一种大型紧缩场扫描架系统及对该扫描架系统空间几何量的调整方法技术方案

本发明专利技术涉及一种大型紧缩场扫描架系统，它包括激光平面准直仪、高精度平台和大型紧缩场扫描架；一种大型紧缩场扫描架系统空间几何量的调整方法，其步骤如下：步骤一、调整高精度平台至水平；步骤二、测量得到标尺的位置线与理论参考线的夹角；步骤三、调整标尺位置线与理论参考线重合；步骤四、产生参考激光平面；步骤五、使光学接收靶标可以接收到激光平面发生器发射出的激光信号；步骤六、设置直线运动模块达到要求的水平度；步骤七、测量得到直线运动模块的位置线与理论参考线的夹角；步骤八、使得直线运动模块的位置线与理论参考线重合；步骤九、调整光学接收靶标处于参考激光平面内；本发明专利技术可以保证扫描平面具有很高的平面度精度，为紧缩场静区测量提供关键技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种大型紧缩场扫描架系统及对该扫描架系统空间几何量的调整方法
本专利技术涉及一种平面度测量设备和对该设备空间几何量的调整方法，尤其涉及一种大型紧缩场扫描架及对该扫描架空间几何量的调整方法。
技术介绍
大型紧缩场扫描架测试系统主要用于控制检测探头的接收位置和姿态，对紧缩场测试区准平面波场的幅度和相位进行测试，完成各种紧缩场静区性能校准检测工作，是紧缩场最终性能指标检测和评定的关键设备；大型紧缩场测试扫描架作为一种复杂、大型、高精度、多功能的专用测试设备，其核心技术是复杂系统的创意和综合设计技术，这也是我国机械工程重点优先发展的核心技术之一；此类扫描架复杂、大型、高精度、多功能的特点使得它不同于日常所用的桌面高精度设备，具有以下一些技术难点：1、扫描架末端一般用来安装测试天线，最常用的功能是带动天线旋转扫描形成扫描平面，并在此过程中进行测试；为了保证测试结果，我们往往希望扫描平面具有较高的平面度精度指标；但是，作为一种大型、复合运动机构的运动末端，由于加工精度、机体变形、无固定式安装和误差放大的问题等的影响，单纯靠提高零部件精度等级和机械装配调试在现有的约束条件下已很难保证扫描平面具有很高的平面度精度；2、此类扫描架一般具有较大的几何尺寸，小则几米，大则十几米甚至更大；因数量很少，为便于加工，其主体材料往往为钢、铝等金属材料，从而使得扫描架具有体积大，重量大，安装困难的特点；扫描架作为一个空间几何量的测试设备，需要对不同的紧缩场进行校准试验，因而面临着多次搬运、安装和拆解，而大尺寸非接触式空间几何量的测量是设备调整至所需几何位置的基础，绝大多数紧缩场内并未设计预留有测试扫描架的安装基准，因此大型紧缩场测试扫描架在紧缩场内进行测试时需要进行预先调整以达到测试所需的扫描平面与波束之间的垂直度要求；作为一种大型非接触无固定式测试设备，其空间几何量的调整是整台设备能否达到使用预期的关键因素，但是，扫描架的大重量与大体积给设备几何精度的调整带来很大的困难。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型紧缩场扫描架系统，其可忽略在紧缩场内没有安装基准和几何位置基准的条件下加工精度、机体变形、无固定安装和误差放大问题等对扫描测试的影响，保证扫描平面具有很高的平面度等级。