一种可配置式力矩可调重力平衡装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机械传动结构技术领域，本发明专利技术公开了一种可配置式力矩可调重力平衡装置，用于平衡天线、前端及发射系统对俯仰传动系统中俯仰轴产生的不平衡重力矩。该重力平衡装置设置于俯仰轴的圆周方向，并通过平衡齿轮与俯仰轴连接，包括调节盘、涡卷弹簧、输出轴、输入齿轮和基座，涡卷弹簧的外环连接调节盘，内环连接输出轴，输入齿轮设置于输出轴上并与平衡齿轮啮合，基座用于固定调节盘。本发明专利技术的重力平衡装置能实现对俯仰不平衡重力矩的精确配平，降低对俯仰驱动电机的功耗需求，提高俯仰传动系统动态特性，避免在俯仰驱动电机失能时，俯仰轴在过大的不平衡重力矩作用下快速转动，发生碰撞造成人员或机械损坏。

A configurable moment adjustable gravity balance device

【技术实现步骤摘要】
一种可配置式力矩可调重力平衡装置
本专利技术涉及机械传动结构
，尤其涉及一种可配置式力矩可调重力平衡装置。
技术介绍
通信、雷达等行业常将天线等设备安装在具有方位、俯仰转动功能的机械传动系统上，在伺服系统的驱动、控制下进行方位、俯仰转动，实现对电磁信号的搜索和跟踪。为避免传动系统构件对天线工作口面的遮挡和对电磁信号反射造成的不良影响，传动系统俯仰轴大多偏置于天线背部，天线等设备自身重力对俯仰轴产生的不平衡重力矩使其不能在任意俯仰角位置自主维持平衡、稳定状态，使天线等设备向不平衡重力矩减小的方向转动。因此，不平衡重力矩的存在，导致了以下问题的出现：a)传动系统动态特性难以提高，对提高天线跟踪精度和转动角加速度不利；b)需要增加俯仰电机驱动能力，对不平衡重力矩进行平衡，导致系统功耗增大；c)在俯仰电机失能时，过大的不平衡重力矩会使天线等设备快速转动，易发生碰撞，造成人员或机械损坏。因此，一般伺服系统，特别是对动态特性有要求的伺服系统，都必须对俯仰轴的不平衡重力矩进行配平。通过在天线后方布置前端及发射系统等设备，可以在一定程度上减少不平衡重力矩，但受到空间尺寸和重量等方面的限制，很难在整个俯仰范围内将俯仰轴的载荷配平；且这种配平的方法会导致俯仰轴负载重量过大和转动惯量增大的问题，不利于伺服系统动态特性的提高。专利号为CN105841649A、CN203967230U、CN207569138U的专利技术，通过在俯仰支座和俯仰轴连接处加装弹性元件的方法，平衡天线在重力作用下对俯仰轴产生的不平衡重力矩。但该专利技术提出的方法，在天线重力平衡的实际应用中受到较大的限制：a)弹性元件在俯仰支座处安装，其力矩特性和天线的不平衡重力矩是一一对应的，不能够按俯仰轴配平需求进行配置，在俯仰轴不平衡重力矩变化时，难以通过配置等简易方法对俯仰轴不平衡重力矩重新进行配平；b)弹性元件安装后，不能对弹性元件所提供的平衡力矩按实际需要进行调整，弹性元件的制造误差会导致平衡力矩和俯仰轴的不平衡重力矩存在较大误差；c)弹性元件在俯仰支座处安装，会占据较大的安装空间，影响俯仰轴两端设备之间的电缆和液冷管路的安装，特别在复杂大功率发射系统中显得尤为明显。专利号为CN106584511A的专利技术，通过在俯仰支座与俯仰关节之间设置气弹簧的方法来实现俯仰关节的重力平衡。