一种导引头伺服系统传动机构技术方案

本发明专利技术公开了一种导引头伺服系统传动机构，属于机电精密伺服领域，其包括机构主体、中框组件、外框组件和拉杆组件等，通过方位主转轴、方位轴、俯仰轴等部件匹配连接，形成平行四杆机构来传递驱动力到负载组件上，实现负载组件的方位运动、俯仰运动及方位俯仰耦合运动。本发明专利技术的导引头伺服系统传动机构，通过优化各部件的连接形式，有效改善了装配工艺性，降低了装配成本，且通过设置相应轴承和相应的限位柱来辅助机构传动，大大保证了传动机构传动过程中的精确性和稳定性，大大提升了伺服系统的工作能力，增加了导引头在有限的空间内的搜索运动范围，扩大了伺服系统传动机构的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种导引头伺服系统传动机构
本专利技术属于机电精密伺服领域，具体涉及一种导引头伺服系统传动机构。
技术介绍
伺服系统是伴随电的应用而发展起来的，近几十年来在新技术革命的推动下，特别是伴随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，伺服技术得到了广泛应用。伺服系统一般是由机械装置和控制系统相结合的机电系统，通过控制系统为伺服系统输入各种控制参数，使机械装置实现各种机械运动或机械操作动作。导引头伺服系统是用来保持微波前端(或光学仪器)稳定并实现目标跟踪任务的伺服系统。传统的导引头伺服系统传动机构可分为框架型、齿弧型、绳传动型等，其中，齿弧型伺服传动机构主要应用于搜索角度大或回转中心高度受到限制的导引头，应用范围较窄；绳传动型伺服传动机构虽然具有较高隔离度的优点，但其结构繁琐，应用较少。而在目前研究较多和应用较广的是框架型伺服传动机构，其通常采用框架结构的来实现传动，具有结构简单、易于装配、可以采用直驱方式运动的优点，但其也具有在有限的空间内无法实现大角度范围搜索的缺点。随着雷达技术的不管发展，伺服系统在雷达相关技术中的应用也越来越多，通常主动雷达导引头需要采用伺服系统来实现主动天线的跟踪、扫描运动。但是，由于舱段内空间狭小，主动雷达天线口径较大，现有的框架型伺服传动机构难以满足指标要求，亟需专利技术一种新的伺服传动机构来满足其较大的搜索运动范围、以及降低负载的转动惯量需要。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种导引头伺服系统传动机构，其中通过设置机构主体、中框组件、外框组件与拉杆组件匹配组合连接，形成框架与拉杆相结合的平行四杆机构，有效实现了负载组件的方位运动、俯仰运动及方位俯仰耦合运动，大大增加了导引头在有限空间内的搜索运动范围，显著提升了伺服系统的工作能力。为实现上述目的，本专利技术提供一种导引头伺服系统传动机构，用于带动导引头进行方位运动、俯仰运动或者方位俯仰耦合运动，其特征在于，该传动机构包括：机构主体，其包括开设有横向通孔的主壳体，所述主壳体的顶部设有用于与负载组件连接的上轴孔，且该主壳体的所述横向通孔中容置有方位主转轴和方位轴电机，所述方位主转轴可在所述方位轴电机带动下转动；中框组件，其包括呈框形结构并套设在所述机构主体外周上的中框，所述中框一组相对的边框上对应分别开设有通孔，第一方位轴和第二方位轴分别穿过所述通孔而与所述方位主转轴的端部匹配连接，所述方位主转轴可通过该第一方位轴和第二方位轴带动所述中框进行方位运动，且所述中框另一组相对的边框上对应分别开设有用于第一俯仰主转轴和第二俯仰主转轴分别容置其中的通孔，且其中分别设置有用于驱动对应俯仰主转轴的俯仰轴电机；外框组件，其包括呈框形结构并套设在所述中框组件外周上的外框，所述外框一组相对的边框上分别开设有通孔，第一俯仰轴和第二俯仰轴分别穿过对应边框上的通孔后与第一俯仰主转轴和第二俯仰主转轴匹配连接，所述俯仰轴电机带动对应的俯仰主转轴旋转，可驱动对应的俯仰轴转动而实现所述外框组件的俯仰运动；以及拉杆组件，所述拉杆组件设置于用于承载导引头的负载组件与所述外框组件之间，其一端连接在所述负载组件底部，另一端连接在所述外框上，所述拉杆组件包括两端连接有球体并形成球铰副的连接杆、对应开设于所述负载组件底部和所述外框上端面上呈半球形的球窝、以及用于与所述球窝匹配连接以实现对所述连接杆端部的所述球体限位的球窝盖，所述外框组件的俯仰运动和/或所述中框组件的方位运动通过该拉杆组件传递到所述负载组件上以带动该负载组件运动，进而可实现所述导引头的方位运动、俯仰运动或者方位俯仰耦合运动。