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种大型紧缩场扫描架系统，它包括激光平面准直仪、高精度平台和大型紧缩场扫描架；所述激光平面准直仪包括激光平面发生器和接收设备，所述接收设备是光学接收靶标；所述激光平面发生器固定在高精度平台顶面上，接收设备固定在大型紧缩场扫描架上；所述高精度平台包括高精度平台支脚、平台立柱、标尺、可沿标尺滑动的天线安装件以及参考天线；高精度平台支脚固定于平台立柱的下端，其可实现对高精度平台的支撑以及调节高精度平台的水平度；标尺通过连接螺栓固定于平台立柱的顶面，可以在松开连接螺栓的情况下对其进行调整；天线安装件滑动配合于标尺，其可沿标尺直线运动，参考天线对接于天线安装件前侧壁(此面为基准面)上，参考天线可以接收平行波，并反馈给计算机进行记录并分析接收天线沿标尺运动的轨迹，以调整标尺方向达到标尺前侧壁与来波方向垂直；激光平面准直仪的激光平面发生器匹配安装固定于标尺后方的平台立柱顶面上，且激光平面发生器所发射出的激光扫描形成的垂向平面与标尺前侧壁平面平行，通过标尺上的平行波接收天线对来波的接收并在标尺上水平移动，得到接收天线移动的轨迹直线，再根据来波方向设定与来波方向垂直的理论参考线，得到接收天线与理论参考线的夹角，不断调整标尺角度，直至标尺上的接收天线移动轨迹直线与理论参考线重合，固定标尺位置，此时安装的激光平面准直仪的激光平面发生器形成的激光扫描平面由于与标尺前侧壁平面平行，进而与理论参考线所在平面平行，激光扫描平面就作为激光平面准直仪的接收设备以及测试天线运动的参考激光平面，通过调整大型紧缩场扫描架，保证激光平面准直仪的接收设备以及测试天线一直在参考激光平面内运行；大型紧缩场扫描架包括支撑地脚模块、底座模块、俯仰模块、标准节支撑模块、方位模块、主旋转模块、直线运动模块、天线模块和扫描架测试天线；支撑地脚模块固定于底座模块下端，支撑地脚模块包括液压支脚和脚轮，液压支脚和脚轮均对称匹配安装在底座模块的下端面，液压支脚起主要的支撑作用，并且可以分别调整每个液压支脚的高度来调节底座模块的高度和水平度，在需要移动底座模块及与其相固连的各模块时，收起液压支脚，使用脚轮进行移动；俯仰模块可以绕俯仰轴线实现一个自由度的转动，俯仰模块的一个法兰面与底座模块的顶面固定连接，俯仰模块的另一个法兰面与标准节支撑模块的底面连接，标准节支撑模块可以绕俯仰轴线在一定范围内转动，标准节支撑模块顶面安装有方位模块，主旋转模块安装在方位模块的顶面，主旋转模块可以绕方位模块的方位轴线转动，直线运动模块对称安装在主旋转模块的对称侧面上，以起平衡作用；直线运动模块可以绕主旋转模块的主旋转轴线转动，且可使天线模块在其上做直线往复运动，天线模块安装在一个直线运动模块的导轨滑块上，天线模块可以沿直线运动模块的导轨作直线往复运动，天线模块上部套接有天线安装法兰，天线安装法兰可以沿天线模块的轴线平行于来波方向伸缩运动，天线安装法兰端面上安装有扫描架测试天线和激光平面准直仪光学接收靶标，通过设定高精度平台上激光平面准直仪的激光平面发生器，产生参考激光平面，由接收设备作为位置反馈，使其一直在参考激光平面内运行，进而使得大型紧缩场扫描架的俯仰模块、标准节支撑模块、方位模块联动配合，使得设置在大型紧缩场扫描架上的扫描架测试天线也在该参考激光平面内运行并接收平行波，解决了现有技术由于加工精度、机体变形、无固定式安装和误差放大的原因，大型紧缩场扫描架的接收天线在做直线运动接收来波或者作曲线运动接收来波时，很难保证扫描面具有很高的平面度精度的问题，保证了本专利技术扫描架测试天线接收来波的平面度精度。本专利技术所要解决的另一技术问题是一种大型紧缩场扫描架系统空间几何量的调整方法。