一种相控阵雷达的辅助天线及其安装装置的制作方法

本发明涉及相控阵雷达领域，具体为一种相控阵雷达的辅助天线及其安装装置。

背景技术

相控阵雷达具有波束指向灵活，可以实现无惯性快速扫描；波束形状和波束数量可控，便于进行空间滤波以及同时实现搜索、识别、跟踪、制导、无源探测等多种功能；目标容量大，对复杂目标环境的适应能力强，可在广大的空域内同时监视、跟踪多个目标，等等突出优势。随着雷达理论、雷达技术、微电子技术、计算机技术等的深入发展，相控阵雷达已从最初的大型、地面固定、远程、战略应用，发展到今天的可以实现小型\共形、机动平台、多种量程、战术应用。可以预期，相控阵雷达在现代战争中将会发挥越来越重要和广泛的作用，

相控阵雷达的所有优势都以其天线为基础，在对相控阵雷达的理论、技术和应用研究中，对相控阵天线以及其安装装置要求都很高，但是现有的相控阵雷达的辅助天线及其安装装置，还存在以下不足之处：

例如，申请号为201510957038.2，专利名称为一种天线传动装置的发明专利：

其行星轮选位组件包括一个行星轮；单向控制组件可控制行星轮实现选位和定位；仅由一个电机可以实现选位和输出轴的双向转动输出，其天线传动装置结构简单、重量轻，稳定，易于操作。

但是，现有的相控阵雷达的辅助天线及其安装装置存在以下缺陷：

(1)现有的用于相控阵雷达的辅助天线，其天线安装管路一般采用两床头箱固定、错位排列，天线安装管路两端先后倒棱的方式，适用于对天线安装管路质量要求不高、壁薄、小管径的管路，但是不能满足对大管径厚壁管加工精度的要求，随着天线安装管路壁厚增加，管径增大，切削力迅速增大，夹紧装置不能有效防止天线安装管路的振动和移动，天线安装管路振动加剧和偏离定位位置将严重影响辅助天线的信号质量；

(2)现有的辅助天线安装装置采用的夹紧方式主要有两种，一种是使用气动扳手、螺钉、压板手工夹紧，另一种是使用液压缸向上顶工作台自动夹紧，手动夹紧方式工作效率低、劳动强度大，且安装效果差。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种相控阵雷达的辅助天线及其安装装置，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种相控阵雷达的辅助天线及其安装装置，包括天线固定转台、固定夹紧机构和压力加载机构，所述天线固定转台的上表面上贯穿连接有压力加载机构，所述天线固定转台的内壁上固定安装有传感器定位装置，所述传感器定位装置的上部设置有传感器卡槽，所述传感器卡槽的上部轴向连接有转轴，所述转轴的上部穿过天线固定转台的内壁与固定夹紧机构轴向连接，所述固定夹紧机构设置在天线固定转台的上表面上。

进一步地，所述固定夹紧机构包括三头连杆和连杆架，所述三头连杆的左端通过调节螺钉固定安装有第一连杆，所述第一连杆的下部通过轴承接头与天线固定转台轴向连接，所述三头连杆的下部轴向连接有连杆架，所述连杆架的右端上部轴向连接有连杆支座，所述连杆支座的轴向端连接有第一滑块，所述三头连杆的右端通过第二连杆轴向连接有第二滑块，所述第一滑块和第二滑块之间对称设置，且在所述第一滑块和第二滑块的外壁上均设置有锁紧机构，所述锁紧机构的内壁上对称设置有两个夹瓦，所述夹瓦的中线心平面上还设置有浮动机构。

进一步地，所述锁紧机构包括交流伺服电机和滑板，所述交流伺服电机的下部轴向连接有减速器，所述减速器的输出轴通过联轴器连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的两端均设置有轴承座，所述轴承座的内壁上设置有轴承套，所述轴承套外部通过锁紧螺母连接有轴承端盖，所述轴承端盖固定设置在轴承座的外壁上，所述滚珠丝杠的中央处通过滚珠丝杠螺母贯穿连接有滑板，所述滑板的下部贯穿连接有增压油缸。

进一步地，所述轴承座的下部内壁上还轴向连接有导杆，所述导杆贯穿连接在滑板的内壁上，所述增压油缸的两端均通过电控线路连接有电控单向阀，所述电控单向阀的控制端连接有工作油缸，所述工作油缸的内壁上设置有活塞杆，所述活塞杆的外表面上设置有复位弹簧，所述活塞杆的轴向端与夹瓦内壁轴向连接。