但该专利所述方法，受平衡机构尺寸限制，难以满足天线在0°～+90°俯仰范围内的配平需要；专利号为CN109500589A的专利技术，提出了一种重力法大齿轮伺服机构配平方法来实现伺服机构内环组合、外环组合在任意角度位置的重力平衡，但该专利所述方法需要增加俯仰轴的负载，会降低系统动态特性。因此，在天线俯仰传动系统中，需要一种可配置式力矩可调重力平衡装置，对俯仰轴的不平衡重力矩进行精确平衡。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种可配置式力矩可调重力平衡装置，在不影响俯仰轴两端设备之间的连接电缆、液冷管路安装的情况下，通过对重力平衡装置的配置和平衡力矩的调整，实现对俯仰轴不平衡重力矩的精确配平，降低对俯仰驱动电机的功耗需求，提高俯仰传动系统动态特性，避免在俯仰驱动电机失能时，俯仰轴在过大的不平衡重力矩作用下快速转动，发生碰撞造成人员或机械损坏。本专利技术的技术方案如下：一种可配置式力矩可调重力平衡装置，用于平衡天线、前端及发射系统对俯仰传动系统中俯仰轴产生的不平衡重力矩，所述重力平衡装置设置于俯仰轴的圆周方向，并通过平衡齿轮与所述俯仰轴连接；所述重力平衡装置包括调节盘、涡卷弹簧、输出轴、输入齿轮和基座，所述涡卷弹簧的外环连接所述调节盘，内环连接所述输出轴，所述输入齿轮设置于所述输出轴上并与所述平衡齿轮啮合，所述基座与所述调节盘通过螺纹副连接，所述基座用于固定所述调节盘；所述调节盘能够在所述输出轴的圆周方向转动，带动所述涡卷弹簧发生卷绕，产生所述输出轴圆周方向的扭矩，并依次通过所述输出轴、所述输入齿轮和所述平衡齿轮传递到所述俯仰轴。进一步的，所述基座的圆周方向均匀设置有m个安装螺孔，所述调节盘上设置有n个非等间距的固定孔，n≥m＞0，所述调节盘和所述基座通过所述固定孔、固定螺钉和所述安装螺孔进行固定，通过所述基座上均匀布置的所述安装螺孔和所述调节盘上n个非等间距的所述固定孔的组合安装，实现平衡力矩的精确调整。进一步的，所述基座和所述调节盘之间设置有调节环，所述基座和所述调节盘的相对位置确定后，通过所述固定螺钉将所述基座和所述调节盘固定在一起，所述调节环用于改善所述固定螺钉的受力状态。进一步的，所述调节盘上设置有拨盘，所述拨盘用于转动所述调节盘。进一步的，所述输出轴和所述涡卷弹簧内环的侧端面可拆卸地设置有封盖，所述封盖拆卸后能够观察到涡卷弹簧的位置并进行调整。进一步的，所述调节盘和所述输出轴上设置有多个卡槽，所述涡卷弹簧的外环固定于所述调节盘的卡槽内，内环固定于所述输出轴的卡槽内，通过改变所述涡卷弹簧的内环在所述输出轴、外环在所述调节盘上固定的卡槽位置，改变所述涡卷弹簧卷绕时产生的扭矩。进一步的，所述俯仰轴的圆周方向设置有多个所述重力平衡装置，多个所述重力平衡装置用于提供提供较大的平衡力矩以对俯仰轴不平衡重力矩进行平衡。进一步的，多个所述重力平衡装置具有不同的刚度曲线，通过多个所述重力平衡装置刚度曲线的合成能够实现对俯仰轴不平衡重力矩的精确平衡。综上所述，本专利技术提供的一种可配置式力矩可调重力平衡装置，主要包括以下三个方面的内容：a)根据不平衡重力矩配平需求进行重力平衡装置配置；b)重力平衡装置的平衡力矩多档位可调整；c)非俯仰支座直接平衡结构。