CN204834875U - 一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置 - Google Patents

一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置 Download PDF

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窦玉超
王大为
师民祥
李建军
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Abstract

一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，包括平行设置的定平台和动平台，在定平台与动平台之间设有六根运动支链，运动支链通过球头支座与定平台和动平台相联接以组成stewart式六自由度并联结构，所述的运动支链包括套筒，沿套筒的内壁开有两段不连续的螺纹，在套筒一端配装有第一螺杆，在套筒另一端配装有第二螺杆，在第一螺杆和第二螺杆远离套筒的一端都配装有球头，所述的球头通过顶丝预紧固定在第一螺杆和第二螺杆上，采用Stewart型并联机构，通过差动螺纹，在进行精调时，通过同时调整第一螺杆和第二螺杆能够实现天线副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，保证天线工作于最佳状态。

Description

一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置
技术领域
本实用新型属于高精度多姿态副面位调整机构领域，尤其涉及一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置。
背景技术
随着现代电子技术、无线电通信、雷达技术、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射电望远镜，要求其精度越来越高，因此给加工制造、装配调整带来了一定的难度。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。
传统的天线副反射面位姿调整一般都依靠于调整螺杆，简单的螺杆调节一般只能实现两三个自由度的调整，并且调整精度较低，对于一般要求的天线系统，其可以满足使用要求。
但对于精度要求较高的天线系统，尤其是大型射电天线由于副反射面直径大、自重大、所需调整量大、而且需要进行多个自由度的调整，故高精度射电天线的副反射面位姿调整机构需要具备高刚度、结构紧凑、精度高、多个自由度调整等性能，此时传统的主反射面位姿调整装置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副反射面由于制造装配误差以及副面撑腿的变形所引起的副面位姿的偏差，提供一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，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，提高天线设备的信号接收性能。
针对上述问题，本实用新型所采取的技术方案为：
提供了一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，包括stewart式六自由度并联机构主体，该主体包括由六根运动支链相联接的动平台和定平台，其特征在于：所述的运动支链由套筒、第一螺杆、第二螺杆、球头组成，沿套筒的内壁开有两段螺纹，两段螺纹的螺距不相等，第一螺杆的外螺纹与套筒的内壁上开有的其中一段螺纹相配，第二螺杆的外螺纹与套筒的内壁上开有的另一段螺纹相配，第一螺杆和第二螺杆都背向延伸至套筒外，在第一螺杆和第二螺杆远离套筒的一端都配装有球头。
进一步的，在套筒的一端设有环套在第一螺杆上的防止轴向窜动的第一锁紧螺母，在套筒的另一端设有环套在第二螺杆上的防止轴向窜动的第二锁紧螺母。
进一步的，还包括在定平台和动平台表面固定设置的用于与球头相配的球头支座，所述的球头支座包括带有球窝的底座，在底座上表面配装有带有球窝的压盖。
进一步的，还包括调整螺钉，调整螺钉穿过压盖与底座上带有的螺孔相配合。
进一步的，所述的球头通过穿设在定平台和动平台侧壁上的顶丝以顶紧固定。
本实用新型的有益效果为：
该手动六自由度天线副面位姿调整机构采用Stewart型并联机构，结构刚度大、承载能力强、调整精度高、具有较高的可靠性，通过差动螺纹，可以保证在进行粗调时只需调整螺杆一即可，在进行中调时只需调整螺杆二即可，在进行精调时，通过同时调整螺杆一和螺杆二，通过该调整机构能够实现天线副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，保证天线工作于最佳状态。
附图说明
图1是本实用新型手动六自由度副面位姿调整机构的结构示意图；
图2是本实用新型运动支链的结构示意图；
图3是本实用新型球头与球头支座部分结构示意图；
图4是本实用新型套筒的结构示意图；
图中：动平台—1、定平台—2、运动支链—3、套筒—4、第一螺杆—5、第二螺杆—6、球头—7、第一锁紧螺母—8、顶丝—9、第二锁紧螺母—10、底座—11、压盖—12、调整螺钉—13。
下文中所述的P1为与第一螺杆相配合的螺纹的螺距；
下文中所述的P2为与第二螺杆相配合的螺纹的螺距；
下文中所述的L为运动支链所需要的伸缩量；
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行说明：
如图1所示，提供了一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，包括定平台2、动平台1、六个运动运动支链3组成，运动支链3通过球头支座7与定平台和动平台相联接以组成stewart式六自由度并联结构，运动支链3一端通过球面副与定平台2连接，另一端通过球面副4与动平台1连接，所述的球面副由球头7配合球头支座7组成。
如图2、3、4所示，所述的运动支链3包括一套筒4，在套筒4的内径上开有两端不连续的螺纹，该两端螺纹的螺距不一致，其中在套筒4的一端通过内径上的螺纹与第一螺杆5相旋接，其中在套筒4的另一端通过内径上的另一段螺纹与第二螺杆6相旋接，在第一螺杆5和第二螺杆6远离套筒4的一端上都配装有一球头7，两个球头7与第一螺杆5和第二螺杆6和套筒4都同轴，所述的第一螺杆5和第二螺杆6的侧面上都穿入有一顶丝9，顶丝9的一端抵住并预紧固定住对应的球头，在套筒4的一端设有环套在第一螺杆5上的防松防止轴向窜动的第一锁紧螺母8，在套筒4的另一端设有环套在第二螺杆6上的防松防止轴向窜动的第二锁紧螺母10，所述的球头支座7包括带有球窝的底座11，在底座11上表面配装有带有球窝的压盖12，所述的球头7穿过压板与底座11的球窝相配合，还包括调整螺钉13，调整螺钉13穿过压盖12与底座11上带有的螺孔相配合。
本实用新型的工作原理为,根据要求调整天线副反射面的位姿，由计算机计算出六条运动支链3所需要伸长缩短的数值。
粗调时，松开第一锁紧螺母8，转动第一螺杆5，使该运动支链3伸长或缩短，此时需要转动的圈数为L/P1；
中调时，松开锁紧第二锁紧螺母10，转动第二螺杆6，使运动支链3伸长或缩短，此时需要转动的圈数为L/P2；
精调时，需同时松开锁紧第一锁紧螺母8和第二锁紧螺母10，同时转动第一螺杆5和第二螺杆6，此时需要转动的圈数为L/(P1-P2)，然后拧紧锁紧第一锁紧螺母8和拧紧第二锁紧螺母10。
调整完毕后使用游标卡尺测量所改动的运动支链3伸长或缩短的数值是否达到要求，如果达到要求则停止调整，如果未达到要求，则重复上述步骤，直至达到要求为止。
同理，依次调整剩余五条运动支链3直至达到调整副面位姿的效果。

