微波暗室远场测试系统的制作方法

文档序号:22014207发布日期:2020-08-28 15:45阅读:525来源:国知局
微波暗室远场测试系统的制作方法

【技术领域】

本申请涉及测试技术领域,尤其是涉及一种天线测试系统。



背景技术:

随着技术的进步,手机等电子装置得到了广泛的普及。电子装置通常包括天线,以与其他电子装置进行通信。在电子装置出厂之前,或者在对电子进行维修的时候,常常会对电子装置中的天线的性能进行测试,以判断天线是否合格。传统技术中,对电子装置中的天线进行测试的时候通常会用到较多的测试仪器。

天线测试系统是一套在中心计算机控制下进行天线辐射场扫描、数据采集、测试数据处理及测试结果显示与输出的自动化测试系统。整个天线远场测试系统由硬件分系统和软件分系统两大部分构成。硬件分系统又可进一步分为测试暗室子系统、伺服转台及控制子系统、射频信号链路子系统等。软件分系统包括测试控制与数据采集子系统、数据处理子系统和结果显示与输出子系统三个部分。

目前业界大型暗室自动化测试系统主要基于传统的伺服转台,由于技术限制,转台的维数一般不超过三维,例如一些传统的伺服转台根据复杂程度分为一轴转台、二轴转台和三轴转台,通过多轴转台实现天线方位、俯仰和极化方向的调整。这种结构对于大型天线的测试显得无能为力。因此,提供一种实现大范围、自由度高、精度高的天线辐射参数测量,适用于大型天线远场测试的测试系统实为必要。



技术实现要素:

本申请的目的在于提供一种实现大范围、自由度高、精度高的天线辐射参数测量,适用于大型天线远场测试的测试系统。

为实现本申请目的,提供以下技术方案:

本申请提供一种微波暗室远场测试系统,包括微波暗室、天线测试转台、射频信号链路、控制中心,所述天线测试转台设置于微波暗室内,所述射频信号链路连接天线测试转台与控制中心,所述天线测试转台包括发射天线转台和接收天线转台,所述接收天线转台为机器人转台。

一些实施方式中,所述接收天线转台为六轴机器人转台。所述接收天线转台包括横滚轴、俯仰轴、方位轴三个正交轴系。

一些实施方式中,所述接收天线转台还包括起降平稳、可靠的升降装置;所述接收天线转台的各轴具有以各自速率同时运动、定位的功能。一些实施方式中,接收天线转台的各轴具有独立的机械限位结构和电锁定装置。一些实施方式中,所述接收天线转台包括手动方位轴,所述手动方位轴具有角刻度、手摇柄和位置锁定装置。

一些实施方式中,所述发射天线转台为单轴转台,具有运动和定位的功能。

一些实施方式中,所述微波暗室远场测试系统还包括屏蔽房,所述微波暗室设置于屏蔽房内。

一些实施方式中,所述控制中心包括相连接的数据处理模块、信息采集模块、指令发送模块、信息接收模块、运动控制模块、通信模块,所述信息采集模块连接天线测试转台用以采集天线测试转台各轴的定位角度并反馈至数据处理模块,所述信息接收模块用以接收所述天线测试转台的反馈信息并传输至数据处理模块,所述数据处理模块根据采集到的角度信息和反馈信息计算后生成控制指令,再经由所述指令发送模块发送指令到所述天线测试转台,所述通信模块用以接收所述控制指令并连接运动控制模块用以控制所述天线测试转台运动和定位。

一些实施方式中,所述控制中心还包括连接天线测试转台的超速保护模块、限位保护模块和应急保护模块。所述应急保护模块包括连接天线测试转台的应急保护按钮。

一些实施方式中,所述控制中心包括上位机和下位机,所述上位机包括所述信息采集模块、指令发送模块、信息接收模块,所述下位机包括运动控制模块、通信模块。采用下位机控制天线测试转台各轴的运动和定位;并与上位机保持通信,能够接收运动命令、反馈角度信息和当前的运动状态。

