高带宽天线伺服控制稳定平台制造技术

本发明专利技术公开的一种高带宽天线伺服控制稳定平台，旨在提供一种传动刚度高、摩擦阻力小、可实现同口径天线扫描跟踪的稳定平台。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：两根推拉连杆组件(7)对称陀螺组件(5)，连接在框架上，带有俯仰旋转变压器(11)的俯仰驱动电机(9)通过固联两侧方位驱动电机(10)的俯仰驱动框架(6)，固联在两侧方位驱动电机的中部，推拉连杆组件将方位驱动框架(2)、俯仰驱动框架连接天馈负载上框架(1)，形成双框架四推拉杆的平行四边形机构，推拉连杆组件(7)通过球头(15)螺纹调节推拉连杆组件的长度，驱动天馈负载上框方位、俯仰两个自由度的运动，将运动能传递给上负载框架，实现驱动框架对负载框架的传动。

High bandwidth antenna servo control stabilization platform

The invention discloses a high bandwidth antenna servo control stabilizing platform, which aims to provide a stable platform with high transmission rigidity, little friction resistance and capable of realizing scanning and tracking of the same caliber antenna. The invention is realized by the following technical scheme: two push-pull rod assembly (7) symmetry gyro component (5), connected to the frame, with a pitch rotary transformer (11) of the pitch drive motor (9) fixed on both sides of the azimuth drive motor (10) of the pitch drive frame (6),. On both sides of the middle range of driving motor, push pull rod assembly will drive frame (2), azimuth elevation drive is connected to the frame antenna load frame (1), forming a parallelogram double frame four push rod mechanism, push pull rod assembly (7) through the ball (15) thread adjusting push pull connecting rod assembly the length of driving load on the frame antenna azimuth and elevation of two degrees of freedom of movement, the movement can be transferred to the load frame, realize the drive frame to load frame.

