CN102195133B - 基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构 - Google Patents

基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构 Download PDF

Info

Publication number
CN102195133B
CN102195133B CN 201010586390 CN201010586390A CN102195133B CN 102195133 B CN102195133 B CN 102195133B CN 201010586390 CN201010586390 CN 201010586390 CN 201010586390 A CN201010586390 A CN 201010586390A CN 102195133 B CN102195133 B CN 102195133B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
pushing mechanism
ball
screw
radar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN 201010586390
Other languages
English (en)
Other versions
CN102195133A (zh
Inventor
郝刚
李栋
王克军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XI'AN MILITARY REPRESENTATIVE OFFICE MILITARY REPRESENTATIVE BUREAU OF ARMY AVIATION DEPARTMENT HEADQUARTERS OF GENERAL STAFF PLA
No206 Institute Of China North Industries Group Corp
Original Assignee
XI'AN MILITARY REPRESENTATIVE OFFICE MILITARY REPRESENTATIVE BUREAU OF ARMY AVIATION DEPARTMENT HEADQUARTERS OF GENERAL STAFF PLA
No206 Institute Of China North Industries Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XI'AN MILITARY REPRESENTATIVE OFFICE MILITARY REPRESENTATIVE BUREAU OF ARMY AVIATION DEPARTMENT HEADQUARTERS OF GENERAL STAFF PLA, No206 Institute Of China North Industries Group Corp filed Critical XI'AN MILITARY REPRESENTATIVE OFFICE MILITARY REPRESENTATIVE BUREAU OF ARMY AVIATION DEPARTMENT HEADQUARTERS OF GENERAL STAFF PLA
Priority to CN 201010586390 priority Critical patent/CN102195133B/zh
Publication of CN102195133A publication Critical patent/CN102195133A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102195133B publication Critical patent/CN102195133B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明为基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构，属于机械传动技术领域，用于机载平台上，驱动雷达天线进行俯仰机械扫描。本发明利用滚珠丝杠进行运动传递，采用双推杆结构，一套推动机构为主动推动机构，带动天线进行俯仰扫描；另一套推动机构为从动推动机构，由作俯仰运动的天线带动从动推动机构运动，利用滚珠丝杠副的摩擦力矩，降低了机载振动冲击条件下的天线振幅，达到了稳定雷达天线波束的效果。本发明研制的样机，经过地面多次振动冲击试验，以及安装在某型号武装直升机上进行实战模拟飞行试验表明：可完成雷达天线俯仰运动，并具有很好的天线波束稳定效果，完全能够满足雷达在机载恶劣振动冲条件下的使用要求。

