CN203415684U - 一种大型天线主反射面的位姿调整机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大型天线主反射面的位姿调整机构，它将天线主反射面作为位姿调整机构的负载。大型天线主反射面的位姿调整机构是一种按照特定的安装方式实现主天线面的固定支撑并通过伸缩运动实现单自由度平动的主动调整机构，主要包括滚珠丝杠、箱体组合、套筒组合、滑块组合和蜗轮蜗杆等部分。其优点是结构刚度大、承载能力强、响应速度快、具有很高的传动精度和可靠性，通过借助蜗轮蜗杆的自锁特性来避免滚珠丝杠副的逆转，用以保证主反射面调整工作的稳定，能够实现天线主反射面的位姿调整和精度控制，补偿因重力变形和安装误差等因素导致的天线性能和指向的变化。

Description

一种大型天线主反射面的位姿调整机构

技术领域

本实用新型涉及一种大型天线主反射面的位姿调整机构，尤其适用于具有主动球反射面的大型射电望远镜天线中主反射面单自由度平动调整方面的技术领域。 

背景技术

随着现在电子技术、无线电通信、计算机技术的迅猛发展。射电天文技术方法得到长足的进步。作为射电天文主要探测工具的大型射电望远镜，依靠大接收面积、高方向性的天线，了解有关天体的物理特性等。大型天线由于受重力变形及安装误差的影响，主反射面的位置和姿态安装精度存在一定的误差，从而影响了天线的接收性能。 

传统的天线主反射面位姿调整机构常用有手动调整机构和电动调整机构两种，手动调整多为调整螺杆，电动调整机构多为在调整螺杆的基础上增加小型驱动电机实现。由于传动天线的主反射面分块数量有限，且变形较小，需要调整机构的调整量也小，因此，传动的调整机构即可以满足使用要求。 

大型射电天线由于主反射面直径大、自重大、调整量大、且需多数主反射面板可实现同时调整等要求，故大型射电天线的主反射面位姿调整机构需要具备高刚度、结构紧凑、精度高、可实现同步调整、调整范围相对较大等性能，此时传统的主反射面位姿调整机构已不能满足使用要求。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服主反射面不可动的大型天线的主反射面位姿 调整和误差补偿方面的缺陷，提供一种在天线工作状态时主反射面位姿的调整机构，以补偿因重力变形和安装误差等因素导致的天线性能的变化和指向偏差，使其具有高的指向精度、环境适应性以及长期工作的可靠性，提高大型天线设备的信号接收性能。 

本实用新型所采取的技术方案为：一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：包括吊环1、箱体组合3、滚珠丝杠7、套筒组合8和滑块组合9，吊环1配装在滚珠丝杠7的一端，滚珠丝杠7穿过箱体组合3位于套筒组合8内的另一端端部配装有滑块组合9；套筒组合8的一端为固定端，套筒组合8的另一端固装在箱体组合3上；在套筒组合8的对称两面的中心处分别沿其长度方向加工有导向槽，滑块组合9与套筒组合8中的导向槽共同实现导向；箱体组合3内设置有滚珠丝杠7的旋转驱动机构。 

所述的旋转驱动机构包括蜗杆4、蜗轮13、第一圆锥滚子轴承14、第二圆锥滚子轴承22和平键24；套装在滚珠丝杠7上的丝杠螺母5两端通过第一圆锥滚子轴承14与箱体组合3实现配装和固定；蜗轮13套装在丝杠螺母5上，两者的连接通过平键24实现固定配合；蜗杆4安装在箱体组合3内部，两端通过第二圆锥滚子轴承22与箱体组合3进行配装。 

套筒组合8两端分别安装有限位开关17，与滑块组合9共同作用实现位姿调整机构的调整行程控制；套筒组合8的中间处安装有零位开关16，与滑块组合9共同作用实现单回程内的误差消除。 

