CN114166341A - 一种用于太阳光度计的试验转台装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学遥感定标测量设备性能参数检测试验、以及测量定标技术领域技术领域，具体涉及一种用于太阳光度计的试验转台装置，包括底座和立架，二者之间设置有转动组件，所述底座的下端设置有X轴驱动组件，所述X轴驱动组件通过转动组件驱动所述立架沿竖直方向转动，所述立架内设置有承托测量设备的托架，所述立架外设置有Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件驱动所述托架沿水平方向转动。本装置整体结构设计集成精简，驱动系统为步进电机带动的高精度，低背隙，大扭矩的减速装置进行传动，传动精度较高，定位精确，整体结构易于组装、检修和维护，本装置还可以实现平面测量和等纬圈测量的单个或全部工作模式，便于光学仪器进行所需数据的观测。
Description
技术领域
本发明涉及光学遥感定标测量设备性能参数检测试验、以及测量定标技术领域技术领域，具体涉及一种用于太阳光度计的试验转台装置。
背景技术
目前，光学卫星、高光谱观测卫星、高精度温室气体综合探测卫星、陆地生态碳监测卫星、高分辨率多模综合成像卫星、大气环境卫星等卫星系统的光学观测设备的在轨定标，需一定高精度精确的光学设备对大气、地表等光学特性参数进行测量，而在高精度光学测量设备开发、维护中需要方便简洁的装置，用于配合光学设备的对准特定方向位置的静态、动态光源进行跟踪检测、校准、调试，以及光学测量设备在测量的过程，要求精确地跟踪太阳和扫描天空，通过转台的方位轴和俯仰轴的精确运动控制来实现测量动作过程，因此需要一种高精度可靠性的试验转动装置，以用于光学测量设备开发、维护和测量。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种用于太阳光度计的试验转台装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于太阳光度计的试验转台装置，包括底座和立架，二者之间设置有转动组件，所述底座的下端设置有X轴驱动组件，所述X轴驱动组件通过转动组件驱动所述立架沿竖直方向转动，所述立架内设置有承托测量设备的托架，所述立架外设置有Y轴驱动组件，所述Y轴驱动组件驱动所述托架沿水平方向转动。
进一步在于，所述底座呈中空的凸台型结构，其内部设置有驱动控制盒，所述驱动控制盒内部设置有集成驱动控制板，其开口处设置有盖板，所述盖板的外壁设置有通讯口和动力线插座，所述驱动控制盒的外壁设置有X轴驱动航空防水插座和Y轴驱动航空防水插座，所述底座的四个端角均设置有脚杆。
进一步在于，所述转动组件包括线槽托盘以及套设在其内部的回转支撑盘，所述回转支撑盘呈空心花环式结构，其上端与所述立架的底面固连，其外圈的肩胛处紧靠安装有转盘支撑轴承的内圈，所述转盘支撑轴承的外圈套设有轴承座，其上方设置有上压环，其下方设置有下压环，且所述上压环的内侧与所述回转支撑盘之间设置有动密元件一，所述下压环与所述轴承座之间设置有动密元件二。
进一步在于，所述线槽托盘内开设有回转线槽。
进一步在于，所述X轴驱动组件包括传动座一和减速装置一，所述传动座一安装在所述底座的内腔顶面，所述减速装置一套设在所述传动座一的内部，且所述减速装置一延伸出所述传动座一的一端外壁还套设有传动托架一的一端，所述传动托架一的另一端外壁设置有涨紧装置一，所述涨紧装置一内设置有电机一，所述减速装置一的输出轴与所述回转支撑盘的下端套接固定，所述减速装置一的输入轴套接固定有从动轮一，所述电机一的输出端套接固定有主动轮一，所述从动轮一与所述主动轮一之间通过同步带一传动连接，所述X轴驱动组件的外部还套设有下防护罩。
进一步在于，所述立架呈U型结构，其左右两侧分别为左侧板和右侧板,所述托架的两端分别连接有左支撑臂和右支撑臂，三者为一体式结构。
进一步在于，所述左侧板的内壁与所述左支撑臂的外壁相互对应，所述左支撑臂的外壁设置有左支撑轴，所述左支撑轴延伸至所述左侧板内部且其环壁由内至外还依次套设有左支撑轴承和内圈锁紧环，所述左侧板的外壁对应所述左支撑轴的位置设置有外圈压紧装饰盖。