一些实施方式中,本申请控制中心系统软件具备测量参数设定、测量数据的监视、数据处理、数据提取、数据追踪、数据传输、数据储存和数据打印等功能;本申请控制中心系统软件具备数据处理模式,具备天线辐射方向图分析,能够显示方向图的峰值、波束宽度、增益、方向性、最大和最小增益、极化参数、标记等;本申请控制中心系统软件还具备在球形场上任意切割一个平面的方向图,在该方向图上可以显示峰值、波束宽度、增益等参数;本申请控制中心系统软件还具备数据显示能力:方向图的峰值、波束宽度、增益、平均值、最大和最小增益点、极化参数,可以在一个坐标上以不同颜色显示多条曲线;系统测试软件可支持r&s、keysight的网络分析仪,具备软件应具备升级能力,同时可升级有源测试能力。

对比现有技术,本申请具有以下优点:

本申请将工业多轴机械人引入天线自动化测试领域;发射天线转台(单轴)具有运动和定位功能,可以使发射天线处于转角范围内的任意设定位置,以便于发射天线的定位;接收天线转台是一个多轴机器人,各轴有以各自速率同时运动、定位功能;采用下位机控制台体各轴的运动和定位;并与上位计算机保持通信:接收运动命令、反馈角度信息和当前的运动状态,部署更快,适合多种频段,支持多种测试产品,方便后期升级改造;

本申请是采用六轴工业机器人实现大范围、高自由度、高精度的天线辐射参数测量,目前国内市场还没有类似的天线测试产品和测试方案。

【附图说明】

图1为本申请微波暗室远场测试系统的正面透视图;

图2为本申请微波暗室远场测试系统的立体透视图;

图3为本申请实施例六轴机器人的立体图;

图4是本申请实施例六轴机器人的另一视角的立体图;

图5是图4中沿b-b线的剖视图;

图6是图5的d区域的放大图;

图7是图5的c区域的放大图;

图8是本申请实施例的滑环与射频线连接的结构示意图;

图9是图8沿a-a线的剖视图;

图10是本申请实施例的滑环结构示意图。

【具体实施方式】

请参阅图1和图2,本申请微波暗室远场测试系统,包括微波暗室1000、天线测试转台121和122、射频信号链路(未标识)、控制中心(图未示),所述控制中心可以是计算机。所述天线测试转台121和122设置于微波暗室1000内,所述微波暗室设置于屏蔽房内,一般为铝塑屏蔽房。所述射频信号链路连接天线测试转台与控制中心,所述天线测试转台包括发射天线转台121和接收天线转台122,所述接收天线转台122为机器人转台。具体实施例中,所述接收天线转台122为六轴机器人转台,所述发射天线转台121设置在转台底座123上。测试产品140安放在六轴器械人转台的机械臂末端。

具体的所述接收天线转台包括横滚轴、俯仰轴、方位轴三个正交轴系。所述接收天线转台还包括起降平稳、可靠的升降装置;所述接收天线转台的各轴具有以各自速率同时运动、定位的功能。一些实施方式中,接收天线转台的各轴具有独立的机械限位结构和电锁定装置。所述接收天线转台包括手动方位轴,所述手动方位轴具有角刻度、手摇柄和位置锁定装置。

所述发射天线转台为单轴转台,具有运动和定位的功能。暗室内还设有网分系统控制器170,以及角反射器180。

所述控制中心包括相连接的数据处理模块、信息采集模块、指令发送模块、信息接收模块、运动控制模块、通信模块,所述信息采集模块连接天线测试转台用以采集天线测试转台各轴的定位角度并反馈至数据处理模块,所述信息接收模块用以接收所述天线测试转台的反馈信息并传输至数据处理模块,所述数据处理模块根据采集到的角度信息和反馈信息计算后生成控制指令,再经由所述指令发送模块发送指令到所述天线测试转台,所述通信模块用以接收所述控制指令并连接运动控制模块用以控制所述天线测试转台运动和定位。