作为本专利技术的进一步改进，所述负载组件与所述机构主体之间以十字轴组件匹配连接，所述十字轴组件设置于所述机构主体顶部，其包括同轴设置于所述上轴孔中的十字短轴、与所述十字短轴垂直相交设置的十字长轴、设置于所述十字长轴和所述十字短轴外周并用于连接所述负载组件的支撑座、以及设置于所述十字短轴两侧端部的十字端盖，所述十字短轴和所述十字长轴可分别绕其轴线转动以配合所述支撑座上的所述负载组件进行方位运动和俯仰运动。作为本专利技术的进一步改进，所述第一方位轴或所述第二方位轴的端部设置有方位轴电位计组件，其包括用于测量并反馈所述中框组件进行方位运动所转过角度信息的方位轴电位计和对所述方位轴电位计进行限位的方位轴电位计端盖。作为本专利技术的进一步改进，所述第一俯仰主转轴或所述第二俯仰主转轴的端部设置有俯仰轴电位计，以用于检测并反馈所述外框组件进行俯仰运动所转过的角度信息。作为本专利技术的进一步改进，所述外框底部设置有俯仰平衡重，所述中框上设置有方位平衡重，以通过整体配平的方式来实现所述传动机构的静平衡。作为本专利技术的进一步改进，所述方位轴电位计组件上设置有方位限位柱，用于对所述中框组件的方位运动限位，以使其在一定的角度范围内转动而不会超出范围与其它零部件碰撞干涉。作为本专利技术的进一步改进，所述中框组件上靠近俯仰主转轴的两侧底部对称设置有俯仰限位柱，用于对所述外框组件的俯仰运动限位，使其在一定的角度范围内转动而不会超出范围与其它零部件碰撞干涉。作为本专利技术的进一步改进，所述外框上设置有陀螺仪以实现对所述传动机构运行过程中位置状态的监测。作为本专利技术的进一步改进，所述拉杆组件数量为4组，且其以所述传动机构的回转轴线为中心均匀分布，用于增加传动机构运动的平稳性。作为本专利技术的进一步改进，所述方位轴电机与所述方位主转轴之间、所述方位轴与所述中框及所述方位主转轴之间、所述俯仰轴电机与对应俯仰主转轴之间、或者所述俯仰轴与所述外框及对应俯仰主转轴之间为没有间隙的滑配。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术的导引头伺服系统传动机构，其通过设置机构主体、中框组件、外框组件、拉杆组件等组件与负载组件匹配设置，以框架与拉杆相结合的结构形式，有效实现了负载组件的方位运动、俯仰运动及方位俯仰耦合运动，大大增加了导引头在有限空间内的搜索运动范围，显著提升了伺服系统的工作能力；(2)本专利技术的导引头伺服系统传动机构，通过拉杆组件与相应框架结构匹配，形成类似平行四杆机构来传递力矩和运动，并通过在拉杆组件中设置球铰副结构，合理设计拉杆组件的数量和设置形式，大大提升了拉杆组件的承载能力，增加了拉杆组件远程传动的能力，驱动传输精确且可靠性强；(3)本专利技术的导引头伺服系统传动机构，通过设置中框组件作为其方位运动的传动组件，而外框组件作为俯仰运动的传动组件，与传统的框架式伺服传动机构刚好相反，上述设计不仅有利于力矩电机的安装，还有效保证了拉杆组件可以分布在负载组件的四周，远离负载组件的回转中心，提升了传动的稳定性，增加了力偶的力矩；(4)本专利技术的导引头伺服系统传动机构，通过在拉杆组件的两端均设有定位销孔，分别用定位销将拉杆组件与负载组件、外框组件定位安装，提高了拉杆组件的位置精度和重复运动精度，确保了整个伺服传动机构的运动精度，且在中框组件、外框组件、十字轴组件的装配中分别设计了调整垫片为轴系误差补偿环，使得可放松对其它装配组成环的公差要求，进一步改善了装配工艺性，降低了装配成本。(5)本专利技术的导引头伺服系统传动机构，通过分别设置方位限位柱和俯仰限位柱来对传动机构部件进行方位运动、俯仰运动限位，有效保证了传动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导引头伺服系统传动机构，用于带动导引头进行方位运动、俯仰运动或者方位俯仰耦合运动，其特征在于，该传动机构包括：机构主体(1)，其包括开设有横向通孔的主壳体(101)，所述主壳体(101)的顶部设有用于与负载组件(7)连接的上轴孔(106)，且该主壳体(101)的所述横向通孔中容置有方位主转轴(103)和方位轴电机(102)，所述方位主转轴(103)可在所述方位轴电机(102)带动下转动；中框组件(2)，其包括呈框形结构并套设在所述机构主体外周上的中框(201)，所述中框(201)一组相对的边框上对应分别开设有通孔，第一方位轴(9)和第二方位轴(10)分别穿过所述通孔而与所述方位主转轴(103)的端