其中：根据不平衡重力矩配平需求进行重力平衡装置配置，指的是根据俯仰传动系统不平衡重力矩配平要求，在俯仰轴上适当位置设置平衡齿轮，且在其圆周方向采用重力平衡装置对俯仰轴的不平衡重力矩进行配平：一方面重力平衡装置的数量可以根据需要进行配置，即通过配置多个小型重力平衡装置，提供较大的平衡力矩对俯仰轴不平衡重力矩进行平衡；另一方面，各重力平衡装置可采用不同的刚度曲线，通过各重力平衡装置刚度曲线的合成，实现对俯仰轴不平衡重力矩的平衡。重力平衡装置的平衡力矩多档位可调整，指的是每个重力平衡装置提供的平衡力矩可以在不重新设计、制作弹性元件的情况下进行调整，弥补弹性元件在设计、制造中带来的误差，增大输出平衡力矩的范围，使平衡力矩与俯仰轴的不平衡重力矩之间的误差更小，配平效果更为准确。非俯仰支座直接平衡结构，指的是重力平衡装置不在俯仰支座上用弹性元件直接对俯仰轴进行重力矩配平，减小弹性元件对俯仰支座的空间占用，不影响俯仰轴两端设备之间连接电缆、液冷管路的正常连接。相对于传统的俯仰轴不平衡重力矩平衡方法，本专利技术的有益效果在于：a)本专利技术的重力平衡装置能在不影响俯仰轴两端设备之间的连接电缆、液冷管路安装的情况下，实现对俯仰不平衡重力矩的精确配平，降低对俯仰驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可配置式力矩可调重力平衡装置，用于平衡天线、前端及发射系统对俯仰传动系统中俯仰轴产生的不平衡重力矩，其特征在于，所述重力平衡装置设置于所述俯仰轴的圆周方向，并通过平衡齿轮与所述俯仰轴连接；所述重力平衡装置包括调节盘、涡卷弹簧、输出轴、输入齿轮和基座，所述涡卷弹簧的外环连接所述调节盘，内环连接所述输出轴，所述输入齿轮设置于所述输出轴上并与所述平衡齿轮啮合，所述基座与所述调节盘通过螺纹副连接，所述基座用于固定所述调节盘；所述调节盘能够在所述输出轴的圆周方向转动，带动所述涡卷弹簧发生卷绕，产生所述输出轴圆周方向的扭矩，并依次通过所述输出轴、所述输入齿轮和所述平衡齿轮传递到所述俯仰轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种可配置式力矩可调重力平衡装置，用于平衡天线、前端及发射系统对俯仰传动系统中俯仰轴产生的不平衡重力矩，其特征在于，所述重力平衡装置设置于所述俯仰轴的圆周方向，并通过平衡齿轮与所述俯仰轴连接；所述重力平衡装置包括调节盘、涡卷弹簧、输出轴、输入齿轮和基座，所述涡卷弹簧的外环连接所述调节盘，内环连接所述输出轴，所述输入齿轮设置于所述输出轴上并与所述平衡齿轮啮合，所述基座与所述调节盘通过螺纹副连接，所述基座用于固定所述调节盘；所述调节盘能够在所述输出轴的圆周方向转动，带动所述涡卷弹簧发生卷绕，产生所述输出轴圆周方向的扭矩，并依次通过所述输出轴、所述输入齿轮和所述平衡齿轮传递到所述俯仰轴。


2.根据权利要求1所述的一种可配置式力矩可调重力平衡装置，其特征在于，所述基座的圆周方向均匀设置有m个安装螺孔，所述调节盘上设置有n个非等间距的固定孔，n≥m＞0，所述调节盘和所述基座通过所述固定孔、固定螺钉和所述安装螺孔进行固定。


3.根据权利要求2所述的一种可配置式力矩可调重力平衡装置，其特征在于，所述基座和所述调节盘之间设置有调节环，所述调节环用于改善所述固定螺钉的受力状态。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖天华，尹本浩，冷国俊，程皓月，何著，何冰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51