一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，包括内载有热变形测量控制与分析软件的控制终端、测量相机和测量相机热真空环境下保护装置，控制终端位于真空罐外，通过运动控制与数据采集线缆与设置于真空罐内的测量相机相连，测量相机通过工装安装在测量相机热真空环境下保护装置内；真空罐内还安装有测量相机二维运动装置、天线面阵和零膨胀微晶玻璃基准尺。本发明专利技术通过一台测量相机在热真空环境下完成二维运动，在不同位置对待测对象进行图像采集，并由相应测量控制与分析软件计算，可以实现热真空环境下天线面阵热变形测量，具有非接触、精度高、自动化程度高的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统
本专利技术涉及测量系统，特别涉及一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统。
技术介绍
目前，随着卫星高精度高分辨指标的不断发展，在卫星研制过程中对天线面阵的型面要求越来越高，而天线面阵在空间真空低温环境下会受冷热交变和温度梯度影响引起型面的热变形，必须解决在天线面阵在真空热试验过程中对热变形的测量问题。在目前的试验方法中，通常采用基于立体视觉的数字摄影测量方式对天线面阵热变形进行测量，但将测量相机在引入真空罐中，必须解决保护、运动、测量精度等关键技术。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，方法新颖，测量系统设计巧妙，保证测量相机在热真空环境完成对天线面阵的热变形测量。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，包括内载有热变形测量控制与分析软件的控制终端、测量相机和测量相机热真空环境下保护装置，所述控制终端位于真空罐外，通过运动控制与数据采集线缆与设置于真空罐内的测量相机相连，所述测量相机通过工装安装在测量相机热真空环境下保护装置内，所述测量相机用于天线面阵图像采集，作为热变形测量计算的原始数据；所述真空罐内还安装有测量相机二维运动装置、天线面阵和零膨胀微晶玻璃基准尺，测量相机热真空环境下保护装置通过工装连接在测量相机二维运动装置上，所述零膨胀微晶玻璃基准尺布置在所述天线面阵一侧。所述测量相机热真空环境下保护装置内部安装步进电机及其传动机构可以实现所述测量相机在所述测量相机热真空环境下保护装置内部实现沿相机光轴正转和反转运动形式，并同时安装限位装置。所述测量相机热真空环境下保护装置内部安装干氮气进气口及喷淋装置，可以通过与专门的干氮气柔性管路与真空罐外的氮气储瓶相连，实现保护装置内部气体的热量置换和温度实时调节。所述测量相机二维运动装置水平面运动导轨采用弧形导轨。所述零膨胀微晶玻璃基准尺的测量标志点采用圆凹孔喷涂反光涂料，在所述零膨胀微晶玻璃基准尺近端点处，加工出直径10mm，深2mm的圆凹孔，在圆凹孔内均匀喷涂反光涂料，得到圆形反光测量标志点。所述测量相机需安装在所述测量相机热真空环境下保护装置内进行常温常压环境下的相机测量参数标定。所述热变形测量控制与分析软件具有所述测量相机运动轨迹的记录功能，所述测量相机在进行某次测量过程时，所述热变形测量控制与分析软件可以记录所述测量相机采集图像位置，根据该记录结果，所述测量相机可以重复该运动轨迹，在相应位置自动进行图像采集。本专利技术具有以下有益效果：通过一台测量相机在热真空环境下完成二维运动，在不同位置对待测对象进行图像采集，并由相应测量控制与分析软件计算，可以实现热真空环境下天线面阵热变形测量，具有非接触、精度高、自动化程度高的性能。解决了测量相机在热真空环境下的保护问题；解决了测量相机在热真空环境下的自标定精度问题；解决了测量相机对天线面阵的交汇角问题；解决了长度基准在热真空环境下的精度问题；解决了热变形试验中遮挡问题。附图说明图1为本专利技术实施例一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统的结构示意图。图中：1-测量相机，2-测量相机热真空环境下保护装置，3-测量相机二维运动装置，4-运动控制与数据采集线缆，5-零膨胀微晶玻璃基准尺，6-控制终端，7-天线面阵，8-干氮气柔性管路，9-氮气储瓶，10-真空罐。具体实施方式以下将结合图1对本专利技术的一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统作进一步的详细描述。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，该系统在测量相机热真空环境下保护装置的保护下，在热真空环境下通过测量相机二维运动装置完成二维运动，实现不同位置对待测对象进行图像采集，同时由固定在真空低温容器内的零膨胀微晶玻璃基准尺提供长度基准，并经过热变形测量控制与分析软件对图像进行计算，完成热变形测量；具体的，包括真空罐10、内载有热变形测量控制与分析软件的控制终端6、测量相机1和测量相机热真空环境下保护装置2，所述控制终端6位于真空罐10外，通过运动控制与数据采集线缆4与设置于真空罐10内的测量相机1相连，所述测量相机1通过工装安装在测量相机热真空环境下保护装置2内，所述真空罐10内还安装有测量相机二维运动装置3、天线面阵7和零膨胀微晶玻璃基准尺5，测量相机热真空环境下保护装置2通过工装连接在测量相机二维运动装置3上，所述零膨胀微晶玻璃基准尺5布置在所述天线面阵7一侧。