离弹簧的一侧平面与阀体抵接。
通过采用上述技术方案，可使水流只需顶起一点儿阀门块就可流入伸缩套内，以便对伸缩套内通过输出较小水压实现输入较少水量，实现对微小俯仰角变化的准确控制。
作为对本发明的进一步说明，优选地，阀门块圆台部分靠近的阀体端口处固连有连接管，连接管端口面与阀门块圆台部分最小圆面位于同一平面内，阀门块圆台部分外侧镀有氧化膜。
通过采用上述技术方案，设置氧化膜可提高阀门块的使用寿命，同时采用管口面相接的方式，便于工作人员观察阀门块的使用情况，当发现阀门块受损时，可及时更换，以便影响测量精度。
作为对本发明的进一步说明，优选地，阀体靠近进水管一侧内部固连有Y形的缩管，缩管外径大的一端固连在阀体内，缩管外径小的一端伸入进水管内，缩管外径小于进水管内径。
通过采用上述技术方案，设置缩管可减少伸缩套内水的反流量，进一步避免水量流失。
作为对本发明的进一步说明，优选地，水平电移台包括底座、水平驱动电机、丝杠和滑轨，水平驱动电机固连在底座一侧，丝杠转动连接在底座上，丝杠一端与水平驱动电机输出轴固连，两根滑轨固连在丝杠两侧的底座上，滑台底端中部与丝杠螺纹连接，滑台两侧滑动连接在滑轨上。
通过采用上述技术方案，可利用水平驱动电机控制丝杠转动，此时丝杠通过螺纹传动使滑台沿滑轨长度方向移动，实现对低散射支架横向的位置调节。
作为对本发明的进一步说明，优选地，剪式升降台包括底板、菱形支架、顶板和调节螺杆，底板固连在滑台上，四个菱形支架间隔铰接在底板两侧面，菱形支架为四根连杆首尾铰接围成的菱形架体，顶板底端面铰接在菱形支架顶部，四个菱形支架中部间距最大的铰接轴处铰接有连接杆，调节螺杆一端铰接在一根连接杆中部，调节螺杆另一端贯穿另一根连接杆中部且与该连接杆螺纹连接。
通过采用上述技术方案，可旋动调节螺杆，使两个连接杆间距变大或变小，此时在连接杆的限位下，使菱形支架水平面上的对角间距变大或变小，此时菱形支架高度变小或变大，实现对低散射支架纵向的位置调节。
作为对本发明的进一步说明，优选地，方位转向台包括固定台、转向驱动电机和转台，固定台固连在顶台上，转向驱动电机固连在固定台一侧，转台固连在固定台另一侧，转台内转动连接有圆环，低散射支架与所述圆环固连，固定台内设有齿轮组，转向驱动电机输出端和所述圆环分别与所述齿轮组固连。
通过采用上述技术方案，可利用转向驱动电机，在齿轮轴的传动下，实现转台对低散射支架水平面上的径向位置调节。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明通过考虑各部件的调整维度及负载情况，水平电移台置于最下层，然后搭建剪式升降台，在剪式升降台上安装俯仰水移台，最上层是方位转向台，方位转向台上可安装低散射支架。最终组成目标多维精确定位装置。同时采用精确电控装置实现了横向、垂直向、俯仰向、方位向、横滚向的五维目标精确定位，极大地降低了目标定位误差，提高了太赫兹时域光谱散射测量系统的测试精度。
附图说明
图1是本发明的总装效果图；
图2是图1中A的放大图；
图3是本发明的侧视图；
图4是本发明的单向阀结构图。
图中：1、水平电移台；11、底座；12、水平驱动电机；13、丝杠；14、滑轨；2、滑台；3、剪式升降台；31、底板；32、菱形支架；33、顶板；34、调节螺杆；4、俯仰水移台；41、底台；42、顶台；43、伸缩套；44、储水台；45、进水管；46、排水管；5、方位转向台；51、固定台；52、转向驱动电机；53、转台；6、低散射支架；7、单向阀；71、阀体；72、阀门块；73、弹簧；74、氧化膜；75、导向面；76、挡环；77、缩管；78、支架网；8、连接管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，如图1所示，包括水平电移台1、滑台2、剪式升降台3、俯仰水移台4、方位转向台5、低散射支架6和单向阀7，滑台2架设在水平电移台1上，剪式升降台3架设在滑台2上，俯仰水移台4架设在剪式升降台3上，方位转向台5架设在俯仰水移台4上，低散射支架6架设在方位转向台5上，单向阀7连接在俯仰水移台4上。
