CN206974658U - 一种高低温摄影测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于航天设备地面试验技术领域，具体涉及一种用于可展开式天线的高低温摄影测量系统。该高低温摄影测量系统包括试验舱、支撑系统、控制系统和扫描拍摄系统；支撑系统包括平台网架，平台网架由多根支撑柱进行支撑，扫描拍摄系统设置在平台网架的下部；扫描拍摄系统用于对待测天线进行扫描，获取图像和测量数据，并实时传输给控制系统；控制系统用于对扫描拍摄系统传输的图像和测量数据进行实时采集、数据处理及存储。本实用新型可对大口径天线做‑100℃～+80℃的高低温测试，可以对图像和测量数据进行实时采集、数据处理及存储；支撑系统稳定性好，结构简单，搭建难度低。
Description
技术领域
本实用新型属于航天设备地面试验技术领域，具体涉及一种用于可展开式天线的高低温摄影测量系统。
背景技术
随着空间通信技术的发展和对深空探测的需求，天线直径越来越大，由于卫星的携带能力和携带空间的限制，星载可展开天线应运而生。一般星载可展天线都具有收拢态、从收拢态到展开态的中间的过渡状态、保持锁定为工作状态的展开态三种状态，但由于复杂的太空环境，一般仿真结果难以达到令人信服的展开天线的高可靠性的要求。一旦在太空中展开失败，代价将非常巨大。因此，大型星载展开天线的展开特性，需由地面试验来进行验证。
地面环境与太空环境差异非常大，特别是是温度环境。某航天器携带的一种可展开式天线，要求能在-100℃～+80℃正常工作，因此需研制一种高低温摄影测量系统对其在高低温变化时的性能进行测试。高低温摄影测量系统要解决的问题如下：1)温差较大，整个测试操作人员不能进入试验室，试验室要有隔温性能；2)天线展开后直径较大，必须有大型悬吊天线的支撑物；3)测试的连续性，整个测试过程不能中断，测试数据要实时传输；4)测量仪器尽可能保持稳定，以此保证测量数据的精确性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高低温摄影测量系统，该高低温摄影测量系统可通过控制终端对试验舱内的温度进行调节，并能测量数据进行实时采集、数据处理及存储；支撑系统稳定性好；扫描拍摄系统能够全面覆盖整个被测试天线，且在试验过程中可实现测试数据实时传输。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种高低温摄影测量系统，包括试验舱，其特殊之处在于，所述试验舱为一密封舱，并有隔温层；还包括支撑系统、控制系统和扫描拍摄系统；支撑系统和扫描拍摄系统设置在试验舱内，控制系统设置在试验舱外；
所述支撑系统用于悬吊待测天线，包括平台网架，所述平台网架由多根支撑柱进行支撑，所述扫描拍摄系统设置在平台网架的下部；
所述扫描拍摄系统用于对待测天线进行扫描，获取图像和测量数据，并实时传输给控制系统；
所述控制系统用于对扫描拍摄系统传输的图像和测量数据进行实时采集、数据处理及存储。
进一步地，上述扫描拍摄系统包括测量相机和扫描运动机构；扫描运动机构包含固定导轨，滑车组合和动力机构；固定导轨设置在平台网架底面的中央，滑车组合可在固定导轨上移动，测量相机设置在滑车组合上，动力机构为滑车组合提供动力。
进一步地，上述固定导轨为圆形导轨，其横截面为工字型。
进一步地，上述滑车组合包括底座和滑车；所述滑车的数量为两个，安装在底座上；底座上还设置有立柱，立柱上端设有固定环；
滑车包括U形支架，U形支架两翼内壁的上部设有对称的支撑导轮，U形支架底边内表面上设有两个辅助保持滚轮，两个辅助保持滚轮分别与两翼的支撑导轮相对应。
进一步地，上述U形支架底边内表面上设有立杆，立杆上套设有套座，套座可沿立杆上下移动，辅助保持滚轮设置在套座上，立杆上还套设有保持弹簧，保持弹簧的一端与U形支架底边内表面接触，另一端与套座接触，保持弹簧将套座顶起。
进一步地，上述支撑导轮和辅助保持滚轮的表面均设有橡胶层，可以降噪防振。
进一步地，上述动力机构包括电机舱、伺服电机和缆绳；
电机舱为一密封舱，固定在平台网架的下部并靠近固定导轨，电机舱的外表面包裹有保温层，电机舱底部设有温控气出入口，温控气对电机舱的温度进行调节，控制系统控制温控气进出电机舱；
伺服电机设置在电机舱内，伺服电机的驱动轴伸出电机舱的上表面；
电机舱的上部设有超越离合器卷线轮和两个导向轮，固定导轨外侧的中部均匀设置有多个过线轮；动力机构的数量为两个，分别为左动力机构和右动力机构；
缆绳通过过线轮绕在固定导轨上，缆绳的两端经过导向轮后，分别卷绕在两个动力机构的超越离合器卷线轮上。
进一步地，所述两个导向轮之间还设有张紧轮，通过张紧轮绷紧缆绳。
进一步地，上述平台网架和支撑柱均由多个桁架单元组成。
进一步地，上述固定导轨与支撑系统均采用不锈钢304材质，使高低温环境下材料膨胀系数保持一致。
本实用新型相比现有技术的优点：
1、本实用新型可对大口径天线做-100℃～+80℃的高低温测试，测试数据在试验过程能够实时传输，无需人工进入试验舱提取试验数据。
2、控制系统可以对测量相机的图像和测量数据进行实时采集、数据处理及存储。
3、本实用新型的支撑系统稳定性好，结构简单，搭建难度低。