所述控制中心还包括连接天线测试转台的超速保护模块、限位保护模块和应急保护模块。所述应急保护模块包括连接天线测试转台的应急保护按钮。

所述控制中心包括上位机和下位机,所述上位机包括所述信息采集模块、指令发送模块、信息接收模块,所述下位机包括运动控制模块、通信模块。采用下位机控制天线测试转台各轴的运动和定位;并与上位机保持通信,能够接收运动命令、反馈角度信息和当前的运动状态。

本申请控制中心系统软件具备测量参数设定、测量数据的监视、数据处理、数据提取、数据追踪、数据传输、数据储存和数据打印等功能;本申请控制中心系统软件具备数据处理模式,具备天线辐射方向图分析,能够显示方向图的峰值、波束宽度、增益、方向性、最大和最小增益、极化参数、标记等;本申请控制中心系统软件还具备在球形场上任意切割一个平面的方向图,在该方向图上可以显示峰值、波束宽度、增益等参数;本申请控制中心系统软件还具备数据显示能力:方向图的峰值、波束宽度、增益、平均值、最大和最小增益点、极化参数,可以在一个坐标上以不同颜色显示多条曲线;系统测试软件可支持r&s、keysight的网络分析仪,具备软件应具备升级能力,同时可升级有源测试能力。

具体实施例中,微波暗室远场测试系统包含硬件分系统和软件分系统两大部分。硬件分系统又可进一步分为:测试暗室子系统、伺服转台子系统、射频信号链路子系统(包含微波测试仪器)。软件分系统包括伺服转台控制子系统、射频信号采样系统、数据处理和显示子系统三部分,所述软件分系统实为所述控制中心实现的功能系统,其中所述伺服转台控制子系统包括由所述运动控制模块实现的对天线测试转台的运动控制,所述射频信号采样系统包括由所述信息采集模块实现的射频信号采集功能,所述数据处理和显示子系统包括由所述数据处理模块实现的数据处理和指令生成,所述数据处理和显示子系统还包括显示模块用以显示数据信息。各子系统功能均由中心计算机实现。

测试暗室子系统包括所述微波暗室。微波暗室的作用首先是防止外来电磁波的干扰,使测试活动不受外界电磁环境的影响,防止测试信号向外辐射形成干扰源,污染电磁环境,对正常测试设备造成干扰;其次在微波暗室中进行测试可以做到保密和避免外来电磁干扰,工作稳定可靠;第三,在微波暗室这一室内测试环境下执行测试可以做到全天候工作,不受环境因素干扰。微波暗室主要功能是模拟自由空间环境,微波暗室的六个面全部粘贴吸波材料132,在主反射区粘贴比其他区域性能更优质的吸波材料。

一些具体实施例,采用2mm镀锌钢板制成屏蔽单元板,后期在安装现场拼装完成,钢板拼接处保证优异的射频屏蔽和电接触。优异的屏蔽性能不仅确保了微波暗室的性能,也保证了暗室很长的使用寿命。并且能有效地隔绝外界的电磁干扰。拼装方式易于安装方便,且便于日后搬迁需要,暗室性能先进、可靠。屏蔽单元板用孔距为75mm的螺栓连接,板与板之间填充镀锌铜网以保证无电磁泄漏,主要以1000mmx3000mm为单元拼装而成,且板缝与板缝之间错位相连,保证板缝的密封性能。这样的设计保证了最高规格的屏蔽效能。

屏蔽单元板的尺寸是标准的,同时可以根据用户的要求具体来设计相应的尺寸,由于微波暗室是安装在母体建筑物内的,充分利用现有的空间,在加工时就完全按照施工图纸来进行,在施工现场无需要进行再次剪裁,也不会破坏电镀层,同时更加有利于压缩在施工现场的时间。屏蔽单元板之间的连接也十分重要,所有相邻两块屏蔽单元板间采用优质进口导电屏蔽衬,可达到良好的rf屏蔽和电接触。所采用的导电衬具备良好的导电性能。在14khz-40ghz频率范围内,该材料完全可以达到100db以上的屏蔽效能。