进一步在于，所述右侧板的内壁与所述右支撑臂的外壁相互对应，所述右支撑臂的外壁设置有右支撑轴套，所述右支撑轴套延伸至所述右侧板内部且其环壁由内至外还依次套设有右支撑轴承、轴用卡簧和外圈锁紧环。
进一步在于，所述Y轴驱动组件包括传动座二和减速装置二，所述传动座二安装在所述右侧板外壁，所述减速装置二套设在所述传动座二的内部，且所述减速装置二延伸出所述传动座二的一端外壁还套设有传动托架二的一端，所述传动托架二的另一端外壁设置有涨紧装置二，所述涨紧装置二内设置有电机二，所述减速装置二的输出轴与所述右支撑轴套套接固定，所述减速装置二的输入轴套接固定有从动轮二，所述电机二的输出端套接固定有主动轮二，所述从动轮二与所述主动轮二之间通过同步带二传动连接，所述X轴驱动组件的外部还套设有上防护罩。
进一步在于，所述Y轴驱动组件还连接有线缆的一端，所述线缆的另一端自所述回转线槽穿入并向下延伸至所述驱动控制盒内部。
本发明的有益效果：
本装置整体结构设计集成精简，驱动系统为步进电机带动的高精度，低背隙，大扭矩的减速装置进行传动，传动精度较高，定位精确，整体结构易于组装、检修和维护，且该装置也是二维传动装置，能够实现光学测量设备在户外结合控制系统后，可以对太阳精准跟踪，完成仪器对太阳直射数据的测量，除此之外，还可以实现平面测量和等纬圈测量的单个或全部工作模式，便于光学仪器进行所需数据的观测。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的局部剖视图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是图2中B处的局部放大图；
图5是图2中C处的局部放大图；
图6是本发明的右视图；
图7是图6中D处的局部放大图；
图8是本发明隐藏托架后的俯视图；
图9是本发明的仰视图；
图10是本发明中X轴驱动组件的结构示意图。
图中：1、底座；11、驱动控制盒；12、盖板；13、集成驱动控制板；14、通讯口；15、动力线插座；16、X轴驱动航空防水插座；17、Y轴驱动航空防水插座；18、脚杆；2、立架；21、左侧板；211、左支撑轴承；212、内圈锁紧环；213、外圈压紧装饰盖；22、右侧板；221、右支撑轴承；222、轴用卡簧；223、外圈锁紧环；3、转动组件；31、线槽托盘；311、回转线槽；32、回转支撑盘；33、转盘支撑轴承；34、上压环；35、下压环；36、动密元件一；37、动密元件二；38、轴承座；4、X轴驱动组件；41、传动座一；42、减速装置一；43、传动托架一；44、涨紧装置一；45、电机一；451、挡片一；46、从动轮一；47、主动轮一；48、同步带一；49、下防护罩；5、托架；51、左支撑臂；511、左支撑轴；52、右支撑臂；521、右支撑轴套；6、Y轴驱动组件；61、传动座二；62、减速装置二；63、传动托架二；64、涨紧装置二；65、电机二；651、挡片二；66、从动轮二；67、主动轮二；68、同步带二；69、上防护罩；7、线缆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种用于太阳光度计的试验转台装置，本装置中绝大部分部件都由高强耐腐铝合金材料材质成型，并在表面进行喷塑处理，既美观又增加产品的耐腐性，其中，底座1和立架2均通过铸造一体成型，成型后再进行精加工，立架2呈U型结构，其左右两侧分别为左侧板21和右侧板22,且左侧板21、右侧板22以及圆形底板过渡圆润，一体铸造成型整体造型较为美观。
如图1和图所示，底座1呈中空的凸台型结构，带有一定的拔模角，其内腔留有安装X轴驱动组件4以及驱动控制盒11的空间，使得结构紧凑美观，同时又方便安装和检修。
如图1、图2和图9所示，底座1内腔设置有驱动控制盒11，驱动控制盒11内部设置有集成驱动控制板13，其开口处设置有盖板12，盖板12的外壁设置有通讯口14和动力线插座15，驱动控制盒11的外壁设置有X轴驱动航空防水插座16和Y轴驱动航空防水插座17，且底座1的四个端角均设置有脚杆18，脚杆18的高度可灵活调整。
如图2和图3所示，底座1和立架2之间设置有转动组件3，转动组件3包括线槽托盘31以及套设在其内部的回转支撑盘32，本实施例中，回转支撑盘32呈空心花环式结构，这样的设计减少了传动系统的转动惯量，提高了系统的动态响应和可靠性，且回转支撑盘32的上端设有法兰盘结构，法兰穿过线槽托盘31并与立架2的圆形底板固定连接。