为解决该技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种大型紧缩场扫描架系统空间几何量的调整方法，其步骤如下：步骤一、将高精度平台和大型紧缩场扫描架放置到紧缩场静区内的待测位置；高精度平台标尺经目视调整到大致垂直于来波方向，大型紧缩场扫描架的底座模块初调整至平行于高精度平台的标尺，即直线运动模块绕主旋转模块旋转形成的平面也大致垂直于来波方向，将一个合像水平仪放置在高精度平台的顶面上，并由光学原理合像读数的水准器式水平仪，通过手动调整高精度平台支脚将平台顶面调至水平，拿走合像水平仪，高精度平台水平调整完毕待用；步骤二、将参考天线安装在天线安装件上，将天线安装件滑动配合于标尺上，标尺通过螺栓固定于调整水平后的平台顶面上，标尺前侧壁平面大致垂直于来波方向；沿标尺移动天线安装件，在移动过程中参考天线接收平行波信号，经由测量设备(示波器或计算机等)记录并计算平行波信号，通过数据拟合出参考天线移动的轨迹直线，根据已知的来波方向，在高精度平台上设定理论参考线的方向，理论参考线与来波方向垂直，由此得出参考天线移动轨迹直线与理论参考线的夹角，即标尺的位置线与理论参考线的夹角；步骤三、根据步骤二得到的夹角调整标尺方向，以缩小夹角，然后重复步骤二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型紧缩场扫描架系统，其特征在于：它包括激光平面准直仪(1)、高精度平台(2)和大型紧缩场扫描架(3)；所述激光平面准直仪(1)包括激光平面发生器(11)和接收设备(12)，所述接收设备(12)是光学接收靶标；所述激光平面发生器(11)固定在高精度平台(2)顶面上，接收设备(12)固定在大型紧缩场扫描架(3)上；所述高精度平台(2)包括高精度平台支脚(21)、平台立柱(22)、标尺(23)、可沿标尺滑动的天线安装件(24)以及参考天线(25)；高精度平台支脚(21)固定于平台立柱(22)的下端；标尺(23)通过螺栓固定于平台立柱(22)的顶面；天线安装件(24)滑动无间隙配合于标尺(23)，其可沿标尺直线运动；参考天线(25)对接于天线安装件(24)前侧壁上；激光平面准直仪(1)的激光平面发生器(11)匹配安装固定于标尺(23)后方的平台立柱(22)顶面上，且激光平面发生器(11)所发射出的激光扫描形成的垂向平面与标尺(23)前侧壁平面平行；大型紧缩场扫描架(3)包括支撑地脚模块(31)、底座模块(32)、俯仰模块(33)、标准节支撑模块(34)、方位模块(35)、主旋转模块(36)、直线运动模块(37)、天线模块(38)和扫描架测试天线(39)；支撑地脚模块(31)固定于底座模块(32)下端，支撑地脚模块(31)包括液压支脚(311)和脚轮(312)，液压支脚(311)和脚轮(312)均对称匹配安装在底座模块(32)的下端面；俯仰模块(33)可以绕俯仰轴线(331)实现一个自由度的转动，俯仰模块(33)的一个法兰面与底座模块(32)的顶面固定连接，俯仰模块(33)的另一个法兰面与标准节支撑模块(34)的底面连接，标准节支撑模块(34)可以绕俯仰轴线(331)在一定范围内转动，标准节支撑模块(34)顶面安装有方位模块(35)，主旋转模块(36)安装在方位模块(35)的顶面，主旋转模块(36)可以绕方位模块(35)的方位轴线(351)转动，直线运动模块(37)对称安装在主旋转模块(36)的对称侧面上，直线运动模块(37)可以绕主旋转模块(36)的主旋转轴线(361)转动，天线模块(38)安装在一个直线运动模块(37)的导轨滑块(371)上，天线模块(38)可以沿直线运动模块(37)的导轨(372)作直线往复运动，天线模块(38)上部套接有天线安装法兰(381)，天线安装法兰(381)可以沿天线模块(38)的轴线(382)平行于来波方向伸缩运动，天线安装法兰(381)端面上安装有扫描架测试天线(39)和激光平面准直仪光学接收靶标(12)。...