屏蔽房内壁、地板、走道等地方均铺设吸波材料。屏蔽房顶部设有排风装置150。暗室内还可以设置摄像头以监控暗室内情况,还可以设置有红外摄像头。屏蔽房顶部还设有滤波器接口160。

所述伺服转台子系统包括所述天线测试转台,所述天线测试转台是一个可以装载一定质量、体积天线的装置,主要用于天线转角角位的测试。因此,构建一套天线测试转台自动化测试系统对于天线的测试是尤为重要的。本申请的天线测试转台包括所述发射天线转台和接收天线转台。其中发射天线转台是一个单轴台,接收天线转台是一个多轴台。全套转台设备由计算机控制,采用步进电机、液压摆动缸以及液压作动筒等优化组合驱动各轴,实现天线绕横滚、俯仰和定位等轴的回转运动和精确定位。其中接收天线转台还包括一个升降装置。以完成天线发射喇叭绕横滚轴的位置运动。接收天线转台绕横滚轴、俯仰轴、方位轴三个正交轴系作回转运动和精确定位,以及结合升降装置实现接收天线转台的升降和精确定位。

所述伺服转台子系统是微波暗室远场测试系统硬件分系统的核心,它的任务是根据用户的设置或指令,带动发射天线或接收天线按预设的方式运动,能够实时反馈位置和速度信息,在中心计算机的控制下,与信号链路子系统相配合,完成射频信号的采样任务。传统的伺服转台根据复杂程度分为一轴转台、二轴转台和三轴转台,多轴转台可以实现天线方位、俯仰和极化方向的调整。本申请采用六轴机器人实现伺服转台,不仅可以实现天线方位、俯仰和极化方向的调整,由于机械臂工作范围很大,还可以实现天线测试的近场远场切换,能够实现天线的平面近场、柱面近场和球面近场的测试。

所述信号链路子系统完成信号的产生、传输、辐射、接收和采集。对于频域远场测试而言,构成信号链路的核心是矢量网络分析仪系统。在待测天线和发射天线之间,形成了一个由开放空间联系起来的一个广义二端口系统,对应于每一个采样点,通过矢量网络分析仪测试得到一个参数,遍历到所有采样点后,即可获知待测天线远场扫描面上的远场幅度分布和相位分布。

所述软件分系统中各子系统相应分布在所述上位机和下位机,所述上位机主要完成天线测试转台的测试工作,包括对天线测试转台各轴定位角度的实时采集、向下位机发送控制命令和接收下位机的反馈信息;所述下位机主要完成控制各轴的运动和定位以及保持与上位机的通信。机器人转台各轴均需要计算机的自动控制,其控制系统要实现稳定、精确的定位功能,定位精度为0.05度。

安全保护功能随着转台技术的发展成熟,安全性和可靠性已经成为转台指标中越来越重要的一个部分。因此,本系统设置以下保护功能:1)超速保护,在天线测试转台某轴出现超速故障时,系统自动给出一个保护信号,切断电机控制,使天线测试转台停止运动并保持不动,并显示及报警;2)限位保护,当天线测试转台各轴由于故障或其他意外出现超出系统预定的角度限制时,系统给出信号切断驱动装置的控制并显示及报警;3)应急保护,系统控制柜专门设置一个用户应急保护按钮,如果出现其它意外,操作者可以通过按该按钮,使天线测试转台处于保护状态。

