一种全方位高精度空间指向微调装置，具有底板（３）和筒形支架（２）。支架（２）内设置有三支呈辐射状径向均匀分布的压电陶瓷驱动器（１）。压电陶瓷驱动器（１）的一端固接支架（２）筒底，另一端与底板（３）球铰接。上述三支压电陶瓷驱动器（１）分别通过该球头（１１）和球窝（４１）与底板（３）球铰接。此外，支架（２）之筒形柱面上设有螺旋槽（２１）。本发明专利技术通过设置在支架上的螺旋状沟槽即螺旋槽，使支架具备了弹性变形和复位能力；通过分别驱动三支压电陶瓷驱动器进行直线位移，可精确控制底板即搭载平台的外端面法线往空间任意方位的偏摆，实现精确的微调指向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种空间指向机构，尤其是一种用于该机构的全方位高精度空 间指向微调装置。
技术介绍
实现空间指向运动是航天工程应用领域多种设备的基本要求。传统的二轴 正交转台式空间指向装置，由于存在设计计算误差、加工误差、装配误差、随 机误差以及配合间隙等多种因素的综合影响，使得这类装置的定位指向精度不 高。光通信领域中天线驱动机构、导弹导引头姿态控制机构等都要求其搭载平 台能够达到毫弧度数量级的全方位空间精确指向定位。显然，采用传统的指向 机构难以满足使用要求。作为一种解决方案，可以在传统指向机构的输出轴末 端再串联 个高精度微调指向装置，以实现搭载平台空间指向定位的精确控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对传统二轴正交转台式空间指向机构难以 达到高精度指向定位的缺陷，设计一种能够实现精确控制的空间指向微调装置， 为航天、通信、兵器等领域提供一种能够实现指向微调的解决方案。本专利技术的技术解决方案是，所述全方位高精度空间指向微调装置，参见图1，具有底板3和通过螺栓同轴线固接在底板3上的筒形支架2。其技术特点在 于，所述支架2内还设置有三支呈辐射状径向均匀分布的压电陶瓷驱动器1。 该三支压电陶瓷驱动器1一端分别通过螺钉固接支架2的筒底，另一端分别通 过调节螺钉4与所述底板3球铰接。其中所述压电陶瓷驱动器1对应所述调节 螺钉4的端面设有球头11。所述调节螺钉4与该球头11对应的端头设有与该 球头11匹配的球窝41。上述三支压电陶瓷驱动器1即分别通过该球头11和球 窝41与所述底板3球铰接。此外，所述支架2之筒形柱面上轴向绕柱设有螺旋 槽21。从而使之具备良好的弹性变形能力和复位功能。并进而通过驱动上述三 支压电陶瓷驱动器1，改变使用本装置的空间指向机构的输出端球头11的空间 位置，改变作为搭载平台的底板3的端面法线的空间指向。可将调节螺钉4由 底板3外端面拧入，使其端部球窝41顶住压电陶瓷驱动器1的输出端球头11。拧紧三个调节螺钉4产生一定的预紧力，使具有弹性的支架2沿其轴线产生相应的预变形。通过调节三个调节螺钉4还可保证在初始安装位置时底板3的外 端面法线与支架2的轴线平行。使用时通过螺钉可将整个装置安装到上一级指 向机构的输出轴未端。分别控制三支压电陶瓷驱动器1的输出位移量，可以改 变三个输出端球头11的空间位置，从而精确调整底板3即搭载平台的外端面法 线的空间指向。本专利技术的工作原理是，由以上构件构成的本专利技术的全方位高精度空间指向 微调装置，依据基于"不共线的.三个点确定一个平面"这一公理建立。如果改 变三点的空间位置，由这三点所确定的平面在空间的方位也将改变。本专利技术将 三组线性压电陶瓷驱动器输出端球头的球心作为控制点。当控制三个压电陶瓷 伸长或縮短时，三个球头位置发生变化，驱动作为搭载平台的底板改变空间方 位。而由于弹性支架能随之产生弹性变形，底板的外端面法线就可以指向预定 的方位了。本专利技术如上述系针对传统的指向机构定位指向精度不高的缺点，提出一种 全方位高精度空间指向微调装置。将这种高精度空间指向微调装置串联在传统 指向机构的输出轴末端，可以实现搭载平台空间指向的精确定位。该全方位高 精度空间指向微调装置具有能够沿任意方向空间指向偏摆的能力，最大偏摆角 度取决于压电陶瓷的最大位移量，其指向精度可达微弧度数量级。通过选择螺 旋线缝隙的圈数和螺距、弹性支撑架圆柱部位的壁厚，可以调整系统的刚度。本专利技术的有益效果是，通过设置在支架上的螺旋状沟槽即螺旋槽，使得支 架由此而来具备了弹性变形和复位能力；通过分别驱动三支压电陶瓷驱动器进 行直线位移，可以精确地控制底板即搭载平台的外端面法线往空间任意方位的 偏摆，实现精确的微调指向。 