进一步地，所述浮动机构的轴向端与压力加载机构轴向连接，所述浮动机构包括浮动夹紧箱体和u型架，所述浮动夹紧箱体的两端均通过键轴轴向连接有转动轴，所述转动轴的上部轴向连接有u型架，所述u型架的内壁上对称设置有连接轴，所述u型架的下部还对称安装有两个支撑座。

进一步地，所述支撑座的内壁上轴向连接有调节杆，所述调节杆的两端轴向连接有平衡弹簧。

进一步地，所述压力加载机构包括加载头a和力传感器，所述加载头a的内壁上轴向连接有加载固定杆，所述加载固定杆的右端通过锁紧螺母固定安装有力传感器，所述力传感器的右端轴向连接有动力轴。

进一步地，所述动力轴的输出端轴向连接有异形螺母，所述异形螺母的轴向端连接有推力调心滚子轴承，所述推力调心滚子轴承的轴向端通过传动轴轴向连接有加载头b。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的相控阵雷达的辅助天线及其安装装置，利用固定夹紧机构内部的夹瓦实现对辅助天线轴向的安装夹紧，并利用压力加载机构控制夹紧力度，以交流伺服电机为动力，滚珠丝杠副为传动机构，液压缸为执行元件，能分发挥伺服、机械、液压三方面的优点，具有结构简单、夹紧力大、控制精度高以及高效节能环保等优点，可以实现工件的自动化、数字化快速夹紧，便于辅助天线的安装使用；

(2)本发明的相控阵雷达的辅助天线及其安装装置，同时具有载荷施加功能和载荷实时监测功能，解决了此类顶压加载结构无法保证载荷施加同轴度及摩擦力降低的难题，具有结构紧凑、刚度好、质量轻、通用性强等优点。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的固定夹紧机构结构示意图；

图3为本发明的锁紧机构结构示意图；

图4为本发明的浮动机构结构示意图；

图5为本发明的压力加载机构结构示意图。

图中标号：

1-天线固定转台；2-压力加载机构；3-固定夹紧机构；4-转轴；5-传感器定位装置；6-传感器卡槽；

201-加载头a；202-加载固定杆；203-锁紧螺母；204-力传感器；205-动力轴；206-异形螺母；207-推力调心滚子轴承；208-传动轴；209-加载头b；

301-三头连杆；302-连杆架；303-第一连杆；304-轴承接头；305-连杆支座；306-第一滑块；307-锁紧机构；308-浮动机构；309-夹瓦；310-第二连杆；311-第二滑块；

3071-交流伺服电机；3072-减速器；3073-轴承座；3074-滚珠丝杠；3075-滑板；3076-轴承套；3077-活塞杆；3078-轴承端盖；3079-滚珠丝杠螺母；30710-增压油缸；30711-导杆；30712-电控单向阀；30713-工作油缸；30714-复位弹簧；

3081-浮动夹紧箱体；3082-转动轴；3083-u型架；3084-连接轴；3085-支撑座；3086-调节杆；3087-平衡弹簧；3088-键轴。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明提供了一种相控阵雷达的辅助天线及其安装装置，包括天线固定转台1、固定夹紧机构3和压力加载机构2，所述天线固定转台1的上表面上贯穿连接有压力加载机构2，所述天线固定转台1的内壁上固定安装有传感器定位装置5，所述传感器定位装置5的上部设置有传感器卡槽6，所述传感器卡槽6的上部轴向连接有转轴4，所述转轴4的上部穿过天线固定转台1的内壁与固定夹紧机构3轴向连接，所述固定夹紧机构3设置在天线固定转台1的上表面上。

本实施例中，利用固定夹紧机构3内部的夹瓦309实现对辅助天线轴向的安装夹紧，并利用压力加载机构2控制夹紧力度，以交流伺服电机3071为动力，滚珠丝杠3074副为传动机构，液压缸为执行元件，能分发挥伺服、机械、液压三方面的优点，具有结构简单、夹紧力大、控制精度高以及高效节能环保等优点，可以实现工件的自动化、数字化快速夹紧，便于辅助天线的安装使用。