所述显示子系统包括三维功能和二维功能两部分。其中三维功能包括三维球坐标显示功能、三维极坐标显示功能和三维直角坐标显示功能,以及三种坐标系下的动画显示功能。二维功能包括二维直角坐标显示功能,二维极坐标显示功能和二维平面显示功能。测试被测天线方向图时,首先在主控计算机上对系统各设备进行连接,设置测试参数,然后系统开始测试,由矢量网络分析仪测试天线的幅相特性。当天线测试转台转动到某个角度时,发射信号源和本振信号源将多个频点依次扫描,矢量网络分析仪相应做接收处理,天线测试转台再转动到下一个角度,矢量网络分析仪完成不同方位角度下的多频点的数据采集,测试完成便得到被测天线的方向图。

本申请微波暗室远场测试系统能达到的性能指标:

1)频率范围:100mhz~50ghz;

2)不加低噪声放大器时的动态范围:

<18ghz:优于80db;

18-26.5ghz:优于70db;

26.5-40ghz:优于60db;

40-50ghz:优于50db;

3)系统可以同时测试多于401个频点的幅度方向图、相位方向图、交叉极化图和轴比图;

4)测试开始时计算机程控信号源发射信号,测试完成时程控信号源关闭信号;

5)数据分析软件可以同时查看多条测试图形,便于对比分析,也可查看所测数据包含的各种电性能参数,如ndb波束宽度、任何角度的电平、计算方向图方向性增益等;

6)发射天线转台为单轴台(水平轴),可以实现位置控制,即可以使发射天线处于转角范围内的任意设定位置,并可以设定四个特定的位置(0度、45度、90度和135度),以便于发射天线的定位;

定位范围为0~+359.99度;

定位精度为0.1度;

转角速率为1~20度/秒;

7)接收天线转台,为六轴机器人,具有多个轴系:

方位轴定位范围为-10~+370度;

横滚轴定位范围为0~+359.99度;

俯仰轴定位范围为-90~+30度;

升降轴定位范围为0~+90度;

极化轴的调整范围为-10~+370度;

定位精度均为0.05度;

方位轴、横滚轴和升降轴的转角速率为1~10度/秒;

俯仰轴的转角速率为0.2~1度/秒。

请参阅图3~5,具体实施例中,六轴机器人100用于运载待测射频天线,安装在底板上,以及连接有线缆。六轴机器人有若干关节,其中包括若干旋转关节,旋转关节由旋转轴以及安装旋转轴的相对静止部位。现有机器人的线缆经常在旋转关节处发生绕线,影响线缆的性能以及信号或电传输。本申请中,六轴机器人的旋转关节处,将旋转轴和静止部位内部设置成中空结构,中空结构内配置滑环1,线缆穿入旋转关节内部进行内部走线,由滑环1形成联轴旋转结构,有效解决绕线等问题,可靠地进行电传输和/或信号传输。多轴机器人一般包括旋转关节有s轴和t轴。本实施例中,射频线缆4穿入旋转关节s轴和t轴内进行内部走线,s轴和t轴设置为中空关节,分别配置滑环1,射频线缆4进入关节内部由滑环1连接成联轴旋转结构。

具体地,六轴机器人的旋转轴s轴6,相对静止的部位为机器人的本体60。s轴6可旋转地安装于本体60。s轴6和本体60的旋转关节的中空结构内配置滑环1形成联轴旋转信号连接结构。线缆4自本体60内贯穿中心轴孔地进行内部走线,且穿出s轴6向外伸出。线缆4包括射频电缆和/或控制电缆。本实施例中以射频电缆为例进行说明。

作为一些实施例,所述旋转轴为还包括六轴机器人的t轴2,相对静止的部位为六轴机器人的腕部20,t轴2可旋转地安装于腕部20。t轴2和腕部20的中空结构内配置滑环1形成联轴旋转信号连接结构。s轴伸出的线缆4穿入腕部20、贯穿腕部和t轴内进行内部走线,且穿过t轴2向外伸出,以与待测射频天线连接。

