一种大型天线主反射面的位姿调整机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种大型天线主反射面的位姿调整机构，包括用于安装天线主反射面的吊环、箱体组合、滚珠丝杠和套筒组合；吊环配装在滚珠丝杠的一端，滚珠丝杠穿过箱体组合内的丝杠螺母后位于套筒组合内，滚珠丝杠的另一端端部配装有滑套；套筒组合的一端为固定端，套筒组合的另一端固装在箱体组合上；在套筒组合的一侧的中心处沿其长度方向加工有导向槽；滑套位于套筒组合内且可沿套筒组合的长度方向上滑动，在与套筒组合的导向槽相对应位置的滑套上设置有导向键；箱体组合内设置有滚珠丝杠的旋转驱动机构。本实用新型通过借助电机的制动特性来避免滚珠丝杠副的逆转，能够实现天线主反射面的位姿调整和精度控制。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种大型天线主反射面的位姿调整机构，尤其适用于具有主动球 反射面的大型射电望远镜天线中主反射面单自由度平动调整方面的【技术领域】。 一种大型天线主反射面的位姿调整机构
【背景技术】
[0002] 随着现在电子技术、无线电通信、计算机技术的迅猛发展。射电天文技术方法得到 长足的进步。作为射电天文主要探测工具的大型射电望远镜，依靠大接收面积、高方向性的 天线，了解有关天体的物理特性等。大型天线由于受重力变形及安装误差的影响，主反射面 的位置和姿态安装精度存在一定的误差，从而影响了天线的接收性能。
[0003] 传统的天线主反射面位姿调整机构常用有手动调整机构和电动调整机构两种，手 动调整多为调整螺杆，电动调整机构多为在调整螺杆的基础上增加小型驱动电机实现。由 于传动天线的主反射面分块数量有限，且变形较小，需要调整机构的调整量也小，因此，传 动的调整机构即可以满足使用要求。
[0004] 大型射电天线由于主反射面直径大、自重大、调整量大、且需多数主反射面板可实 现同时调整等要求，故大型射电天线的主反射面位姿调整机构需要具备高刚度、结构紧凑、 精度高、可实现同步调整、调整范围相对较大等性能，此时传统的主反射面位姿调整机构已 不能满足使用要求。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是为了克服主反射面不可动的大型天线的主反射面位姿调整 和误差补偿方面的缺陷，提供一种在天线工作状态时主反射面位姿的调整机构，以补偿因 重力变形和安装误差等因素导致的天线性能的变化和指向偏差，使其具有高的指向精度、 环境适应性以及长期工作的可靠性，提高大型天线设备的信号接收性能。
[0006] 本实用新型所采取的技术方案为：一种大型天线主反射面的位姿调整机构，包括 用于安装天线主反射面的吊环1、箱体组合3、滚珠丝杠7和套筒组合8 ;吊环1配装在滚珠 丝杠7的一端，滚珠丝杠7穿过箱体组合3内的丝杠螺母5后位于套筒组合8内，滚珠丝杠 7的另一端端部配装有滑套24 ;套筒组合8的一端为固定端，套筒组合8的另一端固装在箱 体组合3上；在套筒组合8的一侧的中心处沿其长度方向加工有导向槽；滑套24位于套筒 组合8内且可沿套筒组合8的长度方向上滑动，在与套筒组合8的导向槽相对应位置的滑 套24上设置有导向键9 ;箱体组合3内设置有滚珠丝杠7的旋转驱动机构。
[0007] 其中，所述的旋转驱动机构包括电机26、减速器11、主动齿轮13、从动齿轮4、圆锥 滚子轴承14和平键21 ;套装在滚珠丝杠7上的丝杠螺母5两端通过圆锥滚子轴承14与箱 体组合3实现配装和固定；从动齿轮4套装在丝杠螺母5的外圆周上，从动齿轮4与丝杠螺 母5通过平键21进行固定配合；主动齿轮13配装在减速器11的输出轴端，主动齿轮13与 从动齿轮4进行啮合，减速器11与箱体组合3进行配装。
[0008] 其中，滑套24的外圆周上安装有限位块25,在套筒组合8的筒体内壁上与设置有 与限位块25相配的限位开关16,所述的限位开关16为两个且分别安装套筒组合8的筒体 内壁的两端；在套筒组合8的筒体内壁的中间处安装有与限位块25相配的零位开关15。