如图3所示，回转支撑盘32外圈的肩胛处紧靠安装有转盘支撑轴承33的内圈，转盘支撑轴承33的外圈套设有轴承座38，其上方设置有上压环34，其下方设置有下压环35，且上压环34的内侧与回转支撑盘32之间设置有动密元件一36，下压环35与轴承座38之间设置有动密元件二37，轴承座38嵌入式引导定心插装固定在底座1的顶面，这样的结构设计让安装精准又方便，同时保证回转支撑盘32的强度和刚度可靠耐用，上压环34和下压环35将转盘支撑轴承33固定在回转支撑盘32和轴承座38之间，而动密元件一36和动密元件二37的设置使该结构防尘又防水，提高了系统的可靠性。
本装置中转盘支撑轴承33有较大的支撑面积，提高了系统的支撑和承载刚度，能同时承载较大的竖直和水平载荷，即有一定的抗倾覆能力，能获得高精度的回转，改变了传统的轴承支撑结构设计，减少了轴承数量，优化、精简了结构，并使性能得到了提高，使用更可靠。
本装置中，X轴驱动组件4和Y轴驱动组件6结构相同但安装位置不同，为描述方便清晰，这里将二者内部的组件分别标记。
如图3和图10所示，底座1的下端设置有X轴驱动组件4，X轴驱动组件4包括传动座一41和减速装置一42，传动座一41安装在底座1的内腔顶面，减速装置一42套设在传动座一41的内部，且减速装置一42延伸出传动座一41的一端外壁还套设有传动托架一43的一端，传动托架一43的另一端外壁设置有涨紧装置一44，涨紧装置一44内设置有电机一45，在固定时，采用螺钉通过传动托架一43的调节孔将电机一45固定在涨紧装置一44上。
减速装置一42的输出轴421与回转支撑盘32的下端套接固定，减速装置一42的输入端设置有从动轮一46，从动轮一46通过顶丝轴向固定在减速装置一42的输入轴上，电机一45的输出端设置有主动轮一47，主动轮一47先通过电机一45输出端的键槽初步固定，然后通过螺钉将挡片一451与主动轮一47固连，最后通过轴向螺钉固定在电机一45的输出端，从动轮一46与主动轮一47之间通过同步带一48传动连接，在安装时，先调整从动轮一46和主动轮一47之间的中心间距，然后套上同步带一48，此后可通过涨紧装置一44调整一定的预紧力，使传动系统在最佳状态下运转工作。
如图9所示，X轴驱动组件4的外部还套设有下防护罩49，提高设备的运行寿命。
本装置中X轴驱动组件4的运转过程为：当控制系统初次上电后，控制系统通过集成驱动控制板13发出驱动脉冲给电机一45，电机一45开始上电运转，其输出端带动主动轮一47转动，从动轮一46在同步带一48的作用下同步旋转，之后与从动轮一46传动连接的高精度谐波减速装置一42开始工作，高精度谐波减速装置一42的输出轴421带动回转支撑盘32旋转，进而带动立架2和光学测量设备转动到所需的水平回转方位处。
如图1和图2所示，立架2内设置有承托测量设备的托架5，托架5的两端分别连接有左支撑臂51和右支撑臂52，三者为一体式结构。
如图2和图4所示，左侧板21的内壁与左支撑臂51的外壁相互对应，此时左侧板21为从动支撑侧，左支撑臂51的外壁设置有左支撑轴511，左支撑轴511延伸至左侧板21内部且其环壁由内至外还依次套设有左支撑轴承211和内圈锁紧环212，左侧板21的外壁对应左支撑轴511的位置设置有外圈压紧装饰盖213，内圈锁紧环212压紧左支撑轴承211防止其晃动，而外圈压紧装饰盖213的设计则起到了功能性固定的作用，既密封防尘，又使整体美观。
如图2和图5所示，右侧板22的内壁与右支撑臂52的外壁相互对应，此时右侧板22为主动支撑侧，右支撑臂52为主动臂，右支撑臂52的外壁设置有右支撑轴套521，右支撑轴套521穿过右支撑臂52通过螺栓连接一体，右支撑轴套521延伸至右侧板22内部且其环壁由内至外还依次套设有右支撑轴承221、轴用卡簧222和外圈锁紧环223，带有轴肩的右支撑轴套521穿过右支撑轴承221，轴用卡簧222卡住内圈，外圈由外圈锁紧环223进行锁紧支撑。
如图1所示，设备测量托架5连接在左支撑臂51和右支撑臂52中间，设备测量托架5是有带有T型滑槽的型材拼装而成，用于固定不同尺寸的光学测量设备，同时方便试验测量安装和拆卸。