在滚珠丝杠7的配装吊环1的一端安装有防护套2。 

本实用新型的有益效果：该大型天线主反射面的位姿调整机构采用的的滚珠丝杠副传动机构，结构刚度大、承载能力强、响应速度快、具有很高的传动 精度和可靠性，通过借助蜗轮蜗杆的自锁特性来避免滚珠丝杠副的逆转，用以保证主反射面调整工作的稳定，能够实现天线主反射面的位姿调整和精度控制，补偿因重力变形和安装误差等因素导致的天线性能和指向的变化，并能适应多频段馈源工作的要求，全天候保证天线工作于最佳状态。 

附图说明

图1是本实用新型主反射面位姿调整机构的结构示意图； 

图2是图1的俯视图； 

图3本实用新型箱体组合的结构示意图； 

图4是本实用新型套筒组合的结构示意图； 

图5是图4的俯视图； 

图6是本实用新型滑块组合的结构示意图； 

图7是图6的左视图。 

图中：1.吊环，2.防护套，3.箱体组合，4.蜗杆，5.丝杠螺母，6.滑块保护罩，7.滚珠丝杠，8.套筒组合，9.滑块组合，10.驱动罩，11.驱动单元，12.保护罩，13.蜗轮，14.第一圆锥滚子轴承，15.走线管，16.零位开关，17.限位开关，18.轴承端盖，19.法兰，20.套筒，21.驱动器，22.第二圆锥滚子轴承，23.轴承端盖，24.平键，25.开关支架，26.箱体盖板，27.驱动法兰，28.箱体，29.法兰盘，30.法兰盘，31.连接法兰，32.方形套筒，33.底座，34.滑套，35.导向键，36.限位块。 

具体实施方式

如下是本实用新型公开的一个实施例，参照附图1至图4，本实施例中的大型天线主反射面的位姿调整机构是一种按照特定的安装方式实现主天线面的固定支撑并通过伸缩运动实现单自由度平动的主动调整机构。 

所述的大型天线主反射面的位姿调整机构由吊环1、防护套2、箱体组合3、蜗杆4、丝杠螺母5、滑块保护罩6、滚珠丝杠7、套筒组合8、滑块组合9、驱动罩10、驱动单元11、保护罩12、蜗轮13、第一圆锥滚子轴承14、走线管15、零位开关16、限位开关17、轴承端盖18、法兰19、套筒20、驱动器21、第二圆锥滚子轴承22、轴承端盖23、平键24、开关支架25、箱体盖板26和驱动法兰27构成。其中滚珠丝杠7一端通过吊环1与天线主反射面相连接，另一端通过套筒组合8与地基相固连。滚珠丝杠7与丝杠螺母5组成传动副，实现主动调整机构的单自由度伸缩运动。丝杠螺母5与箱体组合3相连接；滚珠丝杠7上安装滑块组合9。 

其中：套筒组合8一端与通过标准件与地基固连，另一端通过法兰19与箱体组合3实现螺栓连接；套筒组合8上分别开有导向槽的两侧分别安装有滑块保护罩6，实现滚珠丝杠的防尘防水保护；套筒组合8的另一侧依次安装有三个开关支架25，位于中间的开关支架25上安装有零位开关16，位于两端的开关支架25上安装有限位开关17，开关支架25上的开关安装接口采用长圆孔设计，方便实现零位开关16和限位开关17的位置调整；套筒组合8上安装开关支架25的同一侧安装有保护罩12实现对零位开关16和限位开关17的保护功能。 