结合图1、图3，水平电移台1包括底座11、水平驱动电机12、丝杠13和滑轨14，底座11为方形板，水平驱动电机12固连在底座11长度方向一侧，丝杠13转动连接在底座11上，丝杠13长度方向与底座11长度方向相同，丝杠13一端与水平驱动电机12输出轴固连，两根滑轨14固连在丝杠13两侧的底座11上。滑台2为方形门式支架台，滑台2上开设有若干螺纹孔，滑台2底端中部插接有套管，所述套管与丝杠13螺纹连接，滑台2两侧滑动连接在滑轨14上，当需要调节低散射支架6的水平位置时，只需利用水平驱动电机12控制丝杠13转动，此时丝杠13通过螺纹传动使滑台2沿滑轨14长度方向移动，在丝杠13螺距的调节下，电移台位置分辨率可达2.5微米，重复定位精度小于3微米，实现对低散射支架6横向的位置精准调节。
结合图1、图3，剪式升降台3包括底板31、菱形支架32、顶板33和调节螺杆34，底板31通过螺栓固连在滑台2顶端面上，四个菱形支架32间隔铰接在底板31两侧面，菱形支架32为四根连杆首尾铰接围成的菱形架体，顶板33底端面铰接在菱形支架32顶部，四个菱形支架32中部间距最大的铰接轴处铰接有连接杆，调节螺杆34一端铰接在一根连接杆中部，调节螺杆34另一端贯穿另一根连接杆中部且与该连接杆螺纹连接，调节螺杆34伸出连接杆一端固连有旋盘，所述旋盘外径大于调节螺杆34。当需要调节低散射支架6的高度时，只需握住旋盘旋动调节螺杆34，使两个连接杆间距变大或变小，此时在连接杆的限位下，使菱形支架32水平面上的对角间距变大或变小，此时菱形支架高度32变小或变大，该升降台重载，具有良好的平行度，在菱形支架32连杆长度的限制下，高度调节范围可达到57.4mm，实现对低散射支架纵向的位置调节，同时在调节螺杆34螺距的限制下，调节精度可达到0.1mm，实现竖直方向的位置精确调节。
结合图1、图2，俯仰水移台4包括底台41、顶台42和伸缩套43，底台41固连在顶板33上，顶台42固连在方位转向台5上，底台41和顶台42长度方向一端相互铰接，伸缩套43固连在底台41和顶台42长度方向另一端之间，伸缩套43为合成树脂的伸缩管道，伸缩套43外设有若干褶皱，不仅具有优良的柔性，实现长度的变化，还具有优良的径向结构强度，即不易产生径向形变；伸缩套43内填充有蒸馏水，伸缩套43底部固连有储水台44，储水台44与伸缩套43相通，储水台44硬度大于伸缩套43硬度，储水台44一侧固连有进水管45，储水台44上还固连有排水管46，进水管45和排水管46均与储水台44相通,进水管45内径小于排水管46内径，配合水压的控制，使进入伸缩套43内的水量较少，以实现微小俯仰角的控制，同时排水管46管径较大以便更快排水使定位装置复位；单向阀7固连在进水管45上。
结合图1、图2，通过向伸缩套43内填充蒸馏水，可利用控制水量的方式将伸缩套43撑起，实现对顶台42端面角度的调节，其中调节相同范围的角度，因伸缩套43内截面面积有变化，则水量需要通过伸缩套43的原长度进行改变，其中伸缩套43原长度越大，调节1°角所需的水量越少，同时通过计算注入水的量小于1°角的水量，即可使伸缩套43推动顶台42变化的角度小于1°，其中重复定位精度俯仰向达到9角秒；实现更高精度的角度调节，且在单向阀7的限制下，伸缩套43对顶台42支撑稳定。设置储水台44不仅可以稳定固定住进水管45和排水管46位置，便于额外设备的安装，还起到避免外界气体进入伸缩套43内因空气溶于水影响后续水量对俯仰角的精确控制，实现水密封的作用。