4、待测天线口径较大，要实现精确的面型测量，测量相机视场无法覆盖整个天线，必须通过测量相机视场扫描拼接的方法实现大口径天线面型的测量；扫描运动机构转动一圈即可实现一次面型数据的测量。
5、本实用新型控制系统可以对电机舱的温度进行智能化控制，隔离试验舱环境温度变化对伺服电机的影响，保证伺服电机工作在最佳工作温度下工作。
6、滑车组合在固定导轨上的安装为下挂式，两个支撑导轮卡在工字型固定导轨内侧的下表面，两个辅助保持滚轮在保持弹簧的作用下从下向上顶住工字型固定导轨底部，这样就形成两组导轮抱紧工字型固定导轨的下横梁，即使在高低温环境下，也可以保持支撑导轮与导轨的良好接触，有效防止滑车组合在运动过程中发生翻车现象。把两组滑车的U形支架用底座固连，就可以保证滑车组合在滑动过程中始终保持水平状态，从而保证测量相机的平稳性。
7、左动力机构和右动力机构的驱动电机进行卷线，收线相互配合，实现测量相机的圆周扫描拍摄任务。在运动过程中，为了防止缆绳因为左右两个伺服电机的的配合上出现长度偏差，设计了张紧轮，使缆绳在运动和静止状态下都能保值在导向轮上绷紧。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体结构主视图；
图2是本实用新型实施例的实验舱内的俯视图；
图3是本实用新型实施例的支撑系统和扫描拍摄系统的结构示意图；
图4是本实用新型实施例的扫描拍摄系统的立体图；
图5是本实用新型实施例的扫描运动机构立体图；
图6是本实用新型实施例的滑车安装于固定导轨的立体图；
图7是本实用新型实施例的滑车组合的结构图；
图8是本实用新型实施例的桁架单元结构示意图；
图9是本实用新型实施例的动力机构剖视图；
图10是本实用新型实施例桁架单元中连接球体及部分连接杆的结构示意图。
其中：1-试验舱；2-支撑系统；201-平台网架；202-支撑柱；203-连接球体；204-连接杆；3-控制系统；4-扫描拍摄系统；401-测量相机；402-固定导轨；403-滑车组合；4031-底座；4032-滑车；4033-立柱；4034-固定环；4035-U形支架；4036-支撑导轮；4037-辅助保持滚轮；4038-立杆；4039-套座；40310-保持弹簧；4041-电机舱；4042-伺服电机；4043-缆绳；4044-超越离合器卷线轮；4045-导向轮；4046-过线轮；4047-张紧轮；4048-温控气出入口；5-待测天线。
具体实施方式
下面结合附图及给出的实施例对本实用新型进行详述：
参见图1和图2，一种高低温摄影测量系统，包括试验舱1、支撑系统2、控制系统3和扫描拍摄系统4。支撑系统2和扫描拍摄系统4设置在试验舱1内，控制系统3设置在试验舱1外。
试验舱1为一密封舱，并有隔温层。
扫描拍摄系统4用于对待测天线5进行扫描，获取图像和测量数据，并实时传输给控制系统3。控制系统3用于对扫描拍摄系统4传输的图像和测量数据进行实时采集、数据处理及存储。
参见图3，支撑系统2包括平台网架201，平台网架201由多根支撑柱202进行支撑，扫描拍摄系统4设置在平台网架201的下部。平台网架201和支撑柱202均由多个桁架单元组成。
参见图4和图5扫描拍摄系统4包括测量相机401和扫描运动机构；扫描运动机构包含固定导轨402，滑车组合403和动力机构。固定导轨402为圆形导轨，横截面为工字型。
固定导轨402设置在平台网架201底面的中央，滑车组合403可在固定导轨402上移动，测量相机401设置在滑车组合403上，动力机构为滑车组合403提供动力。
参见图6和图7，滑车组合403包括底座4031和滑车4032；滑车4032的数量为两个，安装在底座4031上；底座4031上还设置有立柱4033，立柱4033上端设有固定环4034。滑车组合403通过固定环4034与缆绳4043连接。
滑车4032包括U形支架4035，U形支架4035两翼内壁的上部设有对称的支撑导轮4036，U形支架4035底边内表面上设有两个辅助保持滚轮4037，两个辅助保持滚轮4037分别与两个支撑导轮4036相对应。U形支架4035底边内表面上设有立杆4038，立杆4038上套设有套座4039，套座4039可沿立杆4038上下移动，辅助保持滚轮4037设置在套座4039上，立杆4038上还套设有保持弹簧40310，保持弹簧40310的一端与U形支架4035底边内表面接触，另一端与套座4039接触。
支撑导轮4036和辅助保持滚轮4037的表面均设有橡胶层，起到减振和降噪作用。
滑车4032在固定导轨402上的安装为下挂式，两个支撑导轮4036卡在工字型固定导轨402内侧下表面，两个辅助保持滚轮4037在保持弹簧40310的作用下从下向上顶住工字型固定导轨402底部，这样就形成两组导轮抱紧工字型固定导轨402的下横梁，即使在高低温环境下，也可以保持支撑导轮4036与固定导轨402的良好接触，有效防止滑车4032在运动过程中发生翻车现象。
滑车4032在固定导轨402上滑动时，两组导轮的剖切面垂直与固定导轨402截面，滑车就有较好的滑动性能，但是，不能保证滑车4032始终保持水平状态，造成测量相机401不稳定。因此，把两组滑车4032用底座4031固连，就可以保证测量相机401在滑车4032滑动过程中始终保持水平状态。