其中：箱体组合3一端通过轴承端盖18与防护套2连接，另一端通过法兰19与套筒组合8采用螺栓连接；法兰盘28和法兰盘29内侧处分别安装第一圆锥滚子轴承14，成对安装的第一圆锥滚子轴承14内侧安装有丝杠螺母5，第一圆锥滚子轴承14通过轴承端盖18、套筒20、法兰19和丝杠螺母5的轴肩实现轴向定位和安装固定；箱体组合3的另外对称两侧分别加工有同轴圆孔，内侧安装蜗杆4，蜗杆4两侧成对安装有第二圆锥滚子轴承22，第二圆锥滚子轴承22通过轴承端盖23、驱动法兰27和蜗杆4的轴肩实现轴向定位和固定安装； 蜗杆4一侧通过驱动法兰27与驱动单元11连接，蜗杆4与蜗轮13组成运动副实现运动传递，借助其自锁特性来避免发生逆转，保证运动的可靠性；箱体组合3安装驱动单元11一侧同时安装有驱动器21和驱动罩10，走线管15实现保护罩12和驱动罩10之间的走线；蜗轮13通过平键24与丝杠螺母5实现无间隙连接，以保证足够的运动精度。 

其中：滑块组合9中滑套34中心加工有螺纹孔，用于与滚珠丝杠7相连接，在滑套34的侧面加工有两个辅助螺纹孔，用于安装顶丝防止箱体组合3与滚珠丝杠7之间发生相对运动；滑套34的对称两个分别安装导向键35，以实现高精度导向，确保旋转与直线运动转化的可靠、顺畅、无迟滞。滑套34的另一个安装有限位块36，限位块36与限位开关17的相互作用实现对滚珠丝杠7行程的控制，限位块36与零位开关16的相互作用消除单回程内滚珠丝杠7的运动误差。 

本实用新型的工作原理是根据要求调整天线主反射面的位姿，由驱动器21接收信号，发出指令，驱动主动调整机构的驱动单元11转动,驱动单元11转动后带动蜗杆4转动，蜗杆4带动蜗轮13转动，蜗轮13通过平键24带动丝杠螺母5转动，丝杠螺母5带动滚珠丝杠7的运动，导向键35与套筒组合8两侧的导向槽的配合，使得丝杠螺母5的旋转运动转换为滚珠丝杠7的直线运动，由限位开关17的相对位置限定滚珠丝杠7的移动位移量，调整天线主反射面的位姿，直至满足所要求的位姿以后，指令停止，主动调整机构停止运动，此时天线主反射面的位姿满足要求。 

Claims (4)

1.一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：包括吊环（1）、箱体组合（3）、滚珠丝杠（7）、套筒组合（8）和滑块组合（9），吊环（1）配装在滚珠丝杠（7）的一端，滚珠丝杠（7）穿过箱体组合（3）位于套筒组合（8）内的另一端端部配装有滑块组合（9）；套筒组合（8）的一端为固定端，套筒组合（8）的另一端固装在箱体组合（3）上；在套筒组合（8）的对称两面的中心处分别沿其长度方向加工有导向槽，滑块组合（9）与套筒组合（8）中的导向槽共同实现导向；箱体组合（3）内设置有滚珠丝杠（7）的旋转驱动机构。 

2.根据权利要求1所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：所述的旋转驱动机构包括蜗杆（4）、蜗轮（13）、第一圆锥滚子轴承（14）、第二圆锥滚子轴承（22）和平键（24）；套装在滚珠丝杠（7）上的丝杠螺母（5）两端通过第一圆锥滚子轴承（14）与箱体组合（3）实现配装和固定；蜗轮（13）套装在丝杠螺母（5）上，两者的连接通过平键（24）实现固定配合；蜗杆（4）安装在箱体组合（3）内部，两端通过第二圆锥滚子轴承（22）与箱体组合（3）进行配装。 

3.根据权利要求1所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：套筒组合（8）两端分别安装有限位开关（17），与滑块组合（9）共同作用实现位姿调整机构的调整行程控制；套筒组合（8）的中间处安装有零位开关（16），与滑块组合（9）共同作用实现单回程内的误差消除。 

4.根据权利要求1所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：在滚珠丝杠（7）的配装吊环（1）的一端安装有防护套（2）。 

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