部匹配连接，所述方位主转轴(103)可通过该第一方位轴(9)和第二方位轴(10)带动所述中框(201)进行方位运动，且所述中框(201)另一组相对的边框上对应分别开设有用于第一俯仰主转轴(204)和第二俯仰主转轴(205)分别容置其中的通孔，且其中分别设置有用于驱动对应俯仰主转轴的俯仰轴电机(202)；外框组件(3)，其包括呈框形结构并套设在所述中框组件(2)外周上的外框(301)，所述外框(301)一组相对的边框上分别开设有通孔，第一俯仰轴(8)和第二俯仰轴(11)分别穿过对应边框上的通孔后与第一俯仰主转轴(204)和第二俯仰主转轴(205)匹配连接，所述俯仰轴电机(202)带动对应的俯仰主转轴旋转，可驱动对应的俯仰轴转动而实现所述外框组件(3)的俯仰运动；以及拉杆组件(5)，所述拉杆组件(5)设置于用于承载导引头的负载组件(7)与所述外框组件(3)之间，其一端连接在所述负载组件(7)底部，另一端连接在所述外框(301)上，所述拉杆组件(5)包括两端连接有球体(502)并形成球铰副的连接杆(501)、对应开设于所述负载组件(7)底部和所述外框(301)上端面上呈半球形的球窝(503)、以及用于与所述球窝(503)匹配连接以实现对所述连接杆(501)端部的所述球体(502)限位的球窝盖(504)，所述外框组件(3)的俯仰运动和/或所述中框组件(2)的方位运动通过该拉杆组件(5)传递到所述负载组件(7)上以带动该负载组件(7)运动，进而可实现所述导引头的方位运动、俯仰运动或者方位俯仰耦合运动。...

【技术特征摘要】
1.一种导引头伺服系统传动机构，用于带动导引头进行方位运动、俯仰运动或者方位俯仰耦合运动，其特征在于，该传动机构包括：机构主体(1)，其包括开设有横向通孔的主壳体(101)，所述主壳体(101)的顶部设有用于与负载组件(7)连接的上轴孔(106)，且该主壳体(101)的所述横向通孔中容置有方位主转轴(103)和方位轴电机(102)，所述方位主转轴(103)可在所述方位轴电机(102)带动下转动；中框组件(2)，其包括呈框形结构并套设在所述机构主体外周上的中框(201)，所述中框(201)一组相对的边框上对应分别开设有通孔，第一方位轴(9)和第二方位轴(10)分别穿过所述通孔而与所述方位主转轴(103)的端部匹配连接，所述方位主转轴(103)可通过该第一方位轴(9)和第二方位轴(10)带动所述中框(201)进行方位运动，且所述中框(201)另一组相对的边框上对应分别开设有用于第一俯仰主转轴(204)和第二俯仰主转轴(205)分别容置其中的通孔，且其中分别设置有用于驱动对应俯仰主转轴的俯仰轴电机(202)；外框组件(3)，其包括呈框形结构并套设在所述中框组件(2)外周上的外框(301)，所述外框(301)一组相对的边框上分别开设有通孔，第一俯仰轴(8)和第二俯仰轴(11)分别穿过对应边框上的通孔后与第一俯仰主转轴(204)和第二俯仰主转轴(205)匹配连接，所述俯仰轴电机(202)带动对应的俯仰主转轴旋转，可驱动对应的俯仰轴转动而实现所述外框组件(3)的俯仰运动；以及拉杆组件(5)，所述拉杆组件(5)设置于用于承载导引头的负载组件(7)与所述外框组件(3)之间，其一端连接在所述负载组件(7)底部，另一端连接在所述外框(301)上，所述拉杆组件(5)包括两端连接有球体(502)并形成球铰副的连接杆(501)、对应开设于所述负载组件(7)底部和所述外框(301)上端面上呈半球形的球窝(503)、以及用于与所述球窝(503)匹配连接以实现对所述连接杆(501)端部的所述球体(502)限位的球窝盖(504)，所述外框组件(3)的俯仰运动和/或所述中框组件(2)的方位运动通过该拉杆组件(5)传递到所述负载组件(7)上以带动该负载组件(7)运动，进而可实现所述导引头的方位运动、俯仰运动或者方位俯仰耦合运动。2.根据权利要求1所述的导引头伺服系统传动机构，其中，所述负载组件(7)与所述机构主体(1)之间以十字轴组件(4)匹配连接，所述十字轴组件(4)设置于所述机构主体(1)顶部，其包括同轴设置于所述上轴孔(106)中的十字短轴(402)、与所述十字短轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祚全，王文杰，郑红海，喻昆仑，
申请(专利权)人：湖北三江航天险峰电子信息有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42