参见图8，动力机构包括电机舱4041、伺服电机4042和缆绳4043。
电机舱4041为一密封舱，固定在平台网架201的下部并靠近固定导轨402，电机舱4041的外表面包裹有保温层，电机舱4041底部设有温控气出入口，温控气对电机舱4041的温度进行调节，控制系统3控制温控气进出电机舱4041。
伺服电机4042设置在电机舱4041内，伺服电机4042的驱动轴伸出电机舱4041的上表面。
电机舱4041的上部设有超越离合器卷线轮4044和两个导向轮4045，固定导轨402外侧的中部均匀设置有多个过线轮4046；动力机构的数量为两个，分别为左动力机构和右动力机构。
缆绳4043通过过线轮4046绕在固定导轨402上，缆绳4043的两端经过导向轮4045后，分别卷绕在两个动力机构的超越离合器卷线轮4044上。两个导向轮4045之间还设有张紧轮4047，张紧轮4047用于绷紧缆绳4043。
参见图9和图10，桁架单元由八个连接球体203和至少十二根连接杆204组成；连接球体203上设置有正向螺孔和斜向螺孔；正向螺孔最多包括上、下、左、右、前、后向螺孔；斜向螺孔包括水平斜向、垂直斜向、斜下方向、斜上方向的一个或多个螺孔。连接杆204的两端设置有与连接球体203螺孔相匹配的螺纹；八个连接球体203通过至少十二根连接杆204固连为长方体结构，其中正方体结构为最佳。
固定导轨402与支撑系统2均采用304不锈钢材质，使高低温环境下材料膨胀系数保持一致。固定导轨选用10#标准截面工字钢。
高低温摄影测量系统的工作原理是：试验舱1内的温度在-100℃～+80℃之间变化。控制系统3发出测量指令后，动力机构开始转动，左动力机构和右动力机构通过两个伺服电机4042缆绳4043驱动安装测量相机401的滑车组合403沿固定导轨402做圆周运动。测量相机401开始进行拍摄测量，转过360度后，动力机构停止，此时系统完成一次测量数据的采集过程。控制系统3在测量过程中，实时监测试验舱1内的环境温度、电机舱4041的温度，如果电机舱4041的温度超出伺服电机4042的工作温度，控制系统3将发出指令，温控气从温控气进出电机舱4041进行温度调节；在一次数据采集完成后，控制系统3计算出待测天线5的面型数据。如果要监测随温度变化的面型数据，则需要进行多次基于温度的面型参数，最终计算得出待测天线5面型随温度的变化特征。
测量相机401在扫描运动过程中，左动力机构的伺服电机驱动超越离合器卷线轮收线；此时右动力机构超越离合器卷线轮内的超越离合器发生作用，根据左动力机构的伺服电机收线的力矩大于右动力机构的超越离合器卷线轮中的超越离合器的反向保持力矩时，右动力机构的卷线轮放线，测量相机实现0～360°的绕待测天线5垂轴拍摄运动；到终点后，右驱动电机收线，左驱动电机放线，过程同上，测量相机实现360°～0°的拍摄运动。
左动力机构和右动力机构的卷线、收线相互配合，实现测量相机401的圆周扫描拍摄任务。在运动过程中，为了防止缆绳4043因为两个伺服电机4042的的配合上出现长度偏差，设计了张紧轮4047，使缆绳4043在运动和静止状态下都能保持在向轮4045上绷紧。
Claims (10)
1.一种高低温摄影测量系统，包括试验舱(1)，其特征在于，所述试验舱(1)为一密封舱，并有隔温层；
还包括支撑系统(2)、控制系统(3)和扫描拍摄系统(4)；支撑系统(2)和扫描拍摄系统(4)设置在试验舱(1)内，控制系统(3)设置在试验舱(1)外；
所述支撑系统(2)用于悬吊待测天线(5)，包括平台网架(201)，所述平台网架(201)由多根支撑柱(202)进行支撑，所述扫描拍摄系统(4)设置在平台网架(201)的下部；
所述扫描拍摄系统(4)用于对待测天线(5)进行扫描，获取图像和测量数据，并实时传输给控制系统(3)；
所述控制系统(3)用于对扫描拍摄系统(4)传输的图像和测量数据进行实时采集、数据处理及存储。
2.根据权利要求1所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述扫描拍摄系统(4)包括测量相机(401)和扫描运动机构；
所述扫描运动机构包含固定导轨(402)，滑车组合(403)和动力机构；
所述固定导轨(402)设置在平台网架(201)底面的中央，滑车组合(403)可在固定导轨(402)上移动，测量相机(401)设置在滑车组合(403)上，动力机构为滑车组合(403)提供动力。
3.根据权利要求2所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述固定导轨(402)为圆形导轨，其横截面为工字型。
4.根据权利要求3所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述滑车组合(403)包括底座(4031)和滑车(4032)；所述滑车(4032)的数量为两个，安装在底座(4031)上；底座(4031)上还设置有立柱(4033)，立柱(4033)上端设有固定环(4034)；
所述滑车(4032)包括U形支架(4035)，U形支架(4035)两翼内壁的上部设有对称的支撑导轮(4036)，U形支架(4035)底边内表面上设有两个辅助保持滚轮(4037)，两个辅助保持滚轮(4037)分别与两个支撑导轮(4036)相对应。