[0009] 其中，滚珠丝杠7配装吊环1的一端外部安装有防护套2。
[0010] 本实用新型的有益效果：该大型天线主反射面的位姿调整机构采用的的滚珠丝杠 副传动机构，结构刚度大、承载能力强、响应速度快、具有很高的传动精度和可靠性，通过借 助驱动电机的制动特性来避免滚珠丝杠副的逆转，用以保证主反射面调整工作的稳定，能 够实现天线主反射面的位姿调整和精度控制，补偿因重力变形和安装误差等因素导致的天 线性能和指向的变化，并能适应多频段馈源工作的要求，全天候保证天线工作于最佳状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型主反射面位姿调整机构的结构示意图；
[0012] 图2是图1的俯视图；
[0013] 图3本实用新型箱体组合的结构示意图；
[0014] 图4是本实用新型套筒组合的结构示意图；
[0015] 图5是图4的俯视图；
[0016] 图中：1.吊环，2.防护套，3.箱体组合，4.从动齿轮，5.丝杠螺母，6.滑块保护罩， 7.滚珠丝杠，8.套筒组合，9.导向键，10.驱动保护罩，11.减速器，12.控制保护罩，13.主 动齿轮，14.圆锥滚子轴承，15.零位开关，16.限位开关，17.走线管，18.轴承端盖，19.法 兰，20.驱动器，21.平键，22.开关支架，23.锁紧螺母，24.滑套，25.限位块，26.驱动电机， 27.箱体，28.法兰盘，29.法兰盘，30.安装法兰，31.连接法兰，32.方形套筒，33.底座。
【具体实施方式】
[0017] 如下是本实用新型公开的一个实施例，参照附图1至图5,本实施例中的大型天线 主反射面的位姿调整机构是一种按照特定的安装方式实现主天线面的固定支撑并通过伸 缩运动实现单自由度平动的主动调整机构。
[0018] 所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构由用于安装天线主反射面的吊环 1、防护套2、箱体组合3、从动齿轮4、丝杠螺母5、滑块保护罩6、滚珠丝杠7、套筒组合8、导 向键9、驱动保护罩10、减速器11、控制保护罩12、主动齿轮13、圆锥滚子轴承14、零位开关 15、限位开关16、走线管17、轴承端盖18、法兰19、驱动器20、平键21、开关支架22、锁紧螺 母23、滑套24、限位块25和驱动电机26构成。其中滚珠丝杠7 -端通过吊环1与天线主 反射面相连接，另一端通过套筒组合8与地基相固连。滚珠丝杠7与丝杠螺母5组成传动 畐0,实现主动调整机构的单自由度伸缩运动。从动齿轮4和主动齿轮13组成传动链，实现 驱动电机26与丝杠螺母5之间的运动传递。丝杠螺母5与箱体组合3相连接；滚珠丝杠7 上安装滑套24。滑套24中心加工有螺纹孔，用于与滚珠丝杠7相连接；滑套24的一侧安 装有导向键9,与套筒组合8上的导向槽共同作用以实现高精度导向，确保旋转与直线运动 转化的可靠、顺畅、无迟滞。滑套24上安装导向键9的对面安装有限位块25,限位块25与 限位开关16的相互作用实现对滚珠丝杠7行程的控制，限位块25与零位开关15的相互作 用消除单回程内滚珠丝杠7的运动误差。
[0019] 其中：套筒组合8 -端与通过标准件与地基固连，另一端通过法兰19与箱体组合 3实现螺栓连接；套筒组合8上开有导向槽一侧安装有滑块保护罩6,实现滚珠丝杠7的防 尘防水保护；套筒组合8上开有导向槽一侧的对面依次安装有三个开关支架25,位于中间 的开关支架25上安装有零位开关16,位于两端的开关支架25上安装有限位开关17,开关 支架25上的开关安装接口采用长圆孔设计，方便实现零位开关16和限位开关17的位置调 整；套筒组合8上开有导向槽一侧的对面安装有滑块保护罩6,实现零位开关15和限位开 关16的保护功能。