【技术实现步骤摘要】
高带宽天线伺服控制稳定平台
本专利技术涉及一种利用惯性器件测量平台的运动并进行稳定控制，广泛用于雷达雷达等航天领域的同口径天线高带宽天线伺服控制稳定平台结构。
技术介绍
稳定平台是惯性稳定中的常见装置，在主要用于感知天线状态并反馈系统相关信息。稳定平台一般由驱动电机、传动结构部件和执行机构等几个部分组成。根据使用的环境不同以及使用条件不同选择合适的方案开展设计。控制带宽是稳定平台惯性控制系统的一个重要指标。为了使得天线在运动过程中完成对目标的扫描和跟踪，必须采用伺服稳定平台。根据载体姿态信息，通过转台控制天线运动。通常稳定平台的结构形式有陀螺框架直接驱动、齿轮驱动、弓形齿弧驱动、连杆驱动，惯性平台的稳定以陀螺为关键器件，两轴天线伺服控制稳定平台在不同方位转角情况下，天线稳定平台分别采用单自由度陀螺和测速发电机构成速率闭环反馈，由于机械结构、传感器带宽等条件的限制，很难提高闭环带宽。而速率反馈稳定的能力同速率控制带宽密切相关。在机械结构对带宽的影响中机械谐振频率，特别是扭振频率影响最为明显，因此传统的齿轮传动式稳定平台在此方面有先天不足。随着设备的功能和作用距离增加，设备的安装空间与作为稳定平台负载的天线的口面尺寸矛盾变得越来越明显，稳定平台的运动包络必须尽量缩小，从而做到天线与载体达到“同口径”的目的。以此为前提，直接驱动方式和普通的齿轮驱动方式均难以满足要求。在本领域中，稳定平台实施方式多种多样，直接驱动、齿轮驱动、弓性齿弧驱动、及连杆驱动均有见报道，但是同口径稳定平台相关报道鲜有。目前与连杆相关的稳定平台或伺服转台相关的文献有：在已知的本领域实施方式中，中国专利申请104990458A公开了一种拉杆式红外成像导引头位标器，包括支座、立板、内框架、光学组件、外驱动系统、内驱动系统。单该位标器为一维推拉杆（连杆）传动，运动包络大，不能满足平板裂缝阵天线同口径设计要求。在已知的本领域实施方式中，中国专利申请201610173314.0公开了一种新型并联舰载雷达天线稳定平台，包括天线、动平台、机座，连接动平台、机座的三条运动支链，每条运动支链均由下连杆、中连杆和上连杆组成，天线与动平台固连。但该稳定平台体积大，纵深长，其结构形式并不适合弹上安装。在已知的本领域实施方式中，中国专利申请201520632751.5公开了一种小口径稳定平台，这种稳定平台包括一维连杆机构和一维直接驱动机构，该产品虽然较小，但是由于一个维度采用的直接驱动，导致口面可用面积缩小，不能满足雷达稳定平台同口径的要求。在已知的本领域实施方式中，中国专利申请201010200590.4公开了一种高精度二自由度稳定平台，包括上层平台、中层平台、下层平台、曲柄、曲柄轴、曲柄连接件、中层大轴等部件，该平台作为测试设备用，体积大。
技术实现思路
本专利技术目的是在上述现有技术不足之处，提供一种结构紧凑、传动刚度高、摩擦阻力小、可实现同口径天线扫描跟踪的高带宽天线伺服控制稳定平台。本专利技术上述目的可以通过以下方式来实现：一种高带宽天线伺服控制稳定平台，包括：置于方位驱动框架2四角顶点位置的推拉连杆组件7，安装在方位驱动框架2的陀螺组件5，方位驱动电机10和俯仰驱动电机9，其特征在于：两根推拉连杆组件7对称陀螺组件5，连接在框架上，带有方位旋转变压器12的方位驱动电机10固联在下部框架的内侧两端，带有俯仰旋转变压器11的俯仰驱动电机9通过固联两侧方位驱动电机10的俯仰驱动框架6，固联在两侧方位驱动电机10的中部，方位驱动电机10的上方固联有十字铰链8，方位驱动框架2的底座4置于俯仰驱动框架6内部，并反置于俯仰驱动框架6外部，推拉连杆组件7将方位驱动框架2、俯仰驱动框架6连接天馈负载上框架1，形成双框架四推拉杆的平行四边形机构，推拉连杆组件7通过球头15上自带的螺纹调节推拉连杆组件7的长度，驱动天馈负载上框1方位、俯仰两个自由度的运动，将运动能传递给上负载框架1，实现驱动框架对负载框架的传动。推拉连杆组件7上下连接天馈负载上框架1和方位驱动框架2及其底座4，本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：结构紧凑、传动刚度高。本专利技术利用平行四边形的机构原理，两轴稳定平台在不同方位转角情况下，设计两个十字正交的运动框架，靠近天馈部分的十字框架仅承担天馈的承载作用，通过远离天馈部分的十字框架上安装电机、测角测速元件，完成驱动和反馈的作用，双框架四推拉连杆机构将转轴直径做小并靠近天线面，从而实现运动包络最小；上下框架通过四连杆连接，四连杆之间通过加工及精装配调节保证等高。天馈负载上框架1能够尽可能有完整和足够的空间安装天馈的收发组件，将所述驱动框架的底座4置于俯仰驱动框架6内部而方位驱动框架2反置于俯仰驱动框架6外部，从而增大方位驱动框架2的面积，实现置于方位驱动框架2四角顶点位置的推拉连杆组件7间距拉大。天馈负载上框架1利用天馈本体，采用结构功能一体化设计，最大程度为稳定平台负载减重，同时利用十字铰链8与底座4顶部结构件固连，最后采用推拉连杆组件7将方位驱动框架2、俯仰驱动框架6与天馈负载上框架1连接形成平行四边形机构，由于推拉连杆组件7通过球头15上自带的螺纹可以调节推拉连杆组件7的长度，从而可实现平行四边形中轴线装配误差与推拉连杆组件7等高且误差可调，进一步使得稳定平台下部框架的运动能高精度传递给上负载框架1，实现高精度的传动；摩擦阻力小。本专利技术采用双框架四推拉杆机构稳定平台，利用平行四边形的机构原理将驱动框架与负载框架分开，实现了稳定平台同口径、高刚度、高精度的目的。其中，采用的四推拉连杆组件7稳定置于天馈负载上框45°对角线位置，从而使得推拉连杆组件7可以同时驱动天馈负载上框1方位、俯仰两个自由度的运动，将四推拉连杆组件7通过调节使其可以在铰链座内部顺畅滑动后，使得四推拉连杆组件7之间误差抵消，提高了传动精度，同时还提高了传动刚度，提高了抗振能力。在推拉连杆组件7下部，设计4处钨基合金的活动配重结构3，从而实现稳定平台配重。综合上诉设计，实现了该稳定平台的高装配密度，高刚度，小摩擦以及其本身功能。在有限的空间体积内实现了同口径天线±20°的框架角扫描，跟踪以及平台的稳定。天馈负载上框架1采用了结构功能一体化设计方案。由于将真正的被驱动负载—天馈负载上框架1，与驱动部分方位驱动框架2和俯仰驱动框架6彻底分开，因此天馈负载上框架1的质量小，刚度好，完全可以即作为用于转动的结构件又可作为天线的结构功能件，从而实现产品的小型化，轻量化设计。在四个推拉连杆组件7机构的下方安装了4个钨基合金的活动配重装置3，配重装置安装在球头铰链下盖16上，此零件下部攻有螺纹，使得配重装置3可以通过螺纹进行上下调节，最终实现配重后通过螺钉并紧实现锁紧。从而实现了稳定平台方位俯仰两个方向上的动态平衡调节，使得稳定平台调平衡过程直观而快速，增加了调平效率。可以按照最大口径设计。本专利技术下方位驱动框架2和俯仰驱动框架6在传统的陀螺十字框架基础上，将框架的内外框调转反置，将环状框架的内部空间用于放置较为细长且静止不动的底座4。从而采用本专利技术的结构形式的天馈负载上框1外圈在外部，不受限制，可以按照最大口径设计。上述负载框架1中上采用了小型十字铰链8的结构，使得如图4转轴中心距离天线面仅为23mm,从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高带宽天线伺服控制稳定平台，包括：置于方位驱动框架(2)四角顶点的推拉连杆组件(7)，安装在方位驱动框架(2)的陀螺组件(5)，方位驱动电机(10)和俯仰驱动电机(9)，其特征在于：两根推拉连杆组件(7)对称陀螺组件(5)，连接在框架上，带有方位旋转变压器(12)的方位驱动电机(10)，固联在下部框架的内侧两端，带有俯仰旋转变压器(11)的俯仰驱动电机(9)通过固联两侧方位驱动电机(10)的俯仰驱动框架(6)，固联在两侧方位驱动电机(10)的中部，方位驱动电机(10)的上方固联有十字铰链(8)，方位驱动框架(2)的底座(4)置于俯仰驱动框架(6)内部，并反置于俯仰驱动框架(6)外部，推拉连杆组件(7)将方位驱动框架(2)、俯仰驱动框架(6)连接天馈负载上框架(1)，形成双框架四推拉杆的平行四边形机构，推拉连杆组件(7)通过球头(15)上自带的螺纹调节推拉连杆组件(7)的长度，驱动天馈负载上框(1)方位、俯仰两个自由度的运动，将运动能传递给上负载框架(1)，实现驱动框架对负载框架的传动。