如图2、图6和图7所示，右侧板22的外部还设置有Y轴驱动组件6，Y轴驱动组件6包括传动座二61和减速装置二62，传动座二61安装在右侧板22外壁，减速装置二62套设在传动座二61的内部，且减速装置二62延伸出传动座二61的一端外壁还套设有传动托架二63的一端，传动托架二63的另一端外壁设置有涨紧装置二64，涨紧装置二64内设置有电机二65，在固定时，采用螺钉通过传动托架二63的调节孔将电机二65固定在涨紧装置二64上。
减速装置二62的输出轴621与右支撑轴套521套接固定，减速装置二62的输入端设置有从动轮二66，从动轮二66通过顶丝轴向固定在减速装置二62的输入轴上，电机二65的输出端设置有主动轮二67，主动轮二67先通过电机二65输出端的键槽初步固定，然后通过螺钉将挡片二651与主动轮二67固连，最后通过轴向螺钉固定在电机二65的输出端，从动轮二66与主动轮二67之间通过同步带二68传动连接，在安装时，先调整从动轮二66和主动轮二67之间的中心间距，然后套上同步带二68，此后可通过涨紧装置二64调整一定的预紧力，使传动系统在最佳状态下运转工作。
如图1所示，Y轴驱动组件6的外部还套设有上防护罩69，提高设备的运行寿命。
本装置中Y轴驱动组件6的运转过程为：当控制系统初次上电后，控制系统通过集成驱动控制板13发出驱动脉冲给电机二65，电机二65开始上电运转，其输出端带动主动轮二67转动，从动轮二66在同步带二68的作用下同步旋转，之后与从动轮二66传动连接的高精度谐波减速装置二62开始工作，如图5所示，高精度谐波减速装置二62的输出轴621带动右支撑轴套521旋转，进而带动托架5以及固定在托架5上方的光学测量设备转动到所需的俯仰角度。
本装置整体结构设计集成精简，驱动系统为步进电机带动的高精度，低背隙，大扭矩的减速装置进行传动，传动精度较高，定位精确，整体结构易于组装、检修和维护，且该装置也是二维传动装置，能够实现光学测量设备在户外结合控制系统后，可以对太阳精准跟踪，完成仪器对太阳直射数据的测量，除此之外，还可以实现平面测量和等纬圈测量的单个或全部工作模式，便于光学仪器进行所需数据的观测。
如图3和图8所示，线槽托盘31内开设有回转线槽311，如图6所示，Y轴驱动组件6还连接有线缆7的一端，线缆7的另一端自回转线槽311穿入并向下延伸至驱动控制盒11内部，并与集成驱动控制板13相连。
本装置中，在X轴驱动组件4运转的时候，带动的是整个立架2转动，而以往的试验转动装置会出现Y轴驱动组件6的线缆7绕线问题，以及出现刮碰物体的现象，故本试验转动装置在Y轴驱动组件6的线缆7走线做了一个细节处理，让线缆7通过可以回转的回转线槽311保护起来，然后在线槽托盘31内回转，做到了线缆7不外露，进而解决了这个问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于太阳光度计的试验转台装置，其特征在于，包括底座(1)和立架(2)，二者之间设置有转动组件(3)，所述底座(1)的下端设置有X轴驱动组件(4)，所述X轴驱动组件(4)通过转动组件(3)驱动所述立架(2)沿竖直方向转动，所述立架(2)内设置有承托测量设备的托架(5)，所述立架(2)外设置有Y轴驱动组件(6)，所述Y轴驱动组件(6)驱动所述托架(5)沿水平方向转动。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述底座(1)呈中空的凸台型结构，其内部设置有驱动控制盒(11)，所述驱动控制盒(11)内部设置有集成驱动控制板(13)，其开口处设置有盖板(12)，所述盖板(12)的外壁设置有通讯口(14)和动力线插座(15)，所述驱动控制盒(11)的外壁设置有X轴驱动航空防水插座(16)和Y轴驱动航空防水插座(17)，所述底座(1)的四个端角均设置有脚杆(18)。
3.根据权利要求1所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述转动组件(3)包括线槽托盘(31)以及套设在其内部的回转支撑盘(32)，所述回转支撑盘(32)呈空心花环式结构，其上端与所述立架(2)的底面固连，其外圈的肩胛处紧靠安装有转盘支撑轴承(33)的内圈，所述转盘支撑轴承(33)的外圈套设有轴承座(38)，其上方设置有上压环(34)，其下方设置有下压环(35)，且所述上压环(34)的内侧与所述回转支撑盘(32)之间设置有动密元件一(36)，所述下压环(35)与所述轴承座(38)之间设置有动密元件二(37)。