结合图2、图4，单向阀7包括阀体71、阀门块72和弹簧73，阀体71固连在进水管45上，阀门块72滑动连接在阀体71内，阀门块72为T形柱状体，阀门块72外径小的一部分为圆台状，阀门块72前端面为平面，所述平面四周设有锥形导向面75，阀门块72外径大的一部分远离弹簧33的一侧平面与阀体71抵接；通过开设导向面75，可使水流只需顶起一点儿阀门块72就可流入伸缩套43内，以便对伸缩套43内通过输出较小水压实现输入较少水量，实现对微小俯仰角变化的准确控制。弹簧73一端固连在阀门块72上，弹簧73另一端固连在阀门块72滑动方向上的阀体71上，其中阀体71内腔中固连有环形的挡环76，挡环76外径等于弹簧73内径，弹簧73套在挡环76外，以稳定固定弹簧73的位置。弹簧73推动阀门块72以使阀体71位于阀门块72两侧的腔体不相通。设置单向阀7避免在注完水之后泄压导致伸缩套43内水回流的问题，保证伸缩套43内的水量固定，进而保证伸缩套43对方位转向台5稳定支撑且保持俯仰角度稳定。
结合图2、图4，阀门块72圆台部分靠近的阀体71端口处固连有连接管8，连接管8内为注射水管，连接管8端口螺纹连接在阀体71入口端内腔中，以使连接管8与阀门块72圆台部分最小圆面位于同一平面内，阀门块72圆台部分外侧镀有氧化膜74，设置氧化膜74可提高阀门块72的使用寿命，同时采用管口面相接的方式，便于工作人员观察阀门块72的使用情况，当发现阀门块72受损时，可及时更换，以便影响测量精度。阀体71靠近进水管45一侧内部固连有Y形的缩管77，缩管77外径大的一端固连在阀体71内，缩管77外径小的一端伸入进水管45内，缩管77外径小于进水管45内径，设置缩管77可减少伸缩套43内水的反流量，进一步避免水量流失。
结合图1、图3，方位转向台51包括固定台51、转向驱动电机52和转台53，固定台51固连在顶台42上，转向驱动电机22固连在固定台51一侧，转台53固连在固定台51另一侧，转台53内转动连接有圆环，低散射支架6与所述圆环固连，固定台51内设有齿轮组，转向驱动电机52输出端和所述圆环分别与所述齿轮组固连。可利用转向驱动电机52，在齿轮轴的传动下，目标可在水平360°连续转动精确定位，其中最小步进角度0.2毫度，单向重复定位精度正负0.5毫度，双向重复定位精度征服2.8毫度，实现转台25对低散射支架水平面上的径向位置调节
综上所述，本发明通过设置水平电移台1，实现目标横向移动定位；设置剪式升降台3，实现目标垂直向移动定位；设置俯仰水移台4并利用在伸缩套43内的水量多少控制顶台42翻转角，实现目标的俯仰及方位向移动精确定位；设置方位向转台5，实现目标水平360°连续转动。通过上述部件的相互配合，实现横向、垂直向、俯仰向、方位向、横滚向的五维目标精确定位，极大地降低了目标定位误差，提高了太赫兹时域光谱散射测量系统的测试精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：包括水平电移台(1)、滑台(2)、剪式升降台(3)、俯仰水移台(4)、方位转向台(5)、低散射支架(6)和单向阀(7)，滑台(2)架设在水平电移台(1)上，剪式升降台(3)架设在滑台(2)上，俯仰水移台(4)架设在剪式升降台(3)上，方位转向台(5)架设在俯仰水移台(4)上，低散射支架(6)架设在方位转向台(5)上，单向阀(7)连接在俯仰水移台(4)上，其中，
俯仰水移台(4)包括底台(41)、顶台(42)和伸缩套(43)，底台(41)固连在剪式升降台(3)上，顶台(42)固连在方位转向台(5)上，底台(41)和顶台(42 )长度方向一端相互铰接，伸缩套(43)固连在底台(41)和顶台(42 )长度方向另一端之间，伸缩套(43)为合成树脂的伸缩管道，伸缩套(43)内填充有蒸馏水，伸缩套(43)外设有若干褶皱，伸缩套(43)底部连接有进水管(45)，单向阀(7)固连在进水管(45)上；伸缩套(43)底部固连有储水台(44)，储水台(44)与伸缩套(43)相通，储水台(44)硬度大于伸缩套(43)硬度，进水管(45)固连在储水台(44)上，储水台(44)上还固连有排水管(46)，进水管(45)和排水管(46)均与储水台(44)相通；进水管(45)内径小于排水管(46)内径。