Claims (5)

1.一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，包括stewart式六自由度并联机构主体，该主体包括由六根运动支链(3)相联接的动平台(1)和定平台(2)，其特征在于：所述的运动支链(3)由套筒(4)、第一螺杆(5)、第二螺杆(6)、球头(7)组成，沿套筒(4)的内壁开有两段螺纹，两段螺纹的螺距不相等，第一螺杆(5)的外螺纹与套筒(4)的内壁上开有的其中一段螺纹相配，第二螺杆(6)的外螺纹与套筒(4)的内壁上开有的另一段螺纹相配，第一螺杆(5)和第二螺杆(6)都背向延伸至套筒(4)外，在第一螺杆(5)和第二螺杆(6)远离套筒(4)的一端都配装有球头(7)。
2.根据权利要求1所述的一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，其特征在于：在套筒(4)的一端设有环套在第一螺杆(5)上的防止轴向窜动的第一锁紧螺母(8)，在套筒(4)的另一端设有环套在第二螺杆(6)上的防止轴向窜动的第二锁紧螺母(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，其特征在于：还包括在定平台和动平台表面固定设置的用于与球头(7)相配的球头支座(7)，所述的球头(7)支座包括带有球窝的底座(11)，在底座(11)上表面配装有带有球窝的压盖(12)。
4.根据权利要求3所述的一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，其特征在于：还包括调整螺钉(13)，调整螺钉(13)穿过压盖(12)与底座(11)上带有的螺孔相配合。
5.根据权利要求1所述的一种基于stewart式六自由度并联机构的副面位姿调整装置，其特征在于：所述的球头(7)通过穿设在第一螺杆(5)和第二螺杆(6)侧壁上的顶丝以顶紧固定。
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