同轴馈电机载气象雷达伺服传动平台的制作方法

本发明属电子设备技术领域，特别涉及一种机载气象雷达伺服传动平台，可用于各种飞行器的雷达天线机械扫描控制。

背景技术：

机载气象雷达伺服传动平台是机载气象雷达搜索、捕获目标并跟踪、测定目标所在位置及各种运动参数的机电一体化设备，其按照雷达系统给定的运动规律驱动雷达天线在俯仰、方位维运动，使雷达实现去捕获、跟踪目标的功能，同时伺服传动平台把俯仰、方位维角度运动信息反馈给雷达系统，使雷达系统能够精确判断目标位置，当飞行器在航向过程中做出横滚、俯仰、偏航等飞行姿态时，为了保证雷达天线扫描空域不发生变化，伺服传动平台驱动雷达天线运动做出相应的补偿以消除飞行器因姿态变化而造成的影响。

现有机载气象雷达伺服传动平台天线与收发模块之间的信号通过波导或电缆传输，波导传输的方式会增加伺服传动平台的重量和体积，电缆传输的方式会出现电缆在俯仰维和方位维的交叉干涉和磨损问题，造成电缆的可靠性降低、寿命缩短。

现有机载气象雷达伺服传动平台天线一般采用平板裂缝阵列天线，其重量重，加工精度高、周期长、工艺复杂且费用高。

现有机载气象雷达伺服传动平台多采用电机加减速箱或电机直接驱动的传动方式，减速箱一般为多级定轴齿轮传动。大传动比的多级定轴齿轮减速箱体积大、重量重、传动精度差、总回差大。电机直接驱动传动方式虽说省去了中间的减速机构，但却需选用大力矩电机，而大力矩电机的外形尺寸大，其电机需要更大的空间去安装。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种同轴馈电机载气象雷达伺服传动平台，以改善电缆在转动过程中交叉干涉和磨损问题，减小天线的重量和加工费用，降低天线的加工周期和加工精度，减小伺服传动平台的体积、降低重量和总回差、提高伺服传动精度和控制性能。

本发明的技术思路是：通过在俯仰维和方位维选用同轴旋转关节将平台的静态半刚性同轴电缆和动态半刚性同轴电缆串联起来，解决电缆在俯仰维和方位维转动过程中的交叉干涉和磨损问题，通过选用微带天线，减小天线的重量和加工费用，降低天线的加工周期和加工精度，通过采用无刷直流伺服电机加行星减速器和一级减速齿轮副的传动方式减小伺服传动平台的体积、降低重量和总回差、提高伺服传动精度和控制性能。

根据上述技术思路，本发明的同轴馈电机载气象雷达伺服传动平台，包括俯仰传动单元1、方位传动单元2、基座3、天线安装架4、天线5和同轴旋转关节6，该俯仰传动单元1和方位传动单元2安装在基座3上，该天线安装架4和天线5连接后安装在俯仰传动单元1上，该同轴旋转关节6分别安装在俯仰传动单元1和方位传动单元2上，其特征在于：

所述天线5选用微带天线，减小天线的重量和加工费用，降低天线的加工周期和加工精度。

所述微带天线5和基座3内部之间的电信号通过半刚性同轴电缆传输，在俯仰传动单元1和方位传动单元2上安装有同轴旋转关节6，静态半刚性同轴电缆和动态半刚性同轴电缆通过同轴旋转关节6串联连接，以改善电缆在平台转动过程中的交叉干涉和磨损问题。

进一步，所述俯仰传动单元1，包括俯仰电机11、俯仰减速器12、俯仰减速齿轮副13、俯仰角度电位器14和俯仰构件15；该俯仰减速齿轮副13为一级齿轮传动，该俯仰减速器12和俯仰减速齿轮副13共同形成俯仰传动单元1的减速机构，该俯仰电机11和俯仰减速器12采用间隙配合安装在俯仰构件15上，该俯仰构件15的旋转轴与俯仰角度电位器14的旋转轴同心连接。

进一步，所述方位传动单元2，包括方位电机21、方位减速器22、方位减速齿轮副23、方位角度电位器24、方位构件25、左叉臂26、右叉臂27和驱动箱28；该方位减速齿轮副23为一级齿轮传动，该方位减速器22和方位减速齿轮副23共同形成方位传动单元2的减速机构，该方位电机21和方位减速器22采用间隙配合安装在驱动箱28上，该方位构件25的旋转轴与方位角度电位器24的旋转轴同心连接，该左叉臂26、右叉臂27和驱动箱28分别安装在基座3上。

进一步，所述基座3采用铝合金一体机械加工而成，其截面类似八边形，壁厚最薄处为3mm，最厚处为4mm，是整个伺服传动平台的支撑。

进一步，所述天线安装架4采用碳纤维加工而成，由于碳纤维具有比重小的特点，在保证其强度、刚度满足要求的同时减轻了伺服传动平台的重量。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明由于选用了微带天线，其具有质量轻、成本低的优点，因而减小了天线的重量和加工费用，降低了天线的加工周期和加工精度。

2.本发明通过同轴旋转关节6将静态半刚性同轴电缆和动态半刚性同轴电缆串联连接，改善了电缆在平台转动过程中的交叉干涉和磨损问题。

3.本发明由于在俯仰传动单元1和方位传动单元2上采用了一级齿轮副加行星减速器的减速机构，减小了伺服传动平台的体积、降低了伺服传动平台的重量和总回差、提高了伺服传动平台的精度和传动效率。