【技术特征摘要】
1.一种高带宽天线伺服控制稳定平台，包括：置于方位驱动框架(2)四角顶点的推拉连杆组件(7)，安装在方位驱动框架(2)的陀螺组件(5)，方位驱动电机(10)和俯仰驱动电机(9)，其特征在于：两根推拉连杆组件(7)对称陀螺组件(5)，连接在框架上，带有方位旋转变压器(12)的方位驱动电机(10)，固联在下部框架的内侧两端，带有俯仰旋转变压器(11)的俯仰驱动电机(9)通过固联两侧方位驱动电机(10)的俯仰驱动框架(6)，固联在两侧方位驱动电机(10)的中部，方位驱动电机(10)的上方固联有十字铰链(8)，方位驱动框架(2)的底座(4)置于俯仰驱动框架(6)内部，并反置于俯仰驱动框架(6)外部，推拉连杆组件(7)将方位驱动框架(2)、俯仰驱动框架(6)连接天馈负载上框架(1)，形成双框架四推拉杆的平行四边形机构，推拉连杆组件(7)通过球头(15)上自带的螺纹调节推拉连杆组件(7)的长度，驱动天馈负载上框(1)方位、俯仰两个自由度的运动，将运动能传递给上负载框架(1)，实现驱动框架对负载框架的传动。2.如权利要求1所述的高带宽天线伺服控制稳定平台，其特征在于：推拉连杆组件(7)上下连接天馈负载上框架(1)和方位驱动框架(2)及其底座(4)。3.如权利要求1所述的高带宽天线伺服控制稳定平台，其特征在于：在俯仰驱动框架(6)的中心轴系安装孔内装有方位电机(10)和方位旋转变压器(12)，通过深沟球轴承套入方位驱动框架(2)。4.如权利要求1所述的高带宽天线伺服控制稳定平台，其特征在于：方位驱动框架2两端安装孔处装有左方位主轴(20)及右右主轴(21)，从而形成实现方位电机(10)通过键驱动方位驱动框架(2)的方位机构的完整轴系。5.如权利要求1所述的高带宽天线伺服控制稳定平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪晓，梁斌，田静，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51