4.根据权利要求3所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述线槽托盘(31)内开设有回转线槽(311)。
5.根据权利要求3所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述X轴驱动组件(4)包括传动座一(41)和减速装置一(42)，所述传动座一(41)安装在所述底座(1)的内腔顶面，所述减速装置一(42)套设在所述传动座一(41)的内部，且所述减速装置一(42)延伸出所述传动座一(41)的一端外壁还套设有传动托架一(43)的一端，所述传动托架一(43)的另一端外壁设置有涨紧装置一(44)，所述涨紧装置一(44)内设置有电机一(45)，所述减速装置一(42)的输出轴(421)与所述回转支撑盘(32)的下端套接固定，所述减速装置一(42)的输入轴套接固定有从动轮一(46)，所述电机一(45)的输出端套接固定有主动轮一(47)，所述从动轮一(46)与所述主动轮一(47)之间通过同步带一(48)传动连接，所述X轴驱动组件(4)的外部还套设有下防护罩(49)。
6.根据权利要求1所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述立架(2)呈U型结构，其左右两侧分别为左侧板(21)和右侧板(22),所述托架(5)的两端分别连接有左支撑臂(51)和右支撑臂(52)，三者为一体式结构。
7.根据权利要求6所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述左侧板(21)的内壁与所述左支撑臂(51)的外壁相互对应，所述左支撑臂(51)的外壁设置有左支撑轴(511)，所述左支撑轴(511)延伸至所述左侧板(21)内部且其环壁由内至外还依次套设有左支撑轴承(211)和内圈锁紧环(212)，所述左侧板(21)的外壁对应所述左支撑轴(511)的位置设置有外圈压紧装饰盖(213)。
8.根据权利要求6所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述右侧板(22)的内壁与所述右支撑臂(52)的外壁相互对应，所述右支撑臂(52)的外壁设置有右支撑轴套(521)，所述右支撑轴套(521)延伸至所述右侧板(22)内部且其环壁由内至外还依次套设有右支撑轴承(221)、轴用卡簧(222)和外圈锁紧环(223)。
9.根据权利要求8所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述Y轴驱动组件(6)包括传动座二(61)和减速装置二(62)，所述传动座二(61)安装在所述右侧板(22)外壁，所述减速装置二(62)套设在所述传动座二(61)的内部，且所述减速装置二(62)延伸出所述传动座二(61)的一端外壁还套设有传动托架二(63)的一端，所述传动托架二(63)的另一端外壁设置有涨紧装置二(64)，所述涨紧装置二(64)内设置有电机二(65)，所述减速装置二(62)的输出轴(621)与所述右支撑轴套(521)套接固定，所述减速装置二(62)的输入轴套接固定有从动轮二(66)，所述电机二(65)的输出端套接固定有主动轮二(67)，所述从动轮二(66)与所述主动轮二(67)之间通过同步带二(68)传动连接，所述X轴驱动组件(4)的外部还套设有上防护罩(69)。
10.根据权利要求4所述的一种用于太阳光度计的试验转台装置,其特征在于，所述Y轴驱动组件(6)还连接有线缆(7)的一端，所述线缆(7)的另一端自所述回转线槽(311)穿入并向下延伸至所述驱动控制盒(11)内部。
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2022
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