专利名称：一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台的制作方法
技术领域：
本发明属机械工程测试技术领域，特别涉及一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，适用于毫米波探测装置及相关产品在运动过程中性能的测试。
背景技术：
毫米波探测装置测试平台可模拟毫米波探测装置的真实工作条件。随着电子技术的迅速发展，毫米波技术的应用领域越来越广阔。在民用领域，基于毫米波技术的汽车、船舶、飞机等动力系统防撞已经在欧美高端装备上开始应用，无人驾驶逐渐步入发展轨道；在工业领域，采用毫米波技术对极限条件下的设备运行状况进行监测逐步实施。由于受毫米波探测装置测试平台的制约，毫米波技术在我国的应用一直比较滞后。如何测试毫米波探测装置及相关产品在运动过程中的可靠性，是我们长期以来寻求解决的主要问题。
发明内容
本发明的目的，是提供一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，解决毫米波探测装置及相关产品在运动过程中性能的测试问题。采用的技术方案是:
一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，包括三维运动导轨装置、旋转机构、俯仰机构和二个支柱。三维运动导轨装置，包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨机构。第一运动导轨机构，包括第一电机、第一导轨、第一滑块和第一电机动力传动组件。第一滑块扣设在第一导轨的上端面上，第一滑块有带内螺纹的丝杠通孔，第一导轨的一端固定连接有齿轮室。第一电机动力传动组件，包括第一丝杠、第一电机锥齿轮和第一丝杠锥齿轮，第一丝杠装设在第一导轨内，且与第一滑块的丝杠通孔螺纹联结，第一丝杠的无螺纹段伸入到齿轮室内，并装设有第一丝杠锥齿轮，第一电机固定在齿轮室的侧壁上，第一电机的输出轴穿过齿轮室侧壁上的电机轴孔伸入到齿轮室内，第一电机的输出轴上装设有第一电机锥齿轮，且第一电机锥齿轮与第一丝杠锥齿轮啮合。第二运动导轨机构，包括第二电机、第二滑块、第二导轨和第二电机动力传动组件；第二导轨固定连接有第二齿轮室，第二电机固定在第二齿轮室的侧壁上，第二滑块扣设在第二导轨上，第二电机动力传动组件在结构上与第一滑块动力传动组件相同，第二滑块与装设在第二导轨内的丝杠螺纹联结。第三运动导轨机构，包括第三电机、第三滑块、第三导轨和第三电机动力传动组件，第三导轨固定连接有第三齿轮室，第三电机固定在第三齿轮室的侧壁上，第三滑块扣设在第三导轨上，第三电机动力传动组件与第一电机动力传动组件在结构上相同，第三滑块与装设在第三导轨内的丝杠螺纹联结。第一滑块的上端面与第二导轨的下端面固定连接，且第二导轨与第一导轨垂直，第三导轨竖直设置，第三滑块的端面与第二滑块的侧壁固定连接，且第三导轨与第二导轨垂直。第一导轨由二个高度能调节的支柱支撑在毫米波探测装置测试平台上。第一电机转动带动第一电机锥齿轮转动，从而带动与第一电机锥齿轮啮合的第一丝杠锥齿轮转动，第一丝杠锥齿轮转动又带动第一丝杠转动，第一丝杠转动则带动第一滑块在第一导轨上纵向运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Y轴方向上运动。同理，第二电机转动，第二电机带动第二导轨内部丝杠转动，第二导轨内部丝杠转动使第二滑块在第二导轨上横向运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系X轴方向上运动。第三电机转动，第三电机带动第三导轨内部丝杠转动，第三导轨内部丝杠转动迫使第三滑块在第三导轨上上下运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Z轴方向上运动。旋转机构，包括壳体、第四电机、传动轴锥齿轮、第四电机锥齿轮和传动轴；壳体固定在第三导轨的下端，第四电机固定在壳体上，第四电机输出轴穿过壳体上的轴孔伸入壳体内，第四电机锥齿轮装设在第四电机输出轴上，传动轴上端穿过壳体上的传动轴通孔插入壳体内，传动轴锥齿轮装设在传动轴上，且与第四电机锥齿轮啮合。第四电机转动，第四电机通过第四电机输出轴轴上的第四电机锥齿轮带动与之啮合的传动轴锥齿轮，使传动轴绕竖直方向旋转，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系中绕Z轴旋转。