所述固定夹紧机构3包括三头连杆301和连杆架302，所述三头连杆301的左端通过调节螺钉固定安装有第一连杆303，所述第一连杆303的下部通过轴承接头304与天线固定转台1轴向连接，所述三头连杆301的下部轴向连接有连杆架302，所述连杆架302的右端上部轴向连接有连杆支座305，所述连杆支座305的轴向端连接有第一滑块306，所述三头连杆301的右端通过第二连杆310轴向连接有第二滑块311，所述第一滑块306和第二滑块311之间对称设置，且在所述第一滑块306和第二滑块311的外壁上均设置有锁紧机构307，所述锁紧机构307的内壁上对称设置有两个夹瓦309，所述夹瓦309的中线心平面上还设置有浮动机构308。

本实施例中，当天线安装管路到达夹紧位置后，垂直放置的第一连杆303向上运动，通过三头连杆301、第二连杆310以及连杆支座305组成的连杆机构推动左边的滑块311和夹瓦309向右运动，右边的滑块和夹瓦向左运动，两端的夹瓦309同时抱紧天线安装管路，轴向锁紧装置307锁紧，进一步保证夹紧动作的可靠性。

所述锁紧机构307包括交流伺服电机3071和滑板3075，所述交流伺服电机3071的下部轴向连接有减速器3072，所述减速器3072的输出轴通过联轴器连接有滚珠丝杠3074，所述滚珠丝杠3074的两端均设置有轴承座3073，所述轴承座3073的内壁上设置有轴承套3076，所述轴承套3076外部通过锁紧螺母连接有轴承端盖3078，所述轴承端盖3078固定设置在轴承座3073的外壁上，所述滚珠丝杠3074的中央处通过滚珠丝杠螺母3079贯穿连接有滑板3075，所述滑板3075的下部贯穿连接有增压油缸30710，所述轴承座3073的下部内壁上还轴向连接有导杆30711，所述导杆30711贯穿连接在滑板3075的内壁上，所述增压油缸30710的两端均通过电控线路连接有电控单向阀30712，所述电控单向阀30712的控制端连接有工作油缸30713，所述工作油缸30713的内壁上设置有活塞杆3077，所述活塞杆3077的外表面上设置有复位弹簧30714，所述活塞杆3077的轴向端与夹瓦309内壁轴向连接。

本实施例中，滑板3075的一端和滚珠丝杠螺母3079通过螺栓连接固定，滑板3075中部加工有通孔，通孔中装有直线轴承，直线轴承和导杆30711为高副间隙配合，导杆30711一方面对滑板3075起导向作用，另一方面阻止滚珠丝杠螺母3079在移动过程中发生旋转运动，滑板3075的另一端和增压油缸30710的活塞杆3077固定连接，减速机3072主要起到降速增扭的作用，电控单向阀30712主要起到停止保压作用，增压油缸30710和工作油缸30713之间通过管路连接，利用液体静压传动技术实现力的传递与放大。

本实施例中，锁紧机构307工作原理为：交流伺服电机3071正转时，通过减速机3072带动滚珠丝杠3074正转，滚珠丝杠3074带动滚珠丝杠螺母3079向右运动，滚珠丝杠螺母3079通过滑板3075带动右增压油缸30710活塞向右移动压缩液压油，液压油增压后通过管路、右电控单向阀30712作用到右工作油缸30713活塞上，活塞下移带动夹紧压头将右工位工件夹紧，同时，左电控单向阀30712打开，左增压油缸30710活塞在滑板3075作用下向右移动，左增压油缸30712排出空气吸入油液，左工作油缸30713活塞在复位弹簧30714作用下，向上运动排出油液，从而夹紧压头上移松开左工位工件，当右电控单向阀30712打开，控制系统控制交流伺服电机3071反转，丝杠螺母3079带动滑板3075向左运动，左夹紧压头下移夹紧左工位工件，右夹紧压头上移松开右工位工件，依次往复循环，交替夹紧工件。

本实施例中，锁紧机构307夹紧力大、夹紧速度可微调，夹紧工件时冲击振动小、稳定可靠，能够显著提高工件夹装效率，降低工人劳动强度，保障工件加工质量。

本实施例中，锁紧机构307中的工作油缸30713采用管路连接，夹具系统整体布局柔性较大，夹紧压头既可以在竖直方向上将工件夹紧，也可以在水平方向上将工件从侧面夹紧，并且增压装置可布置在工作台底部，节省工作台上方空间，使机器设备整体布局更加简洁、和谐。