作为一些实施例,所述六轴机器人还包括若干运动轴,l轴9、r轴8、u轴7、b轴3,所述若干运动轴连接于s轴6和t轴2之间。s轴伸出的线缆4由引线机构5引导支撑从而沿运动轴外侧分离地进行外部走线,最后穿入腕部和t轴内。

作为一些实施例,所述引线机构5包括引导管52和若干引导支撑杆51,引导管52固定于运动轴外侧沿线缆的路径设置;引导支撑杆51一端固定于引导管、一端支撑线缆离开运动轴外侧。

六轴机器人的末端运动轴(例如t轴)上安装天线固定器,待测射频天线安装于天线固定器上,通过调节六轴机器人的姿态,实现不同角度天线辐射特性的测试。

其他实施例中,也可以应用多轴机器人,较佳地为4-8轴的多轴机器人,包括本体60以及机器人两端的连接旋转轴s轴6和t轴2。线缆包括射频电缆和/或控制电缆,以射频线缆为例进行说明。射频线缆4自本体60经s轴6以及其他运动轴后延伸至t轴2。t轴2位于机器人100的前端,其上设置天线固定器(未图示),待测射频天线安装于天线固定器上,通过调节机器人的姿态,实现不同角度天线辐射特性的测试。

请参阅附图6~10,本实施例以六轴机器人100为例再进行具体说明,包括安装底板62、安装于底板62上的六轴机器人以及布设于六轴机器人的线缆4。六轴机器人包括本体60、以及自本体60依次连接的六个运动轴:s轴6、l轴9、r轴8、u轴7、b轴3、t轴2。六轴机器人100布设有的射频电缆4穿设于本体60、s轴和t轴内部的贯通的中心轴孔,中间段可在其他运动轴外壁上以引线机构5支撑引导布线。本体60安装于底板62上,支撑整个六轴机器人。

当然,中间连接的其他运动轴(l轴9、r轴8、u轴7、b轴3)内也可设置为中空结构形成中心轴孔,线缆4的中间段自内部穿设。

参照图6-10,六轴机器人旋转关节t轴旋转关节和s轴旋转关节内部为中空结构,其内各加入滑环1将射频线缆4在t轴和s轴内连接成联轴旋转结构(或连通旋转体),实现射频信号的对接传输,射频线缆4在t轴和s轴内可360度旋转,而不会发生扭曲、信号传输不稳定、线缆损伤老化等问题。

具体地,s轴6相对于六轴机器人的本体60可旋转活动配合形成s轴旋转关节,s轴6和本体60内为中空结构,具体地,s轴6和本体60内形成相互贯通的中心轴孔63、64,其内配置滑环1。线缆4从本体60内的中心轴孔自下向上穿入本体和s轴内部进行内部走线。s轴6和本体60的中空结构内(即中心轴孔63、64内)配置有滑环1,线缆4通过滑环1连接形成联轴旋转结构,通过芯轴(即芯线)之间转动对接成联轴结构,进行射频信号传输(当然也可以是电传输)。

线缆4穿出s轴后,沿l轴9、r轴8、u轴7的外壁延伸至b轴3。其中,线缆4经过的这些运动轴的外壁由引线机构5进行支撑走线。运动轴的外壁对应设置引导管52,引导管52用于平行地引导线缆4布线,引导管52可以离开运动轴壁一段间隔地设置,且引导管52每间隔一定长度横向连接一根引导支撑杆51,引导支撑杆51两端分别夹持引导管52和线缆4,从而将线缆4撑离开六轴机器人的运动轴段的外壁,以免缠绕或影响六轴机器人的复杂多轴运动。在一些实施例中,引导管52为硬质杆状或管状结构,沿六轴机器人的运动轴外壁固定设置,较佳地六轴机器人运动轴外壁一段间隔地固设所述引导管52。引导支撑杆51一端固定地连接于引导管52上,与引导管52一起形成线缆4的引线机构5,引导支撑杆51的另一端形成导线槽53,线缆4夹持于导线槽53内。线缆4穿过导线槽53且由导线槽53限位地收容,线缆4可滑动地穿设于若干引导支撑杆51的导线槽53内。引导支撑杆51用于支撑线缆的一端弯折形成导线槽53。