俯仰机构，包括Π形壳体、第五电机、第一齿轮、第二齿轮和固定杆。第五电机固定在Π形壳体左侧壁的外壁上，第五电机的输出轴穿过Π形壳体左侧壁上的轴孔，并插入Π形壳体右侧壁上的轴孔内，第一齿轮装设在第五电机的输出轴上。第二齿轮装设在被动轴上，被动轴的两端分别装入Π形壳体的左侧壁和右侧壁上的被动轴轴孔内，第二齿轮的直径大于第一齿轮的直径。固定杆上端固定在被动轴上，固定杆上设有多个被测装置固定孔。传动轴下端与Π形壳体垂直，且固定连接。第一导轨由两个支柱支撑在测试平台上。所述高度能调节的支柱，由底座、第一支管、第二支管、第三支管和上支板构成。第一支管的下端固定在底座上，第一支管、第二支管和第三支管上分别有多个限位孔，第二支管下部插入第一支管内，第三支管下部插入第二支管内，上支板固定在第一支管的上端。第二支管和第三支管伸或缩到设定高度后通过定位销定位。上支板与第一导轨的下端面固定连接。由于三维运动导轨装置由三组运动导轨构成，可实现毫米波探测装置在三维空间内的任意运动。旋转机构可实现毫米波探测装置在竖直方向上任意角度旋转。俯仰机构可实现毫米波探测装置在与竖直方向成任意角度俯仰。二个支柱可实现把毫米波探测装置固定在测试平台上。测试平台可通过三维运动导轨机构、旋转机构和俯仰机构实现各种毫米波探测装置模拟五自由度运动，并进行相关性能测试。优点及效果:通过本发明技术方案的实施，能够在不同高度、不同天气、不同背景条件下测试毫米波探测装置是否能正确地探测、识别、跟踪等，大大方便了毫米波探测装置的调试和检测。
图1是本发明的总体结构示意图。图2是高度能调节的支柱结构示意图。图3是三维运动导轨机构结构示意图。图4是第一导轨机构内部结构示意图。图5是旋转机构结构示意图。图6是俯仰机构结构示意图。
具体实施例方式—种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，包括三维运动导轨装置7、旋转机构8、俯仰机构9和二个高度能调节支柱6。三维运动导轨装置7，包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨机构。第一运动导轨机构,包括第一电机16、第一导轨18、第一滑块17和第一电机动力传动组件。第一滑块17扣设在第一导轨18的上端面上，第一滑块17有带内螺纹的丝杠通孔，第一导轨18的一端固定连接有第一齿轮室I。第一滑块动力传动组件，包括第一丝杠25、第一电机锥齿轮26和第一丝杠锥齿轮27,第一丝杠25装设在第一导轨18内，且与第一滑块17的丝杠通孔螺纹联结，第一丝杠25的无螺纹段伸入到第一齿轮室I内，并装设有第一丝杠锥齿轮27，第一电机16固定在第一齿轮室I的侧壁上，第一电机16的输出轴28穿过第一齿轮室I侧壁上的电机轴孔伸入到第一齿轮室I内，第一电机16的输出轴28上装设有第一电机锥齿轮26，且第一电机锥齿轮26与第一丝杠锥齿轮27啮合。第二运动导轨机构，包括第二电机19、第二滑块20、第二导轨21和第二电机动力传动组件；第二导轨21固定连接有第二齿轮室2，第二电机19固定在第二齿轮室2的侧壁上，第二滑块20扣设在第二导轨21上，第二电机动力传动组件在结构上与第一电机动力传动组件相同，第二滑块20与装设在第二导轨21内的丝杠螺纹联结。第三运动导轨机构，包括第三电机22、第三滑块23、第三导轨24和第三电机动力传动组件，第三导轨21固定连接有第三齿轮室3，第三电机22固定在第三齿轮室3的侧壁上，第三滑块23扣设在第三导轨24上，第三电机动力传动组件与第一电机动力传动组件在结构上相同，第三滑块23与装设在第三导轨24内的丝杠螺纹联结。第一滑块17的上端面与第二导轨21的下端面固定连接，且第二导轨21与第一导轨18垂直，第三导轨24竖直设置，第三滑块23的端面与第二滑块20的侧壁固定连接，且第三导轨24与第二导轨21垂直。第一导轨18由二个高度能调节的支柱6支撑在毫米波探测装置测试平台上。第一电机16转动带动第一电机锥齿轮26转动，从而带动与第一电机锥齿轮26哨合的第一丝杠锥齿轮27转动，第一丝杠锥齿轮又带动第一丝杠25转动，第一丝杠25转动则带动第一滑块17在第一导轨18上纵向运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Y轴方向上运动。同理，第二电机19转动，第二电机19带动第二导轨21内部丝杠转动，第二导轨21内部丝杠转动使第二滑块20在第二导轨21上横向运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系X轴方向上运动。