2.根据权利要求1所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：单向阀(7)包括阀体(71)、阀门块(72)和弹簧(73)，阀体(71)固连在进水管(45)上，阀门块(72) 滑动连接在阀体(71)内，弹簧(73)一端固连在阀门块(72)上，弹簧(73)另一端固连在阀门块(72)滑动方向上的阀体(71)上，弹簧(73)推动阀门块(72)以使阀体(71)位于阀门块(72)两侧的腔体不相通。
3.根据权利要求2所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：阀门块(72)为T形柱状体，阀门块(72)外径小的一部分为圆台状，阀门块(72)外径大的一部分远离弹簧(73)的一侧平面与阀体(71)抵接。
4.根据权利要求3所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：阀门块(72)圆台部分靠近的阀体(71)端口处固连有连接管(8)，连接管(8)端口面与阀门块(72)圆台部分最小圆面位于同一平面内，阀门块(72)圆台部分外侧镀有氧化膜(74)。
5.根据权利要求2所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：阀体(71)靠近进水管(45)一侧内部固连有Y形的缩管(77)，缩管(77)外径大的一端固连在阀体(71)内，缩管(77)外径小的一端伸入进水管(45)内，缩管(77)外径小于进水管(45)内径。
6.根据权利要求1所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：水平电移台(1)包括底座(11)、水平驱动电机(12)、丝杠(13)和滑轨(14)，水平驱动电机(12)固连在底座(11)一侧，丝杠(13)转动连接在底座(11)上，丝杠(13)一端与水平驱动电机(12)输出轴固连，两根滑轨(14)固连在丝杠(13)两侧的底座(11)上，滑台(2)底端中部与丝杠(13)螺纹连接，滑台(2)两侧滑动连接在滑轨(14)上。
7.根据权利要求1所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：剪式升降台(3)包括底板(31)、菱形支架(32)、顶板(33)和调节螺杆(34)，底板(31)固连在滑台(2)上，四个菱形支架(32)间隔铰接在底板(31)两侧面，菱形支架(32)为四根连杆首尾铰接围成的菱形架体，顶板(33)底端面铰接在菱形支架(32)顶部，四个菱形支架(32)中部间距最大的铰接轴处铰接有连接杆，调节螺杆(34)一端铰接在一根连接杆中部，调节螺杆(34)另一端贯穿另一根连接杆中部且与该连接杆螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的一种太赫兹时域光谱散射特性测量系统目标精确定位装置，其特征在于：方位转向台(5)包括固定台(51)、转向驱动电机(52)和转台(53)，固定台(51)固连在顶台(42)上，转向驱动电机(52 )固连在固定台(51)一侧，转台(53)固连在固定台(51)另一侧，转台(53)内转动连接有圆环，低散射支架(6)与所述圆环固连，固定台(51)内设有齿轮组，转向驱动电机(52)输出端和所述圆环分别与所述齿轮组固连。
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