雷达天线三轴稳定平台角度检测仪及检测方法
【专利摘要】本发明涉及SAR天线稳定平台，特指一种雷达天线三轴稳定平台角度检测仪。包括稳定平台连接板、X轴转动机构、X轴移动机构、Y轴转动机构、Y轴移动机构、Z轴转动机构、Z轴移动机构和机座；Z轴转动机构安装在机座上；Y轴移动机构与Z轴移动机构相连；X轴移动机构与Y轴移动机构相连；Y轴转动机构与X轴移动机构相连；Z轴移动机构与Y轴转动机构相连；X轴转动机构与Z轴移动机构相连；稳定平台连接板与X轴转动机构相连，用于连接被测稳定平台末端。本发明的有益效果是：该雷达天线三轴稳定平台角度检测仪在其工作过程中能同时检测三轴稳定平台的三个轴的转动角度，检测效率高且方便。
【专利说明】雷达天线三轴稳定平台角度检测仪及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及SAR天线稳定平台，特指一种雷达天线三轴稳定平台角度检测仪及检测方法。
【背景技术】
[0002]SAR天线稳定平台通过平台控制来隔离由于大气紊流引起的载机扰动，即载机在航向、俯仰和横滚方向产生的偏转或颠簸；通过惯性器件(陀螺仪和加速度计)感知载机在航向、俯仰和横滚三个方向的角速度，控制计算机指令分别对应的三个伺服电机以反方向等速度驱动稳定平台运转以抵消载机在航向、俯仰和横滚方向产生的偏转，从而实现雷达天线相对于地理的姿态稳定，保证机载SAR雷达系统能大面积可靠地成像。
[0003]稳定平台的运转角度精度对SAR天线补偿稳定有着重要影响，因此要对稳定平台的运转角度进行检测盒校正；目前在国内，检测稳定平台角度精度的方法有两种，一种是激光检测法，另一种是经纬仪检测法，这两种方法有一个共同的缺点是在同一时刻只能进行单轴检测，不能三轴方向同时检测；这是因为稳定平台运转时不仅有角度运转且同时伴有坐标位置变化，在这两种检测方法中，坐标位置变化量会耦合到角度检测中去，从而产生角度检测误差。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种三转动三移动结构用于三轴稳定平台角度检测的仪器，通过三个方向的移动化解稳定平台坐标位置变化量对角度检测的影响，实现三轴稳定平台同时进行三个轴方向的角度检测。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种三转动三移动结构用于三轴稳定平台角度检测的仪器，包括稳定平台连接板、X轴转动机构、X轴移动机构、Y轴转动机构、Y轴移动机构、Z轴转动机构、Z轴移动机构、机座，Z轴转动机构安装在机座上，检测稳定平台Z轴方向转动角度，Y轴移动机构安装在Z轴转动机构上，化解稳定平台在Y轴方向坐标变化对转角检测的影响，X轴移动机构安装在Y轴移动机构上，化解稳定平台在X轴方向坐标变化对转角检测的影响，Y轴转动机构安装在X轴移动机构上，检测稳定平台在Y轴方向转动角度，Z轴移动机构安装在Y轴转动机构上，化解稳定平台在Z轴方向坐标变化对转角检测的影响，X轴转动机构安装在Z轴移动机构上，检测稳定平台在X轴方向的转动角度，稳定平台连接板与X轴转动机构相连，用于连接被测稳定平台末端。
[0006]进一步限定，Z轴转动机构包括Z轴转动机构孔、Z轴转动机构轴、角度检测编码器；z轴转动机构孔垂直位于机座上，Z轴转动机构轴与Z轴转动机构孔转动配合，Z轴转动机构轴上配有角度检测编码器，Z轴转动机构轴和Z轴转动机构孔之间的相对转动角度通过角度检测编码器获得。
[0007]进一步限定，Y轴移动机构包括Y轴移动机构导轨、Y轴移动机构滑块；Y轴移动机构导轨与Z轴转动机构轴垂直固定连接，Y轴移动机构滑块与Y轴移动机构导轨在水平方向上滑动配合。
[0008]进一步限定，X轴移动机构包括X轴移动机构导轨、X轴移动机构滑块；X轴移动机构导轨与Y轴移动机构滑块垂直固定连接，X轴移动机构滑块与X轴移动机构导轨在水平方向上滑动配合。
[0009]进一步限定，Y轴转动机构包括Y轴转动机构轴、Y轴转动机构孔、角度检测编码器；Y轴转动机构轴与X轴移动机构滑块垂直固定连接，Y轴转动机构孔与Y轴转动机构轴转动配合，Y轴转动机构轴和Y轴转动机构孔之间的相对转动角度通过角度检测编码器获得。
[0010]进一步限定，Z轴移动机构包括Z轴移动机构导轨、Z轴移动机构滑块；ζ轴移动机构导轨与Y轴转动机构孔垂直固定连接，Z轴移动机构导轨与Z轴移动机构滑块在垂直方向上滑动配合。