第三电机22转动，第三电机22带动第三导轨24内部丝杠转动，第三导轨24内部丝杠转动迫使第三滑块在第三导轨24上上下运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Z轴方向上运动。旋转机构8，包括壳体4、第四电机30、传动轴锥齿轮33、第四电机锥齿轮32和传动轴34 ;壳体4固定在第三导轨24的下端,第四电机30固定在第一壳体4上,第四电机输出轴31穿过壳体4上的轴孔伸入壳体4内，第四电机锥齿轮32装设在第四电机输出轴31上，传动轴34上端穿过壳体4上的传动轴通孔插入壳体4内，传动轴锥齿轮33装设在传动轴34上，且与第四电机锥齿轮32啮合。第四电机30转动，第四电机30通过第四电机输出轴31上的第四电机锥齿轮32带动与之啮合的传动轴34上的传动轴锥齿轮33，使传动轴34绕竖直方向旋转，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系中绕Z轴旋转。俯仰机构9,包括Π形壳体5、第五电机35、第一齿轮37、第二齿轮38和固定杆39。第五电机35固定在Π形壳体5左侧壁41的外壁上,第五电机35的输出轴36穿过Π形壳体5左侧壁42上的轴孔插入Π形壳体36右侧壁42上的轴孔内，第一齿轮37装设在第五电机35的输出轴36上。第二齿轮38装设在被动轴43上，被动轴43的两端分别装入Π形壳体5的左侧壁41和右侧壁42上的被动轴轴孔内，第二齿轮38的直径大于第一齿轮37的直径。固定杆39上端固定在被动轴43上，固定杆39上设有多个被测装置固定孔40。传动轴34下端与Π形壳体5垂直，且固定连接。所述高度能调节的支柱6，由底座11、第一支管44、第二支管45、第三支管46和上支板14构成。第一支管44的下端固定在底座11上，第一支管44、第二支管45和第三支管10上分别有多个限位孔13，第二支管45下部插入第一支管44内，第三支管10下部插入第二支管45内，上支板14固定在第一支管44的上端。第二支管45和第三支管10伸或缩到设定高度后通过定位销15定位。二个高度能调节的支柱6的上支板11分别与第一导轨18的下端面固定连接。
权利要求
1.一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，包括三维运动导轨装置(7)、旋转机构(8 )、俯仰机构(9 )和二个支柱(6 )，其特征在于: 所述的三维运动导轨装置(7)，包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨机构； 第一运动导轨机构，包括第一电机(16)、第一导轨(18)、第一滑块(17)和第一电机动力传动组件，第一滑块(17)扣设在第一导轨(18)的上端面上，第一滑块(17)有带内螺纹的丝杠通孔，第一导轨(18)的一端固定连接有第一齿轮室(I)，第一滑块动力传动组件，包括第一丝杠(25)、第一电机锥齿轮(26)和第一丝杠锥齿轮(27),第一丝杠(25)装设在第一导轨(18)内，且与第一滑块(17)的丝杠通孔螺纹联结，第一丝杠(25)的无螺纹段伸入到第一齿轮室(I)内，并装设有第一丝杠锥齿轮(27)，第一电机(16)固定在第一齿轮室(I)的侧壁上，第一电机(16)的输出轴(28)穿过第一齿轮室(I)侧壁上的电机轴孔伸入到第一齿轮室(I)内，第一电机(16)的输出轴(28)上装设有第一电机锥齿轮(26),且第一电机锥齿轮(26)与第一丝杠锥齿轮(27)啮合； 第二运动导轨机构，包括第二电机(19 )、第二滑块(20 )、第二导轨(21)和第二电机动力传动组件；第二导轨(21)固定连接有第二齿轮室(2)，第二电机(19)固定在第二齿轮室(2)的侧壁上，第二滑块(20)扣设在第二导轨(21)上，第二电机动力传动组件在结构上与第一电机动力传动组件相同，第二滑块(20)与装设在第二导轨(21)内的丝杠螺纹联结； 第三运动导轨机构，包括第三电机(22 )、第三滑块(23 )、第三导轨(24)和第三电机动力传动组件，第三导轨(21)固定连接有第三齿轮室(3)，第三电机(22)固定在第三齿轮室(3)的侧壁上,第三滑块(23)扣设在第三导轨(24)上,第三电机动力传动组件与第一电机动力传动组件在结构上相同，第三滑块(23)与装设在第三导轨(24)内的丝杠螺纹联结； 