Description

基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构
技术领域
本发明属于机械传动技术领域，具体是在机载平台上，使用滚珠丝杠双推杆推动机构，驱动雷达天线进行俯仰运动，实现雷达天线波束的俯仰机械扫描。
技术背景
雷达的工作原理为发射电磁波波束，遇到所探测目标后返回回波，接收后经过数据处理以确定所探测目标相对于雷达的位置，故目标需在雷达所发射的电磁波波束范围内雷达才能探测到目标，由于电磁波波束宽度是一定的，往往满足不了监控大范围区域的需要，故需要天线进行机械扫描以满足使用要求。
地面雷达通常采用的机械扫描驱动方式为伺服电机带动减速器减速后驱动天线转轴实现天线运动，也可直接使用力矩电机直接驱动天线转轴进行扫描运动，这两种运动方式均需在天线转动轴处安装驱动机构，同时这两种驱动方式均要求负载(天线等)重心尽量与回转中心重合，以减小转动惯量从而获得更好的伺服性能，这就需要对负载进行配平，由此造成负载加重，同时为了满足伺服性能需选取更大力矩的电机和减速器，从而又造成设备体积和重量的加大。由于机载雷达与地面雷达的工作环境的差异，对雷达装备的要求也有所不同，首先，机载平台所能提供的安装范围和重量受限，这就要求机载设备在满足功能使用要求的情况下应尽量轻巧；其次，机载平台环境比地面平台环境更为恶劣，这就对机载设备提出了更高的抗振性能要求。基于以上条件，在机载情况下，负载不平衡时往往不能采用配平的方式，如果还采用地面雷达传动方式的话，会造成驱动结构满足不了体积和重量的要求。
另外机载雷达与一般陆基雷达工作环境不同。一般陆基雷达工作时，其工作平台处于静止状态，虽然在行军过程中也会受到振动和冲击，但并不影响雷达性能的发挥。而机载雷达总是在振动、冲击环境中工作，必须适应机载的振动、冲击环境。在如此恶劣的振动冲击环境下，天线的波束稳定问题应重点考虑，如果天线的振幅超出了波束宽度范围，雷达就会出现丢失目标或目标航迹不连续，影响雷达性能的发挥，所以不仅要安全，而且要正常工作。
发明内容
本发明要解决的问题在于：为使雷达能在机载平台的振动、冲击环境中正常工作，提出了基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构，解决机载雷达天线在恶劣振动冲击条件下天线驱动和波束稳定问题。
本发明解决的问题的技术方案采用双推动机构的结构形式，双推杆的结构包括从动推动机构和主动推动机构，从动推动机构和主动推动机构对称安装在天线的背面并分别固定在底板上。所述主动推动机构采用直流电机作为驱动源，驱动天线绕天线支承转轴作俯仰扫描运动；与此同时，天线带动从动推动机构运动。在主动推动机构部分，采用了直流电机通过一级齿轮传动调速，再通过第一滚珠丝杠副将第一滚珠丝杠的旋转运动转变为第一螺母的直线运动，推动天线进行绕天线支承转轴的俯仰运动，实现天线波束的高低扫描。
在从动推动机构部分，天线的俯仰运动带动第二滚珠丝杠副，将第二螺母的直线运动转化为第二滚珠丝杠的旋转运动，利用第二滚珠丝杠副的摩擦力矩，限制天线振动冲击幅度，使得天线的振动冲击幅度限制在允许范围内，保证雷达正常工作。
本发明的滚珠丝杠双推杆天线俯仰推动机构具有如下特点：
(1)与现有雷达天线的伺服驱动方式相比，天线不需配平，不增加额外的重量，推动机构具有体积小、重量轻、可靠性高的特点，能够满足雷达在机载恶劣振动冲条件下的使用要求。
(2)采用双推杆的结构实现雷达天线的俯仰扫描运动，利用从动推动机构阻尼有效降低雷达天线在机载振动冲击条件下的振幅，稳定了雷达天线波束。同时采用双推动机构保证了天线运动的平衡性。
本发明的天线俯仰推动机构经过地面多次振动冲击试验以及安装在某型号武装直升机上进行实战模拟飞行试验，试验结果表明：该滚珠丝杠双推杆天线俯仰推动机构可完成雷达天线俯仰运动，并具有很好的天线波束的稳定效果(采用单推杆机构时天线抖动角度为1°，而采用双推杆机构后天线抖动角度为0.30°，稳定效果非常明显)。
附图说明
图1是本发明的基于滚珠丝杠的双推杆天线俯仰推动机构结构示意图
图2是主动推动机构示意图
图3是从动推动机构示意图
具体实施方式
参照上述附图，对本发明的具体实施方式进行详细叙述。
参见图1，本发明采用滚珠丝杠双推杆机构由从动推动机构2和主动推动机构4构成。从动推动机构2和主动推动机构4对称安装在天线3的背面，并分别固定在底板1上，主动推动机构4驱动天线3绕天线支承转轴5进行俯仰运动，完成雷达的俯仰扫描功能，同时天线3的俯仰带动从动推动机构2运动，利用从动推动机构2产生的摩擦力矩来降低天线3在振动冲击条件下的振幅，从而达到稳定雷达天线波束的作用。
参见图2，主动推动机构4由直流电机6、第一齿轮7、第一滚珠丝杠支撑座8、第一轴承9、第一滚珠丝杠副(由第一滚珠丝杠10和第一螺母11组成)、第一天线转接座12、第二齿轮13和第一底座14组成。第一齿轮7连接在直流电机6驱动轴上并与第二齿轮13啮合，第一滚珠丝杠10的下端固定在第二齿轮13的孔中，第一滚珠丝杠两端通过第一轴承9固定于第一滚珠丝杠支撑座8上，第一螺母11通过第一天线转接座12将主动推动机构4与天线3连接，主动推动机构4通过第一底座14固定在底板1上。工作时，直流电机6通过第一齿轮7与第二齿轮13调速驱动第一滚珠丝杠10转动，并将第一滚珠丝杠10的转动转化为第一螺母11沿第一滚珠丝杠10轴线进行的往复直线运动，从而带动与其连接的第一天线转接座12，将其转化为天线3绕天线支承转轴5进行俯仰运动。通过控制直流电机6的转动方向实现天线3的俯仰扫描。
参见图3，从动推动机构2由第二滚珠丝杠副(由第二螺母15和第二滚珠丝杠18组成)、第二滚珠丝杠支撑座16、第二轴承17、第二天线转接座19和第二底座20组成。第二滚珠丝杠18通过第二轴承17固定于第二滚珠丝杠支撑座16上，第二螺母15通过第二天线转接座19将从动推动机构2与天线3连接，从动推动机构2通过第二底座20固定在底板1上。天线3随主动推动机构4做绕天线支承转轴5进行俯仰运动，通过第二天线转接座19带动第二螺母15沿第二滚珠丝杠18轴线进行往复直线运动，并将第二螺母15的直线运动转化为第二滚珠丝杠18的转动，利用第二滚珠丝杠副(第二螺母15与第二滚珠丝杠18)之间的摩擦力矩，降低天线3在振动冲击条件下的振幅，从而达到稳定雷达天线波束的作用。
本发明的天线俯仰推动机构经过地面多次振动冲击试验以及安装在某型号武装直升机上进行实战模拟飞行试验，试验结果表明：该滚珠丝杠双推杆天线俯仰推动机构可完成雷达天线俯仰运动，并具有很好的天线波束的稳定效果(采用单推杆机构时天线抖动角度为1°，而采用双推杆机构后天线抖动角度为0.30°，稳定效果非常明显)，该机构工作可靠，体积小、重量轻，完全能够满足雷达在机载恶劣振动冲条件下的使用要求。

