CN107297604B - 一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，涉及相控阵天线TR模块整机集成装配装置领域；包括垂向加力装置、侧向加力装置、测力传感器、导向装置、测量装置、限位装置；在模块式相控阵天线TR模块的整机集成装配过程中，垂向加力装置和侧方加力装置可沿导向装置完成往复移动，在X轴、Y轴和Z轴三个方向联动，在TR模块的垂向和侧向施加大小可调、可测的挤压力，安全可靠的将TR模块安装到合适位置，并通过测力传感器可以精准测量安装力的大小；实现了相控阵天线TR模块整机高精密集成装配，安装加载力大小可控、操作简便、能有效满足TR模块安装精度要求；对该装置尺寸范围内的任意TR模块均可进行整机集成安装，具有通用性。

Description

一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置
技术领域
本发明涉及一种相控阵天线TR模块整机集成装配装置领域，特别是一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置。
背景技术
相控阵天线为星间链路关键产品，用于星间测距和通信。目前，星载相控阵天线向着小型化、轻型化、高集成度的方向发展，是融合了电磁场、微波、信号处理、控制、热控、结构、工艺等多专业的复杂整机***。相控阵天线具有频率高、体积小、集成度高、高低频互联关系复杂、密度高，精度高等特点。
目前在相控阵天线集成装配过程中，主要采用手工和人眼的形式进行装配；网络模块和TR模块垂直互联，低频及射频接插件对插安装，TR模块射频接口与阵面射频口整体对接。由于网络模块上的低频及射频接插件数量多、尺寸小，TR模块外形尺寸小、装配精度要求高，手工和人眼装配难以判断模块的位置精度和配合关系，并且存在装配反复调整、最终成型后无法拆卸等困难，当TR模块与网络模块对插安装时，用手按压力量过小模块安装不到位，力量过大则会损伤模块上的接插件，在装配过程中经常出现返工和出错的情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，实现了相控阵天线TR模块整机高精密集成装配，安装加载力大小可控、操作简便、能有效满足TR模块安装精度要求；对该装置尺寸范围内的任意TR模块均可进行整机集成安装，具有通用性。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，包括垂向加力装置、侧向加力装置、垂向加力导向装置、侧向加力导向装置、测量装置、限位装置、上导轨、下导轨、限位支架和主体支架；其中，主体支架为U型钢架，两个主体支架平行相对放置；两个相对主体支架的竖直侧边之间，分别垂直固定安装有两个平行的上导轨、两个平行的限位支架和两个平行的下导轨；上导轨、限位支架和下导轨均为杆状结构，且限位支架设置在下导轨上端，上导轨设置在限位支架的上端；两个平行的下导轨之间垂直固定安装有侧向加力导向装置；侧向加力装置固定安装在侧向加力导向装置的上表面；两个平行的限位支架之间固定安装有限位装置；两个平行的上导轨之间垂直固定安装有垂向加力导向装置；垂向加力装置和测量装置均固定安装在垂向加力导向装置上。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述的侧向加力导向装置为杆状结构，侧向加力装置指向垂直的固定安装在侧向加力导向装置上表面；侧向加力装置沿侧向加力导向装置的轴向方向实现移动；侧向加力导向装置沿下导轨的轴向方向实现移动。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述垂向加力导向装置为杆状结构；垂向加力装置和测量装置沿垂向加力导向装置的轴向方向实现移动；垂向加力导向装置沿上导轨的轴向方向实现移动。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述垂向加力装置包括垂向旋转手轮、垂向安装支架、垂向传动丝杠、垂向主体支架、垂向测力传感器和垂向挤压接头；其中，垂向安装支架为平板结构；垂向挤压接头固定安装在垂向安装支架侧面的底端；垂向测力传感器固定安装在垂向挤压接头的上表面；垂向主体支架固定安装在垂向测力传感器的上表面；垂向传动丝杠为圆柱结构，沿轴向固定安装在垂向主体支架的上表面；垂向旋转手轮固定在垂向传动丝杠远离垂向主体支架的一端。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述垂向安装支架的另一面固定安装在垂向加力导向装置的侧面，通过旋转垂向旋转手轮，实现垂向加力装置沿垂向加力导向装置的轴向的移动。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述侧向加力装置包括侧向旋转手轮、侧向安装支架、侧向传动丝杠、侧向主体支架、侧向测力传感器和侧向挤压接头；其中，侧向安装支架为平板结构；侧向挤压接头固定安装在侧向安装支架侧面的底端；侧向测力传感器固定安装在侧向挤压接头的上表面；侧向主体支架固定安装在侧向测力传感器的上表面；侧向传动丝杠为圆柱结构，沿轴向固定安装在侧向主体支架的上表面；侧向旋转手轮固定在侧向传动丝杠远离侧向主体支架的一端。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述侧向安装支架的另一面固定安装在侧向加力导向装置上表面，通过旋转侧向旋转手轮，实现侧向加力装置沿侧向加力导向装置的轴向的移动。