作为一种实施方式,引导支撑杆51为套环,例如为扁平套环,套环相对的两端分别套接于线缆4和引导管52外。夹持线缆4的一端弯折形成较窄的导线槽53,滑动、限位地收容将线缆4。引导支撑杆51另一端固定连接于引导管52。若干引导支撑杆51平行地间隔一定距离地支撑于线缆4和引导管52之间,将线缆4平行间隔开地支撑于引导管52的一侧,从而将线缆4安全地撑离六轴机器人旋转轴。

本申请实施例的六轴机器人100在b轴3的前端通过腕部20连接旋转t轴2。t轴2与腕部20旋转配合形成t轴旋转关节,t轴2和腕部20内为中空结构,内部形成相互贯通的中心轴孔21、22。线缆4从腕部20穿入并依次穿过腕部20内的中心轴孔22和t轴2内的中心轴孔21,向t轴2外部延伸,以与t轴上安装的待测射频天线连接。较佳地,t轴2和腕部20内的中空结构内,具体为t轴2和腕部20内的中心轴孔21、22,其内配置有滑环1,线缆4自腕部20穿入至t轴2穿出,在腕部20和t轴2内通过滑环1连接成联轴旋转结构(或连通旋转体),实现射频信号的对接传输。

滑环1设置于旋转关节处,与s轴、t轴形成同轴旋转结构,设置于s轴/t轴的中心轴孔内。本实施例的滑环1包括芯轴11、芯轴外层的接头19、最外层的外套13,三者自内至外形成同轴环套结构。芯轴外层的接头19与最外层的外套13套接,其内部形成滑环的中心轴孔,芯轴11沿中心轴线设置于中心轴孔内。接头19为管状夹套,其中空内心用于容纳和保护芯轴11,芯轴11与接头19长度方向一致地沿中心轴方向设置,芯轴11通过绝缘支架12支撑固定于接头19和/或外套13内壁,也即通过绝缘支架12支撑于滑环的中心轴孔内壁。外套13为套管状,其外侧形成有安装凸部130,安装凸部130上设置安装孔131,由螺钉或销钉穿过安装孔131而将滑环1连接于旋转轴(如s轴和t轴),以将滑环1整体安装于六轴机器人旋转关节的转轴上形成同步转动结构。本实施例中,外套13外壁形成的安装凸部130为环形,通过螺钉或销钉或其他紧固件将外套13连接于旋转轴上从而实现将各自的滑环1连接于s轴、t轴的内壁,使滑环1与六轴机器人的旋转轴同步转动。

在旋转关节内部,射频线缆4是由滑环1将两段射频线缆连接成一条整体射频线,滑环1的两末端为连接端110、120,分别与一段射频线缆4的末端连接。滑环1的连接端110、120以及两段射频线的连接端的外壁设置有凸起17和/或卡槽18,与套环10内壁的卡槽/凸起卡接形成转动卡接结构。其中滑环1的连接端110是由外套13的一端部形成,另一连接端120是由接头19的一端部形成。外套13套紧在接头19的外壁,接头19的外壁与外套13的内壁之间还设置有压套16以及轴承15,轴承15一侧通过接头19外壁上设置的档圈14限位,从而使轴承15卡持在压套16端部与档圈14之间从而限位并减小摩擦。压套16分别与外套13与接头19之间卡紧配合,从而使外套13夹紧接头19。轴承15设置(上下抵接)于外套13的内壁与接头19的外壁之间,两侧分别抵紧于压套的内侧末端以及档圈14,轴承15用于支撑且减小摩擦力。