附图说明图1是本专利技术一种全方位高精度空间指向微调装置的结构示意图，图中标 示为1- --压电陶瓷驱动器，ll一球头，2— 支架，21- —螺旋槽，22— 通孔， 3—底板， 4一调节螺钉，41一球窝。具体实施例方式参见附图1，本专利技术的该实施例取材外径为C60 Mi的65Mn型钢管制作成其 一端具有圆形法兰的筒形支架2，支架2内径为C50mm。支架2柱面轴向绕柱 设螺旋槽21，同时设一通孔22用于走线。底板3则取材厚度为12 mm的铝合金 板材裁制，呈圆形，通过螺钉同轴线固接在支架2的端面法兰上。三支压电陶 瓷驱动器1采用德国PI公司进口的型号为PStl50/10/60 VS15-VbS端头的压电 陶瓷驱动器，呈辐射状径向均匀分布在支架2内，其一端分别通过螺钉固接支 架2的筒底，另一端分别设球头11，调节螺钉4其端头对应球头11设大小形 和状与该球头11匹配的球窝41。三支压电陶瓷驱动器1分别通过球头11和调 节螺钉4端头的球窝41与底板3球铰接。由此构成的本专利技术的全方位高精度空间指向微调装置经试制试用被证明效 果显著，完全达到设计要求。权利要求1、一种全方位高精度空间指向微调装置，具有底板(3)和通过螺钉同轴线固接在底板(3)上的筒形支架(2)，其特征在于，所述支架(2)内还设置有三支呈辐射状径向均匀分布的压电陶瓷驱动器(1)，该三支压电陶瓷驱动器(1)的一端分别固接支架(2)的筒底，另一端分别通过调节螺钉(4)与所述底板(3)球铰接，其中所述压电陶瓷驱动器(1)对应所述调节螺钉(4)的端面设有球头(11)，所述调节螺钉(4)与该球头(11)对应的端头设有与该球头(11)匹配的球窝(41)，上述三支压电陶瓷驱动器(1)即分别通过该球头(11)和球窝(41)与所述底板(3)球铰接，此外，所述支架(2)之筒形柱面上轴向绕柱设有螺旋槽(21)。2、 根据权利要求l所述的全方位高精度空间指向微调装置，其特征在于， 所述支架(2)柱面设有一用于走线的通孔(22)。全文摘要一种全方位高精度空间指向微调装置，具有底板(3)和筒形支架(2)。支架(2)内设置有三支呈辐射状径向均匀分布的压电陶瓷驱动器(1)。压电陶瓷驱动器(1)的一端固接支架(2)筒底，另一端与底板(3)球铰接。上述三支压电陶瓷驱动器(1)分别通过该球头(11)和球窝(41)与底板(3)球铰接。此外，支架(2)之筒形柱面上设有螺旋槽(21)。本专利技术通过设置在支架上的螺旋状沟槽即螺旋槽，使支架具备了弹性变形和复位能力；通过分别驱动三支压电陶瓷驱动器进行直线位移，可精确控制底板即搭载平台的外端面法线往空间任意方位的偏摆，实现精确的微调指向。文档编号G12B5/00GK101604552SQ20091004376公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月26日 优先权日2009年6月26日专利技术者湘 张, 徐小军, 易声耀, 强 李, 潘存云, 豪 邓, 郭坤州 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全方位高精度空间指向微调装置，具有底板（３）和通过螺钉同轴线固接在底板（３）上的筒形支架（２），其特征在于，所述支架（２）内还设置有三支呈辐射状径向均匀分布的压电陶瓷驱动器（１），该三支压电陶瓷驱动器（１）的一端分别固接支架（２）的筒底，另一端分别通过调节螺钉（４）与所述底板（３）球铰接，其中所述压电陶瓷驱动器（１）对应所述调节螺钉（４）的端面设有球头（１１），所述调节螺钉（４）与该球头（１１）对应的端头设有与该球头（１１）匹配的球窝（４１），上述三支压电陶瓷驱动器（１）即分别通过该球头（１１）和球窝（４１）与所述底板（３）球铰接，此外，所述支架（２）之筒形柱面上轴向绕柱设有螺旋槽（２１）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘存云，徐小军，李强，邓豪，易声耀，张湘，郭坤州，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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