附图说明

图1为本发明的整体框图；

图2为本发明的整体结构图；

图3为本发明中的俯仰传动单元剖解图；

图4为本发明中的方位传动单元剖解图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实例作进一步详细描述。

参照图1，本发明的伺服传动平台，包括俯仰传动单元1、方位传动单元2、基座3、天线安装架4、天线5和同轴旋转关节6。该俯仰传动单元1和方位传动单元2安装在基座3上，该天线安装架4和天线5连接后安装在俯仰传动单元1上，该同轴旋转关节6分别安装在俯仰传动单元1和方位传动单元2上。当伺服传动平台接收到控制指令和数据信号时，俯仰传动单元1和方位传动单元2带动雷达天线进行空域扫描，从而捕获、跟踪目标，同时俯仰传动单元1和方位传动单元2实时将角度、速度数据反馈回基座3内部与期望值进行比较修正，使伺服传动平台形成一个闭环控制系统。

参照图2，对本实例的结构细节描述如下：

所述俯仰传动单元1，包括俯仰电机11、俯仰减速器12、俯仰减速齿轮副13、俯仰角度电位器14和俯仰构件15；该俯仰减速齿轮副13为一级齿轮传动，该俯仰减速器12和俯仰减速齿轮副13共同形成俯仰传动单元1的减速机构，该俯仰电机11和俯仰减速器12采用间隙配合安装在俯仰构件15上，该俯仰构件15的旋转轴与俯仰角度电位器14的旋转轴同心连接。俯仰电机11启动后经俯仰减速器12和俯仰减速齿轮副13按给定的运动规律驱动雷达天线在俯仰维运动，俯仰角度电位器14实时监测俯仰维运动角度和速度并及时将俯仰角度和速度信息反馈给基座3内部与期望值进行比较并修正。

所述方位传动单元2，包括方位电机21、方位减速器22、方位减速齿轮副23、方位角度电位器24、方位构件25、左叉臂26、右叉臂27和驱动箱28；该方位减速齿轮副23为一级齿轮传动，该方位减速器22和方位减速齿轮副23共同形成方位传动单元2的减速机构，该方位电机21和方位减速器22采用间隙配合安装在驱动箱28上，该方位构件25的旋转轴与方位角度电位器24的旋转轴同心连接，该左叉臂26、右叉臂27和驱动箱28分别安装在基座3上。方位电机21启动后经方位减速器22和方位减速齿轮副23按给定的运动规律驱动雷达天线在方位维运动，方位角度电位器24实时监测方位维运动角度和速度并及时将方位角度和速度信息反馈给基座3内部与期望值进行比较并修正。

所述基座3采用铝合金一体机械加工而成，其截面类似八边形，壁厚最薄处为3mm，最厚处为4mm，是整个伺服传动平台的支撑。

所述天线安装架4采用碳纤维加工而成，由于碳纤维具有比重小的特点，在保证其强度、刚度满足要求的同时减轻了伺服传动平台的重量。

所述天线5选用了微带天线，其具有质量轻、成本低的优点，因而减小了天线的重量和加工费用，降低了天线的加工周期和加工精度。

所述同轴旋转关节6分别安装在俯仰传动单元1和方位传动单元2上，用于将静态半刚性同轴电缆和动态半刚性同轴电缆串联连接，改善了电缆在平台转动过程中的交叉干涉和磨损问题。

参照图3，所述俯仰传动单元1中的俯仰构件15，包括俯仰支架151、方位支架152、电位器安装件153、半圆环154、角接触轴承155、挡板156、调整垫片157和端盖158；该角接触轴承155，其内圈过盈配合安装在俯仰支架151左右两端旋转轴上，并通过半圆环154的安装孔与方位支架152连接，其外圈下半部分安装在方位支架152的相应半圆位置处，上半部分与半圆环154配合安装，以通过轴肩接触对角接触轴承155的外圈起限位作用，该挡板156安装在角接触轴承155的内圈上，以防止角接触轴承155的内圈轴向窜动，该调整垫片157填充在挡板156和角接触轴承155的内圈之间，该端盖158安装在俯仰支架151上，该电位器安装件153安装在端盖158上。

所述俯仰减速齿轮副13，包括俯仰减速齿轮131和俯仰减速齿轮132；该俯仰减速齿轮131与俯仰支架151的旋转轴间隙配合安装，并通过半圆环154固定在方位支架152上，该俯仰减速齿轮132与俯仰减速器12的输出轴紧配合连接。

参照图4，所述方位传动单元2中的方位构件25，包括端盖251、角接触轴承252、挡板253、调整垫片254、电位器安装件255和方位支架256；该端盖251分别安装在左叉臂26和右叉臂27上，该角接触轴承252的内圈安装在方位支架256左右两端旋转轴上。外圈过盈配合安装在左叉臂26和右叉臂27相应孔中，以通过轴肩接触对角接触轴承252的外圈起限位作用，该挡板253通过安装在角接触轴承252的内圈上，以防止角接触轴承252的内圈轴向窜动；该调整垫片254填充在挡板253和角接触轴承252内圈之间，该电位器安装件255安装在端盖251上。

所述方位减速齿轮副23，包括方位减速齿轮231和方位减速齿轮232；该方位减速齿轮231定位后安装在方位支架256上，且两者的旋转轴中心重合，该方位减速齿轮232与方位减速器22的输出轴紧配合连接。

以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。