5.根据权利要求4所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述U形支架(4035)底边内表面上设有立杆(4038)，立杆(4038)上套设有套座(4039)，套座(4039)可沿立杆(4038)上下移动，辅助保持滚轮(4037)设置在套座(4039)上，立杆(4038)上还套设有保持弹簧(40310)，保持弹簧(40310)的一端与U形支架(4035)底边内表面接触，另一端与套座(4039)接触。
6.根据权利要求5所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述支撑导轮(4036)和辅助保持滚轮(4037)的表面均设有橡胶层。
7.根据权利要求6所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述动力机构包括电机舱(4041)、伺服电机(4042)和缆绳(4043)；
所述电机舱(4041)为一密封舱，固定在平台网架(201)的下部并靠近固定导轨(402)，电机舱(4041)的外表面包裹有保温层，电机舱(4041)底部设有温控气出入口(4048)；
所述伺服电机(4042)设置在电机舱(4041)内，伺服电机(4042)的驱动轴伸出电机舱(4041)的上表面；
所述电机舱(4041)的上部设有超越离合器卷线轮(4044)和两个导向轮(4045)，固定导轨(402)外侧的中部均匀设置有多个过线轮(4046)；动力机构的数量为两个，分别为左动力机构和右动力机构；
所述缆绳(4043)通过过线轮(4046)绕在固定导轨(402)上，缆绳(4043)的两端经过导向轮(4045)后，分别卷绕在两个动力机构的超越离合器卷线轮(4044)上。
8.根据权利要求7所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述两个导向轮(4045)之间还设有张紧轮(4047)。
9.根据权利要求8所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述平台网架(201)和支撑柱(202)均由多个桁架单元组成。
10.根据权利要求9所述的一种高低温摄影测量系统，其特征在于：所述固定导轨(402)与支撑系统(2)均采用304不锈钢材质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720749767.3U CN206974658U (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 一种高低温摄影测量系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720749767.3U CN206974658U (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 一种高低温摄影测量系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN206974658U true CN206974658U (zh) | 2018-02-06 |
Family
ID=61409185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720749767.3U Active CN206974658U (zh) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 一种高低温摄影测量系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN206974658U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110645962A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-03 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种圆弧导轨式单相机测量系统及其测量方法 |
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2017
- 2017-06-26 CN CN201720749767.3U patent/CN206974658U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110645962A (zh) * | 2019-10-08 | 2020-01-03 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种圆弧导轨式单相机测量系统及其测量方法 |
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