在上述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，所述测量装置包括光学测量仪和测量安装支架；测量安装支架固定安装在垂向加力导向装置的侧面；光学测量仪固定安装在测量安装支架的侧面。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明中垂向加力装置和侧方加力装置可沿导向装置完成往复移动，在X轴、Y轴和Z轴三个方向联动，提高了安装精度，避免在安装过程中损坏模块；
(2)本发明采用了测力传感器，实现了对安装力的大小进行精确的测量，在TR模块的垂向和侧向施加大小可调、可测的挤压力，实现了将TR模块安全可靠的安装到合适位置；
(3)本发明操作简便可靠、使用方便、精确、装配可控可调可测等特点，具有较强的实用性；且该装置具有通用性，可对该装配装置结构尺寸范围内的任意模块式相控阵天线进行集成装配。
附图说明
图1为本发明模块式相控阵天线整机集成装配装置示意图；
图2为本发明加力装置在X、Y、Z三个方向联动示意图；
图3为本发明相控阵天线TR模块集成装配过程示意图；
图4为本发明垂向加力装置结构图；
图5为本发明侧向加力装置结构图；
图6为本发明测量装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为模块式相控阵天线整机集成装配装置示意图，由图可知，一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：包括垂向加力装置1、侧向加力装置2、垂向加力导向装置3、侧向加力导向装置4、测量装置5、限位装置6、上导轨7、下导轨8、限位支架9和主体支架10；其中，主体支架10为U型钢架，两个主体支架10平行相对放置；两个相对主体支架10的竖直侧边之间，分别垂直固定安装有两个平行的上导轨7、两个平行的限位支架9和两个平行的下导轨8；上导轨7、限位支架9和下导轨8均为杆状结构，且限位支架9设置在下导轨8上端，上导轨7设置在限位支架9的上端；两个平行的下导轨8之间垂直固定安装有侧向加力导向装置4；侧向加力装置2固定安装在侧向加力导向装置4的上表面；两个平行的限位支架9之间固定安装有限位装置6；两个平行的上导轨7之间垂直固定安装有垂向加力导向装置3；垂向加力装置1和测量装置5均固定安装在垂向加力导向装置3上。
其中，侧向加力导向装置4为杆状结构，侧向加力装置2指向垂直的固定安装在侧向加力导向装置4上表面；侧向加力装置2沿侧向加力导向装置4的轴向方向实现移动；侧向加力导向装置4沿下导轨8的轴向方向实现移动。垂向加力导向装置3为杆状结构；垂向加力装置1和测量装置5沿垂向加力导向装置3的轴向方向实现移动；垂向加力导向装置3沿上导轨7的轴向方向实现移动。
如图4所示为垂向加力装置结构图，由图可知，垂向加力装置1包括垂向旋转手轮101、垂向安装支架102、垂向传动丝杠103、垂向主体支架104、垂向测力传感器105和垂向挤压接头106；其中，垂向安装支架102为平板结构；垂向挤压接头106固定安装在垂向安装支架102侧面的底端；垂向测力传感器105固定安装在垂向挤压接头106的上表面；垂向主体支架104固定安装在垂向测力传感器105的上表面；垂向传动丝杠103为圆柱结构，沿轴向固定安装在垂向主体支架104的上表面；垂向旋转手轮101固定在垂向传动丝杠103远离垂向主体支架104的一端。其中，垂向安装支架102的另一面固定安装在垂向加力导向装置3的侧面，通过旋转垂向旋转手轮101，实现垂向加力装置1沿垂向加力导向装置3的轴向的移动。
如图5所示为侧向加力装置结构图，由图可知，侧向加力装置2包括侧向旋转手轮201、侧向安装支架202、侧向传动丝杠203、侧向主体支架204、侧向测力传感器205和侧向挤压接头206；其中，侧向安装支架202为平板结构；侧向挤压接头206固定安装在侧向安装支架202侧面的底端；侧向测力传感器205固定安装在侧向挤压接头206的上表面；侧向主体支架204固定安装在侧向测力传感器205的上表面；侧向传动丝杠203为圆柱结构，沿轴向固定安装在侧向主体支架204的上表面；侧向旋转手轮201固定在侧向传动丝杠203远离侧向主体支架204的一端。且侧向安装支架202的另一面固定安装在侧向加力导向装置4上表面，通过旋转侧向旋转手轮201，实现侧向加力装置2沿侧向加力导向装置4的轴向的移动。