【技术特征摘要】
1.一种大型紧缩场扫描架系统，其特征在于：它包括激光平面准直仪(1)、高精度平台(2)和大型紧缩场扫描架(3)；所述激光平面准直仪(1)包括激光平面发生器(11)和接收设备(12)，所述接收设备(12)是光学接收靶标；所述激光平面发生器(11)固定在高精度平台(2)顶面上，接收设备(12)固定在大型紧缩场扫描架(3)上；所述高精度平台(2)包括高精度平台支脚(21)、平台立柱(22)、标尺(23)、可沿标尺滑动的天线安装件(24)以及参考天线(25)；高精度平台支脚(21)固定于平台立柱(22)的下端；标尺(23)通过螺栓固定于平台立柱(22)的顶面；天线安装件(24)滑动无间隙配合于标尺(23)，其可沿标尺直线运动；参考天线(25)对接于天线安装件(24)前侧壁上；激光平面准直仪(1)的激光平面发生器(11)匹配安装固定于标尺(23)后方的平台立柱(22)顶面上，且激光平面发生器(11)所发射出的激光扫描形成的垂向平面与标尺(23)前侧壁平面平行；大型紧缩场扫描架(3)包括支撑地脚模块(31)、底座模块(32)、俯仰模块(33)、标准节支撑模块(34)、方位模块(35)、主旋转模块(36)、直线运动模块(37)、天线模块(38)和扫描架测试天线(39)；支撑地脚模块(31)固定于底座模块(32)下端，支撑地脚模块(31)包括液压支脚(311)和脚轮(312)，液压支脚(311)和脚轮(312)均对称匹配安装在底座模块(32)的下端面；俯仰模块(33)可以绕俯仰轴线(331)实现一个自由度的转动，俯仰模块(33)的一个法兰面与底座模块(32)的顶面固定连接，俯仰模块(33)的另一个法兰面与标准节支撑模块(34)的底面连接，标准节支撑模块(34)可以绕俯仰轴线(331)在一定范围内转动，标准节支撑模块(34)顶面安装有方位模块(35)，主旋转模块(36)安装在方位模块(35)的顶面，主旋转模块(36)可以绕方位模块(35)的方位轴线(351)转动，直线运动模块(37)对称安装在主旋转模块(36)的对称侧面上，直线运动模块(37)可以绕主旋转模块(36)的主旋转轴线(361)转动，天线模块(38)安装在一个直线运动模块(37)的导轨滑块(371)上，天线模块(38)可以沿直线运动模块(37)的导轨(372)作直线往复运动，天线模块(38)上部套接有天线安装法兰(381)，天线安装法兰(381)可以沿天线模块(38)的轴线(382)平行于来波方向伸缩运动，天线安装法兰(381)端面上安装有扫描架测试天线(39)和激光平面准直仪光学接收靶标(12)。2.根据权利要求1所述的一种大型紧缩场扫描架系统空间几何量的调整方法，其特征在于：其步骤如下：步骤一、将高精度平台(2)和大型紧缩场扫描架(3)放置到紧缩场静区内的待测位置；高精度平台(2)标尺(23)经目视调整到大致垂直于来波方向，大型紧缩场扫描架(3)的底座模块(32)前侧面初调整至平行于高精度平台(2)的标尺(23)前侧面，即直线运动模块(37)绕主旋转模块(36)旋转形成的平面也大致垂直于来波方向，将一个合像水平仪放置在高精度平台(2)的顶面上，通过手动调整高精度平台支脚(21)将平台顶面调至水平，拿走合像水平仪，高精度平台(2)水平调整完毕待用；步骤二、将参考天线(25)安装在天线安装件(24)上，将天线安装件(24)滑动配合于标尺(23)上，标尺(23)通过螺栓固定于调整水平后的平台顶面上，标尺(23)前侧壁平面大致垂直于来波方向；沿标尺(23)移动天线安装件(24)，在移动过程中参考天线(25)接收平行波信号，经由测量设备记录并计算平行波信号，通过数据拟合出参考天线移动的轨迹直线(251)，根据已知的来波方向，在高精度平台上设定理论参考线(4)的方向，理论参考线(4)与来波方向垂直，由此得出参考天线移动轨迹直线(251)与理论参考线(4)的夹角α，即标尺的位置线与理论参考线的夹角；步骤三、根据步骤二得到的夹角α调整标尺(23)方向，以缩小夹角，然后重复步骤二，得到缩小夹角后的标尺位置线与理论参考线的夹角，直到标尺位置线与理论参考线重合，固定标尺(23)位置；步骤四、将激光平面准直仪(1)的激光平面发生器(11)放置在高精度平台(2)上，并利用步骤三调整位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴翔，何鑫，安迎和，马永光，赵鹏辉，寇鹏，孙平月，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11