测量相机通过工装安装在测量相机热真空环境下保护装置内，测量相机热真空环境下保护装置为测量相机提供15℃～30℃的常压环境，同时测量相机热真空环境下保护装置内有步进电机和传动机构保证测量相机可以沿其光轴进行正转和反转，提高了测量相机自标定精度。为避免测量相机热真空环境下保护装置内水蒸气测量过程中发生凝结，影响测量相机成像效果，在测量相机热真空环境下保护装置一端设计了干氮气进气口及喷淋装置，可以通过与专门的干氮气柔性管路与真空罐外的氮气储瓶相连，同时也便于测量过程内部换热。测量相机热真空环境下保护装置通过工装安装在测量相机二维运动装置上，在两个真空无油电机及其传动机构带动下，测量相机热真空环境下保护装置可以沿弧形导轨在水平面内进行曲线运动，同时导轨整体可以在竖直方向上做平移运动，相机可以在弧形导轨构建的弧面内进行不同位置上的图像采集，相比较平面位置下测量，测量相机对天线面阵交汇角更好，同时测量相机可以选择合适进行图像采集，避免试验中加热装置对天线面阵的遮挡。零膨胀微晶玻璃基准尺为测量系统提供了长度基准，为保证测量标志点不发生变形，采用直接在零膨胀微晶玻璃基准尺上加工圆凹孔，并喷涂反光涂料的制作圆形反光测量标志点方法。为保证测量精度，测量相机需安装在测量相机热真空环境下保护装置内进行常温常压环境下的相机测量参数标定。测量相机热真空环境下保护装置的环境参数采集和控制、测量相机二维运动装置的运动控制均由运动控制与数据采集线缆及热变形测量控制与分析软件完成，并且热变形测量控制与分析软件具备测量相机图像处理计算功能。为提高测量系统的自动化和智能化，测量相机在进行某次测量过程时，热变形测量控制与分析软件可以记录测量相机采集图像位置，根据该记录结果，测量相机可以重复该运动轨迹，在相应位置自动进行图像采集。通过以上设计，本专利技术专利技术圆满完成了天线面阵可以进行热真空环境下的热变形测量。本具体实施使用时，所述测量系统在进行热真空环境下测量前，应将测量相机1安装在测量相机热真空环境下保护装置2内，共同进行相机标定，标定结果作为热变形测量控制与分析软件6进行计算时所需的相机参数。标定结束后，若不满足需重新进行标定，若标定精度满足要求，可以进行热真空环境下的测量。一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统布置与安装参看图1，热变形测量控制与分析软件6位于真空罐10外，通过运动控制与数据采集线缆4与设置于真空罐10内的测量相机1，测量相机热真空环境下保护装置2，测量相机二维运动装置3相连，其中测量相机1通过工装连接在测量相机热真空环境下保护装置2内，测量相机热真空环境下保护装置2通过工装连接在测量相机二维运动装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，包括内载有热变形测量控制与分析软件的控制终端、测量相机和测量相机热真空环境下保护装置，其特征在于，所述控制终端位于真空罐外，通过运动控制与数据采集线缆与设置于真空罐内的测量相机相连，所述测量相机通过工装安装在测量相机热真空环境下保护装置内，所述测量相机用于天线面阵图像采集，作为热变形测量计算的原始数据；所述真空罐内还安装有测量相机二维运动装置、天线面阵和零膨胀微晶玻璃基准尺，测量相机热真空环境下保护装置通过工装连接在测量相机二维运动装置上，所述零膨胀微晶玻璃基准尺布置在所述天线面阵一侧。

【技术特征摘要】
1.一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，包括内载有热变形测量控制与分析软件的控制终端、测量相机和测量相机热真空环境下保护装置，其特征在于，所述控制终端位于真空罐外，通过运动控制与数据采集线缆与设置于真空罐内的测量相机相连，所述测量相机通过工装安装在测量相机热真空环境下保护装置内，所述测量相机用于天线面阵图像采集，作为热变形测量计算的原始数据；所述真空罐内还安装有测量相机二维运动装置、天线面阵和零膨胀微晶玻璃基准尺，测量相机热真空环境下保护装置通过工装连接在测量相机二维运动装置上，所述零膨胀微晶玻璃基准尺布置在所述天线面阵一侧。2.根据权利要求1所述的一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，其特征在于，所述测量相机热真空环境下保护装置内部安装步进电机及其传动机构可以实现所述测量相机在所述测量相机热真空环境下保护装置内部实现沿相机光轴正转和反转运动形式，并同时安装限位装置。3.根据权利要求1所述的一种热真空环境下的天线面阵热变形非接触测量系统，其特征在于，所述测量相机热真空环境下保护装置内部安装干氮气进气口及喷淋装置，可以通过与专门的干氮气柔性管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钰，艾卓，张世一，王根源，刘瑞芳，孙永雪，
申请(专利权)人：上海卫星装备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31