[0011]进一步限定，X轴转动机构包括X轴转动机构轴、X轴转动机构孔、角度检测编码器；χ轴转动机构轴与Z轴移动机构滑块垂直固定连接，X轴转动机构孔与X轴转动机构轴转动配合，X轴转动机构轴和X轴转动机构孔之间的相对转动角度通过角度检测编码器获得。
[0012]进一步限定,稳定平台连接板与X轴转动机构孔垂直固定连接。
[0013]本发明的有益效果是:该雷达天线三轴稳定平台角度检测仪采用了三移动三转动3P-3R结构，在其工作过程中三移动机构能化解稳定平台坐标位置变化对角度检测的影响，实现同时检测三轴稳定平台的三个轴的转动角度，检测效率高且方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是三轴稳定平台结构原理图。
[0015]图2是本发明的三轴稳定平台角度检测仪结构原理图。
[0016]图3是本发明的三轴稳定平台角度检测仪与三轴稳定平台连接后基准位置示意图。
[0017]图4是本发明的三轴稳定平台角度检测仪检测示意图。
[0018]图中:1.机座，2-1.Z轴转动机构孔，2-2.Z轴转动机构轴，3_1.Y轴移动机构导轨，3-2.Y轴移动机构滑块，4-1.X轴移动机构导轨，4-2.X轴移动机构滑块，5-1.Y轴转动机构轴，5-2.Y轴转动机构孔，6-1.Z轴移动机构导轨，6-2.Z轴移动机构滑块，7-1.X轴转动机构轴，7-2.X轴转动机构孔，8.稳定平台连接板。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020]如图1、图2、图3和图4所示，一种雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，包括稳定平台连接板、X轴转动机构、X轴移动机构、Y轴转动机构、Y轴移动机构、Z轴转动机构、Z轴移动机构和机座；x轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构能够自由移动,用于化解稳定平台坐标位置变化对角度检测带来的影响，X轴转动机构、Y轴转动机构、Z轴转动机构自由转动且分别带有各自编码器用于检测旋转机构孔轴间相对角度转动。
[0021] Z轴转动机构安装在机座上，检测稳定平台Z轴方向转动角度，Y轴移动机构安装在Z轴转动机构上，化解稳定平台在Y轴方向坐标变化对转角检测的影响，X轴移动机构安装在Y轴移动机构上，化解稳定平台在X轴方向坐标变化对转角检测的影响，Y轴转动机构安装在X轴移动机构上，检测稳定平台在Y轴方向转动角度，Z轴移动机构安装在Y轴转动机构上，化解稳定平台在Z轴方向坐标变化对转角检测的影响，X轴转动机构安装在Z轴移动机构上，检测稳定平台在X轴方向的转动角度，稳定平台连接板与X轴转动机构相连，用于连接被测稳定平台末端。
[0022]三轴稳定平台天线连接板与检测仪的稳定平台连接板8紧固连接，并调节稳定平台安装位置使其处于图3所示的基准位置状态时固定，所谓基准位置状态是稳定平台三轴方向与坐标系相对应的坐标轴方向平行且检测仪三转动轴方向也与坐标系相对应的坐标轴方向平行的一种状态，此时稳定平台三轴的角度皆为0°，检测仪三轴的角度亦皆为O。。设稳定平台的三轴转角分别φχ?、0yl、Φζ?，检测仪三轴的转角分别为Φχ2、◎ y2、Φζ2，则在基准位置状态下，有 Φχ1=0。、Φ71=0。、Φζ1=0。，Φχ2=0。、Φ72=0。、Φζ2=0°。
[0023]工作过程如下:
如图4所示，当稳定平台工作转动时，检测仪的三个转动机构和三个移动机构就会跟随运动，在运动过程中三个移动机构并不改变方向，因此其对检测仪的各零件角度没有影响，即不改变检测仪三个转动轴的转动角度；由于检测仪三个转动轴线相互正交，且分别与平台三个轴线平行，因此有关系Φχ2=Φχ1、Φy2=Φy1, Φζ2=Φζ1，由于检测仪上X、Y、Z三个转动机构上分别安装有编码器，因此检测仪的三个轴的转角Φχ2、ΦΥΖ、Φζ2是可以实时获得的，从而可以实时检测稳定平台三轴的工作转角Φχ?、ΦζΙ ;例如在稳定平台工作在某个位置状态下，检测仪上X、Y、Z三个转动机构上分别安装的编码器检测出Φχ2=30。> Φy2=10°、Φζ2=20。，从而得知稳定平台三轴的工作转角为Φχ1=30。、Φy1=10°、Φζ1=20°。
【权利要求】