Claims (1)

1.一种基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构，利用滚珠丝杠作为运动传动件，采用双推杆结构推动天线俯仰运动，其特征在于：双推杆的结构包括从动推动机构(2)和主动推动机构(4)，所述从动推动机构(2)和主动推动机构(4)对称安装在天线(3)的背面并分别固定在底板(1)上，所述主动推动机构(4)驱动天线(3)绕天线支承转轴(5)作俯仰扫描运动，与此同时，天线(3)带动从动推动机构(2)运动，所述主动推动机构(4)由直流电机(6)、第一齿轮(7)、第一滚珠丝杠支撑座(8)、第一轴承(9)、第一滚珠丝杠(10)、第一螺母(11)、第一天线转接座(12)和第二齿轮(13)组成，第一齿轮(7)连接在直流电机(6)驱动轴上并与第二齿轮(13)啮合，第一滚珠丝杠(10)的下端固定在第二齿轮(13)的孔中，第一滚珠丝杠两端通过第一轴承(9)固定于第一滚珠丝杠支撑座(8)上，第一螺母(11)通过第一天线转接座(12)将主动推动机构(4)与天线(3)连接；直流电机(6)通过第一齿轮(7)与第二齿轮(13)驱动第一滚珠丝杠(10)转动，使第一螺母(11)在第一滚珠丝杠(10)上往复直线运动，并带动第一天线转接座(12)运动，实现天线(3)绕天线支承转轴(5)进行俯仰运动；所述从动推动机构(2)由第二螺母(15)、第二滚珠丝杠(18)、第二滚珠丝杠支撑座(16)、第二轴承(17)和第二天线转接座(19)组成，第二滚珠丝杠(18)通过第二轴承(17)固定于第二滚珠丝杠支撑座(16)上，第二螺母(15)通过第二天线转接座(19)将从动推动机构(2)与天线(3)连接；天线(3)的俯仰运动通过第二天线转接座(19)带动第二滚珠丝杠副，将第二螺母(15)的直线运动转化为第二滚珠丝杠(18)的旋转运动，利用第二滚珠丝杠副的摩擦力矩降低天线在振动冲击下的振幅，提高天线俯仰运动平稳度，实现雷达天线波束的稳定。
CN 201010586390 2010-12-10 2010-12-10 基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构 Expired - Fee Related CN102195133B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010586390 CN102195133B (zh) 2010-12-10 2010-12-10 基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010586390 CN102195133B (zh) 2010-12-10 2010-12-10 基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102195133A CN102195133A (zh) 2011-09-21
CN102195133B true CN102195133B (zh) 2013-08-28