[0020] 其中：箱体组合3 -端通过轴承端盖18与防护套2连接，另一端通过法兰19与套 筒组合8采用螺栓连接；法兰盘28和安装法兰30内侧处分别安装圆锥滚子轴承14,成对 安装的圆锥滚子轴承14内侧安装有丝杠螺母5,圆锥滚子轴承14通过轴承端盖18、法兰19 和丝杠螺母5的轴肩实现轴向定位和安装固定；从动齿轮4安装在丝杠螺母5上，通过平键 21实现周向的无间隙连接，以保证足够的运动精度，通过锁紧螺母23与丝杠螺母5的轴肩 实现轴向定位和安装固定；箱体组合3中法兰盘29上偏离滚珠丝杠7轴线的位置加工有同 轴圆孔，内侧安装减速器11，减速器11的输出轴端安装有主动齿轮13,主动齿轮13和从动 齿轮4组成传动链，实现实现驱动电机26与丝杠螺母5之间的运动传递；减速器11的输入 端配装驱动电机26,减速器11和驱动电机26的外侧安装有驱动保护罩；箱体组合3安装 减速器11 一侧的对面一侧安装有驱动器20和驱动保护罩12,走线管17实现保护罩12和 驱动罩10之间的走线。
[0021] 其中，滚珠丝杠7配装吊环1的一端外部安装有防护套2,实现滚珠丝杠7的防尘 防水保护。
[0022] 本实用新型的工作原理是根据要求调整天线主反射面的位姿，由驱动器20接收 信号，发出指令，驱动主动调整机构的驱动电机26转动，驱动电机26转动后带动减速器11 转动，减速器11转动后带动主动齿轮13转动，主动齿轮13带动从动齿轮4转动，从动齿轮 4通过平键21带动丝杠螺母5转动，丝杠螺母5带动滚珠丝杠7的运动，导向键9与套筒 组合8 -侧的导向槽的配合，使得丝杠螺母5的旋转运动转换为滚珠丝杠7的直线运动，由 限位开关16的相对位置限定滚珠丝杠7的移动位移量，调整天线主反射面的位姿，直至满 足所要求的位姿以后，指令停止，主动调整机构停止运动，此时天线主反射面的位姿满足要 求。
【权利要求】
1. 一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：包括用于安装天线主反射面 的吊环（1)、箱体组合（3)、滚珠丝杠（7)和套筒组合（8);吊环（1)配装在滚珠丝杠（7)的 一端，滚珠丝杠（7)穿过箱体组合（3)内的丝杠螺母（5)后位于套筒组合（8)内，滚珠丝杠 (7)的另一端端部配装有滑套（24);套筒组合（8)的一端为固定端，套筒组合（8)的另一端 固装在箱体组合（3)上；在套筒组合（8)的一侧的中心处沿其长度方向加工有导向槽；滑 套（24)位于套筒组合（8)内且可沿套筒组合（8)的长度方向上滑动，在与套筒组合（8)的 导向槽相对应位置的滑套（24)上设置有导向键（9);箱体组合（3)内设置有滚珠丝杠（7) 的旋转驱动机构。
2. 根据权利要求1所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：所述 的旋转驱动机构包括电机（26)、减速器（11)、主动齿轮（13)、从动齿轮（4)、圆锥滚子轴承 (14)和平键（21);套装在滚珠丝杠（7)上的丝杠螺母（5)两端通过圆锥滚子轴承（14)与 箱体组合（3)实现配装和固定；从动齿轮（4)套装在丝杠螺母（5)的外圆周上，从动齿轮 (4)与丝杠螺母（5)通过平键（21)进行固定配合；主动齿轮（13)配装在减速器（11)的输 出轴端，主动齿轮（13)与从动齿轮（4)进行啮合，减速器（11)与箱体组合（3)进行配装。
3. 根据权利要求1所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：滑套 (24)的外圆周上安装有限位块（25)，在套筒组合（8)的筒体内壁上与设置有与限位块（25) 相配的限位开关（16)，所述的限位开关（16)为两个且分别安装套筒组合（8)的筒体内壁的 两端；在套筒组合（8)的筒体内壁的中间处安装有与限位块（25)相配的零位开关（15)。
4. 根据权利要求1所述的一种大型天线主反射面的位姿调整机构，其特征在于：滚珠 丝杠（7)配装吊环（1)的一端外部安装有防护套（2)。
【文档编号】H01Q15/14GK203910973SQ201420332950
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】李建军, 贾彦辉, 王宇哲, 何翠瑜, 师民祥 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所