所述浮动机构308的轴向端与压力加载机构2轴向连接，所述浮动机构308包括浮动夹紧箱体3081和u型架3083，所述浮动夹紧箱体3081的两端均通过键轴3088轴向连接有转动轴3082，所述转动轴3082的上部轴向连接有u型架3083，所述u型架3083的内壁上对称设置有连接轴3084，所述u型架3083的下部还对称安装有两个支撑座3085，所述支撑座3085的内壁上轴向连接有调节杆3086，所述调节杆3086的两端轴向连接有平衡弹簧3087。

本实施例中，平衡弹簧平衡弹簧3087为压缩弹簧，调节杆3086可以调节弹簧的长度。

本实施例中，浮动机构308工作过程为：由于天线安装管路弯曲度的影响，锁紧机构307夹紧天线安装管路后，浮动机构308要在垂直于天线安装管路轴线的平面内平移，与之相联接的转动轴3082随之平移，带动u型架3083两端相互啮合的轴芯分别绕u型架3083的内壁上连接轴3084旋转，平衡弹簧3087长度相应变化，浮动夹紧装置的夹紧部分可在新的位置夹紧天线安装管路。

本实施例中，浮动机构308能保证夹紧装置在垂直于天线安装管路轴线的平面内浮动±2mm，避免天线安装管路弯曲的影响，使浮动夹紧力能够与已经夹紧的固定夹紧力同时夹紧天线安装管路。

所述压力加载机构2包括加载头a201和力传感器204，所述加载头a201的内壁上轴向连接有加载固定杆202，所述加载固定杆202的右端通过锁紧螺母203固定安装有力传感器204，所述力传感器204的右端轴向连接有动力轴205，所述动力轴205的输出端轴向连接有异形螺母206，所述异形螺母206的轴向端连接有推力调心滚子轴承207，所述推力调心滚子轴承207的轴向端通过传动轴208轴向连接有加载头b209。

本实施例中，压力加载机构2工作原理：将组装好的加载装置固定在天线固定转台上，限制加载固定杆202、力传感器204、动力轴205的转动，通过力拒扳手调节异形螺母206转角，由异形螺母206的旋转，带动动力轴205仅作轴向运动，力拒扳手带动异形螺母206产生转动，异形螺母206推动加载杆顶紧加载头，从而使加载头对外层夹瓦309产生压力载荷；载荷大小通过对异形螺母206施加转角的大小来控制，并通过力传感器204监测载荷施加情况。

本实施例中，高精度力传感器204首先承担载荷传递任务，其所具备的载荷在线实时监测功能使加载精确可靠；力传感器204作为载荷传递路线的一部分，有效削减了加载装置的外形尺寸，提高了装置的串行刚度。

本实施例中，将动力轴205作为加载杆连接力传感器204与异形螺母206，使加载得以实现，两端螺纹尺寸由力传感器204及异形螺母206确定；选用细牙螺纹可更好地实现连续缓慢地加载。

本实施例中，加载固定杆202伸出外层夹瓦309上端，通过加载杆固定板限位及扳手联合使用，限制加载时固定加载杆202以上部分的周向相对位置变化，用两个螺母使加载固定杆202及加载杆与力传感器204两端连接固定更加牢固。

本实施例中，异形螺母206与加载头之间设计轴承结构以实现载荷的传递，有效减小了异型螺母206与加载头间的摩擦力，最大程度降低加载装置对外层部件受力状态的影响；在加载时有效限制加载头与外层部件之间产生相对位置变化，保证了轴向刚度；细牙螺纹设计实现连续缓慢加载，并具有自锁特征；空心设计在不影响加载装置刚度的前提下实现了质量的减轻，便于装配。

本实施例中，压力加载机构2从内部对外层夹瓦309施加压力，其各部件根据功能可分作调心结构组件和精密加载结构组件，调心结构组件的自动对心功能解决了顶压加载方式的载荷同轴度问题；用精密加载结构组件模拟力的传递路线，同时实现从外部操作来施加内部压力载荷和准确加载。

本实施例中，压力加载机构2同时具有载荷施加功能和载荷实时监测功能，解决了此类顶压加载结构无法保证载荷施加同轴度及摩擦力降低的难题，具有结构紧凑、刚度好、质量轻、通用性强等优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。