Family

ID=44602774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010586390 Expired - Fee Related CN102195133B (zh) 2010-12-10 2010-12-10 基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102195133B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105406193B (zh) * 2015-11-25 2018-07-13 中国电子科技集团公司第三十八研究所 一种具有俯仰双机同步驱动机构的大型雷达天线
CN105811078A (zh) * 2016-03-29 2016-07-27 中国计量学院 可升放式水下航行器卫星天线
CN112327254B (zh) * 2020-10-10 2021-06-25 南京誉葆科技有限公司 一种应用于射频综合***的雷达装置
CN112510369B (zh) * 2020-11-24 2023-05-09 武汉滨湖电子有限责任公司 一种具有预警保护的天线俯仰传动装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3982247A (en) * 1975-04-09 1976-09-21 Rohr Industries, Inc. Antenna spring counterweight
CN1315617C (zh) * 2004-05-27 2007-05-16 张国梁 丝杠与外圆两用磨床
CN2901338Y (zh) * 2006-03-02 2007-05-16 中国兵器工业第二○六研究所 基于实时触地检测的雷达调平装置
CN201256177Y (zh) * 2008-04-30 2009-06-10 中国兵器工业第二○六研究所 俯仰推杆内置型超360度方位有限角度雷达天线座

Also Published As

Publication number Publication date
CN102195133A (zh) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109682564B (zh) 六自由度混联式电磁振动试验台
CN102195133B (zh) 基于滚珠丝杠双推杆结构的雷达天线俯仰推动机构
CN105913717B (zh) 一种大位移六自由度振动台
WO2020093577A1 (zh) 一种直升机载激光雷达激光扫描姿态角稳定方法与装置
CN103983443B (zh) 用于飞机起落架舱门上位锁可靠性试验的卧式试验装置
CN103821185B (zh) 带有水平动力加载装置的模型桩基
CN105173127A (zh) 基于悬吊与气悬浮组合的六自由度零重力模拟***
CN104617369A (zh) 一种高精度伞状天线新型肋展开机构
CN105460189B (zh) 一种水下扑翼驱动装置
CN102581847A (zh) 三自由度仿生眼并联机构
CN104390755B (zh) 高低频复合驱动并联三自由度运动台
CN103424269B (zh) 一种含闭环子链的耦合型四自由度运动模拟台
CN109655222B (zh) 新型振动台
CN214098861U (zh) 基于质量弹簧阻尼多参数调谐实验***
CN104608941A (zh) 一种具有角度定位和锁定功能的磁流变铰链复合装置
CN106986006A (zh) 可重复使用的变角度变长度自适应缓冲着陆机构
CN104458169A (zh) 高低频复合驱动并联二维转动平台
CN204256060U (zh) 一种摆动晃动静电试验台
Wang et al. Design and modeling of a novel transformable land/air robot
CN210323892U (zh) 一种大惯量机电六自由度运动平台
WO2023077808A1 (zh) 用于激光雷达的扫描装置及其控制方法、激光雷达
CN209673347U (zh) 一种振动加离心复合疲劳试验设备
CN102680224B (zh) 一种泵车疲劳试验装置
CN105738062A (zh) 一种可变结构的高低频混合输出并联三维运动台
CN102922507A (zh) 二自由度调平装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130828

Termination date: 20141210

EXPY Termination of patent right or utility model