1.雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述检测仪包括稳定平台连接板、X轴转动机构、X轴移动机构、Y轴转动机构、Y轴移动机构、Z轴转动机构、Z轴移动机构、机座，Z轴转动机构安装在机座上，检测稳定平台Z轴方向转动角度，Y轴移动机构安装在Z轴转动机构上，化解稳定平台在Y轴方向坐标变化对转角检测的影响，X轴移动机构安装在Y轴移动机构上，化解稳定平台在X轴方向坐标变化对转角检测的影响，Y轴转动机构安装在X轴移动机构上，检测稳定平台在Y轴方向转动角度，Z轴移动机构安装在Y轴转动机构上，化解稳定平台在Z轴方向坐标变化对转角检测的影响，X轴转动机构安装在Z轴移动机构上，检测稳定平台在X轴方向的转动角度，稳定平台连接板与X轴转动机构相连，用于连接被测稳定平台末端。
2.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述Z轴转动机构包括Z轴转动机构孔、Z轴转动机构轴、角度检测编码器；z轴转动机构孔垂直位于机座上，Z轴转动机构轴与Z轴转动机构孔转动配合，Z轴转动机构轴上配有角度检测编码器，Z轴转动机构轴和Z轴转动机构孔之间的相对转动角度通过角度检测编码器获得。
3.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述Y轴移动机构包括Y轴移动机构导轨、Y轴移动机构滑块；Y轴移动机构导轨与Z轴转动机构轴垂直固定连接，Y轴移动机构滑块与Y轴移动机构导轨在水平方向上滑动配合。
4.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述X轴移动机构包括X轴移动机构导轨、X轴移动机构滑块；x轴移动机构导轨与Y轴移动机构滑块垂直固定连接，X轴移动机构滑块与X轴移动机构导轨在水平方向上滑动配合。
5.如权利要求1所述 的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述Y轴转动机构包括Y轴转动机构轴、Y轴转动机构孔、角度检测编码器；Y轴转动机构轴与X轴移动机构滑块垂直固定连接，Y轴转动机构孔与Y轴转动机构轴转动配合，Y轴转动机构轴和Y轴转动机构孔之间的相对转动角度通过角度检测编码器获得。
6.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述Z轴移动机构包括Z轴移动机构导轨、Z轴移动机构滑块；Ζ轴移动机构导轨与Y轴转动机构孔垂直固定连接，Z轴移动机构导轨与Z轴移动机构滑块在垂直方向上滑动配合。
7.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述X轴转动机构包括X轴转动机构轴、X轴转动机构孔、角度检测编码器；χ轴转动机构轴与Z轴移动机构滑块垂直固定连接，X轴转动机构孔与X轴转动机构轴转动配合，X轴转动机构轴和X轴转动机构孔之间的相对转动角度通过角度检测编码器获得。
8.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪，其特征在于:所述稳定平台连接板与X轴转动机构孔垂直固定连接。
9.如权利要求1所述的雷达天线三轴稳定平台角度检测仪的检测方法，其特征在于包括如下步骤: 将雷达三轴稳定平台天线连接板与检测仪的稳定平台连接板紧固连接，并调节稳定平台安装位置使其处于基准位置状态时固定，所谓基准位置状态是稳定平台三轴方向与坐标系相对应的坐标轴方向平行且检测仪三转动轴方向也与坐标系相对应的坐标轴方向平行的一种状态，此时雷达稳定平台三轴的角度皆为O。，检测仪三轴的角度亦皆为O。；设雷达稳定平台的三轴转角分别φχ?、^>yl、φZI,检测仪三轴的转角分别为Φχ2、ΦY2、Φζ2,则在基准位置状态下，有 Φχ1=0°、Φ71=0°、Φζ1=0°，Φχ2=0°、Φ72=0°、Φζ2=0° ; 当雷达三轴稳定平台工作转动时，检测仪的三个转动机构和三个移动机构就会跟随运动，在运动过程中三个移动机构并不改变方向，因此其对检测仪的各零件角度没有影响，即不改变检测仪三个转动轴的转动角度；由于检测仪三个转动轴线相互正交，且分别与雷达三轴稳定平台三个轴线平行，因此有关系Φτ2=ΦΑ、Φy2=Φy1、Φζ2=Φζ1,由于检测仪上Χ、Υ、Ζ三个转动机构上分别安装有编码器，因此检测仪的三个轴的转角Φχ2、Φ72、Φζ2是可以实时获得的，从而可以实时检测稳定平台三轴的工作转角Φχ?、OlU Φζ\0
【文档编号】G01C1/00GK103994750SQ201410231366
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】俞竹青, 陈新 申请人:常州大学