滑环1的外套13与接头19环套连接在一起,中心形成同轴的中心轴孔,芯轴11沿中心轴的方向通过绝缘支架12支撑于中心轴孔的内壁。具体地,芯轴11是由两条芯轴对接而成,较佳地,对接为转轴与轴孔配合。每条芯轴的两末端面向内凹陷或向前延伸地分别形成相互插接配合的对接轴111或对接轴孔112,两条芯轴对接的末端由对接轴111插入对接轴孔112内,二者之间实现电传输和/或信号传输,较佳地,对接轴111与对接轴孔112转动接触。两条芯轴的另外一末端(或芯轴11的两末端)分别与两段射频线缆4的芯轴对接。芯轴11的两端分别由绝缘支架12支撑于滑环中心轴孔的内壁,本实施例中,芯轴11的两端分别由一绝缘支架12支撑在外套13的中心轴孔内壁以及接头19的中心轴孔内壁,更具体地,芯轴11的两条芯轴的各自的一端分别由绝缘支架12支撑,使芯轴11的端部向前伸出,以利于与射频线缆4的芯轴40对接配合。

两段射频线缆4的末端(连接端)分别与滑环1的两连接端110、120对接,两段射频线缆4的在连接端处剥除外层使芯轴40向前伸出,且在芯轴40末端面相应地也形成对接轴111/对接轴孔112,与滑环内部的芯轴11末端面的对接轴孔112/对接轴111对接,形成插接配合,芯轴40与芯轴11二者之间实现电传输和/或信号传输,较佳地,芯轴40与芯轴11末端的对接轴111/对接轴孔112之间转动接触。

芯轴40与芯轴11对接的外侧,即滑环两连接端与两段射频线的连接端处,设置套环10,使内部的芯轴40、芯轴11之间形成旋转的联轴结构。具体地,滑环1的两连接端110、120与线缆4的连接端之间通过套环10形成旋转的联轴结构,芯轴之间对接进行电传输或信号传输,芯轴之间的对接是以插接的方式,更具体地,芯轴端部之间对接轴111/对接轴孔112形成轴配合,较佳地形成转动接触配合。具体实施时,线缆4的连接端的芯轴外层设置线缆压套41,将线缆端部的芯轴以及后段的线缆端部包紧固定,压套41与端部的芯轴之间设置绝缘支架12,也即射频线缆4的连接端的芯轴40通过绝缘支架12支撑于压套41内壁。压套41的外壁也设置卡槽18和/或凸起17。

将滑环两端各配置一个套环10,分别将滑环的连接端110/120与线缆4的连接端转动地对接,套环10内壁的卡槽/凸起与滑环的连接端110/120外壁上的凸起17/卡槽18、线缆4的连接端外壁的凸起17/卡槽18相对应形成卡配结构,从而形成轴联对接,使两段射频线缆4通过滑环1在旋转关节内部轴联对接,进行内部走线同时进行信号传输,有效解决绕线问题,通过滑环连接射频线缆的芯轴,芯轴端部之间转动接触,可以实现信号的稳定传输,不受旋转转的转动影响。

其他多轴机器人亦可按上述原则设计。在s轴与本体之间设置旋转关节形成联轴旋转结构,使用滑环作为旋转关节,中心形成贯通的中心轴孔供线缆4贯穿内部走线。同样,在t轴与腕部之间设置类似的旋转关节形成联轴旋转的线缆信号传输结构。六轴机器人100的其他运动轴外壁通过引导管52以及引导支撑杆51而将线缆4支撑于运动轴外壁一段间隔地进行外部走线。这种结构设计,有效地解决了特定产品测试要求和两轴绕线问题,射频电缆线和控制电缆隐藏在机器内部,整套设备外观整洁,有效降低了六轴机器人在复杂多轴运动过程中的绕线风险。从而使得具有本申请结构和特征的六轴机器人可以动态调整运动轨迹,不受传统机器人运动模式的限制,极大的增加了射频测试机器人的使用灵活度和可靠性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例,本申请的保护范围并不局限于此,任何基于本申请技术方案上的等效变换均属于本申请保护范围之内。

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