第一滑块(17)的上端面与第二导轨(21)的下端面固定连接，且第二导轨(21)与第一导轨(18)垂直，第三导轨(24)竖直设置，第三滑块(23)的端面与第二滑块(20)的侧壁固定连接，且第三导轨(24)与第二导轨(21)垂直，第一导轨(18)由二个支柱(6)支撑在毫米波探测装置测试平台上； 第一电机(16)转动带动第一电机锥齿轮(26)转动，从而带动与第一电机锥齿轮(26)啮合的第一丝杠锥齿轮(27)转动，第一丝杠锥齿轮又带动第一丝杠(25)转动，第一丝杠(25)转动则带动第一滑块(17)在第一导轨(18)上纵向运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Y轴方向上运动，同理，第二电机(19)转动，第二电机(19)带动第二导轨(21)内部丝杠转动，第二导轨(21)内部丝杠转动使第二滑块(20)在第二导轨(21)上横向运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系X轴方向上运动，第三电机(22 )转动，第三电机(22 )带动第三导轨(24)内部丝杠转动，第三导轨(24)内部丝杠转动迫使第三滑块在第三导轨(24)上上下运动，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系Z轴方向上运动； 旋转机构(8)，包括壳体(4)、第四电机(30)、传动轴锥齿轮(33)、第四电机锥齿轮(32)和传动轴(34);壳体(4)固定在第三导轨(24)的下端,第四电机(30)固定在第一壳体(4)上，第四电机输出轴(31)穿过壳体(4)上的轴孔伸入壳体(4)内，第四电机锥齿轮(32)装设在第四电机输出轴(31)上，传动轴(34)上端穿过壳体(4)上的传动轴通孔插入壳体(4)内，传动轴锥齿轮(33)装设在传动轴(34)上，且与第四电机锥齿轮(32)啮合，第四电机(30)转动，第四电机(30)通过第四电机输出轴(31)上的第四电机锥齿轮(32)带动与之啮合的传动轴(34 )上的传动轴锥齿轮(33 )，使传动轴(34 )绕竖直方向旋转，即模拟毫米波探测装置在直角坐标系中绕Z轴旋转； 俯仰机构(9),包括Π形壳体(5)、第五电机(35)、第一齿轮(37)、第二齿轮(38)和固定杆(39),第五电机(35)固定在Π形壳体(5)左侧壁(41)的外壁上,第五电机(35)的输出轴(36)穿过Π形壳体(5)左侧壁(42)上的轴孔插入Π形壳体(36)右侧壁(42)上的轴孔内，第一齿轮(37)装设在第五电机(35)的输出轴(36)上,第二齿轮(38)装设在被动轴(43)上，被动轴(43)的两端分别装入Π形壳体(5)的左侧壁(41)和右侧壁(42)上的被动轴轴孔内，第二齿轮(38)的直径大于第一齿轮(37)的直径,固定杆(39)上端固定在被动轴(43)上，固定杆(39)上设有多个被测装置固定孔(40)，传动轴(34)下端与Π形壳体(5)垂直，且固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，其特征在于:所述支柱(6)，为高度能调节的支柱，由底座(11)、第一支管(44)、第二支管(45)、第三支管(46)和上支板(14)构成，第一支管(44)的下端固定在底座(11)上，第一支管(44)、第二支管(45)和第三支管(10)上分别有多个限位孔(13)，第二支管(45)下部插入第一支管(44)内，第三支管(10)下部插入第二支管(45)内，上支板(14)固定在第一支管(44)的上端，第二支管(45)和第三支管(10)伸或缩到设定高度后通过定位销(15)定位,上支板(14)与第一导轨(18)的下端面 固定连接。
全文摘要
一种可升降五自由度毫米波探测装置测试平台，包括三维运动导轨装置、旋转装置和俯仰机构。三维运动导轨装置包括第一运动导轨机构、第二运动导轨机构和第三运动导轨机构，并分别能模拟毫米波探测装置在直角坐标系的Y轴方向、X轴方向和Z轴方向运动。旋转机构的壳体与第三运动导轨机构中的第三导轨下端固定连接，旋转机构能绕Z轴旋转。俯仰机构可实现与竖直方向成任何角度俯仰。优点及效果通过本发明技术方案的实施，能够在不同高度、不同天气、不同背景条件下测试毫米波探测装置是否能正确地探测、识别、跟踪等，大大方便了毫米波探测装置的调试和检测。
文档编号G01S7/40GK103176176SQ20131008755
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者孟力军, 张东阳, 杜继石 申请人:沈阳理工大学