如图6所示为测量装置结构图，由图可知，所述测量装置5包括光学测量仪501和测量安装支架502；测量安装支架502固定安装在垂向加力导向装置3的侧面；光学测量仪501固定安装在测量安装支架502的侧面。
如图2所示为加力装置在X、Y、Z三个方向联动示意图，由图可知，垂向加力装置1，侧向加力装置2以及测量装置5在X轴、Y轴、Z轴三个方向联动。垂向加力装置1和测量装置5可在垂向加力导向装置3的长度方向上移动，垂向加力导向装置3可以带着垂向加力装置1和测量装置5在上导轨7上沿导轨长度方向移动，垂向加力装置1通过垂向旋转手轮101可以实现Z方向上的移动；侧向加力装置2可以在侧向加力导向装置4的长度方向上移动，侧向加力导向装置4可以带着侧向加力装置2在下导轨8上移动，侧向加力装置2通过侧向旋转手轮201可以实现X方向上的移动。
如图3所示为相控阵天线TR模块集成装配过程示意图，有图可知，模块式相控阵天线由上百个TR模块排列组成。将模块式相控阵天线放置于工装的合适位置并固定天线，安装第一排TR模块，垂向加力装置1随着垂向加力导向装置3沿着上导轨7移动到第一排TR模块的顶端位置，旋转手轮101，从而垂向加力装置1向Z方向施加挤压力，当挤压块与TR模块的顶端接触时，测力传感器开始工作。通过旋转手轮，可以控制调整挤压力的大小，直至TR模块安装到位。
本发明中模块安装后的限位方式。TR模块安装到位后，防止模块倾斜，使用侧向加力装置2保持模块的安装位置精度。侧向加力装置2随着侧向加力导向装置4沿着下导轨8移动到合适位置，旋转侧向旋转手轮201，从而侧向加力装置2向X方向施加挤压力，当侧向挤压接头106与TR模块侧方接触时，侧向测力传感器105开始工作。通过旋转侧向旋转手轮201，可以控制调整挤压力的大小，直至TR模块位置满足安装要求，并保持不变。将限位装置6安装于限位支架9上，限位装置6通过底部的高精度限位槽，能够约束住TR模块，从而达到限位作用。此时TR模块已限位完成，侧向加力装置2，向着远离TR模块的方向移动。
本发明使用测量装置5检测模块的安装精度，测量装置5随着垂向加力导向装置3沿着上导轨7移动到第一排TR模块的顶端位置，测量装置5与光学测量采集软件相连，通过软件控制，测量装置5为光学测量仪，能够测量TR模块两两之间的通道间距、模块位置尺寸、安装精度、装配误差等关键尺寸。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：包括垂向加力装置(1)、侧向加力装置(2)、垂向加力导向装置(3)、侧向加力导向装置(4)、测量装置(5)、限位装置(6)、上导轨(7)、下导轨(8)、限位支架(9)和主体支架(10)；其中，主体支架(10)为U型钢架，两个主体支架(10)平行相对放置；两个相对主体支架(10)的竖直侧边之间，分别垂直固定安装有两个平行的上导轨(7)、两个平行的限位支架(9)和两个平行的下导轨(8)；上导轨(7)、限位支架(9)和下导轨(8)均为杆状结构，且限位支架(9)设置在下导轨(8)上端，上导轨(7)设置在限位支架(9)的上端；两个平行的下导轨(8)之间垂直固定安装有侧向加力导向装置(4)；侧向加力装置(2)固定安装在侧向加力导向装置(4)的上表面；两个平行的限位支架(9)之间固定安装有限位装置(6)；两个平行的上导轨(7)之间垂直固定安装有垂向加力导向装置(3)；垂向加力装置(1)和测量装置(5)均固定安装在垂向加力导向装置(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述的侧向加力导向装置(4)为杆状结构，侧向加力装置(2)指向垂直的固定安装在侧向加力导向装置(4)上表面；侧向加力装置(2)沿侧向加力导向装置(4)的轴向方向实现移动；侧向加力导向装置(4)沿下导轨(8)的轴向方向实现移动。
3.根据权利要求1所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述垂向加力导向装置(3)为杆状结构；垂向加力装置(1)和测量装置(5)沿垂向加力导向装置(3)的轴向方向实现移动；垂向加力导向装置(3)沿上导轨(7)的轴向方向实现移动。
4.根据权利要求1所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述垂向加力装置(1)包括垂向旋转手轮(101)、垂向安装支架(102)、垂向传动丝杠(103)、垂向主体支架(104)、垂向测力传感器(105)和垂向挤压接头(106)；其中，垂向安装支架(102)为平板结构；垂向挤压接头(106)固定安装在垂向安装支架(102)侧面的底端；垂向测力传感器(105)固定安装在垂向挤压接头(106)的上表面；垂向主体支架(104)固定安装在垂向测力传感器(105)的上表面；垂向传动丝杠(103)为圆柱结构，沿轴向固定安装在垂向主体支架(104)的上表面；垂向旋转手轮(101)固定在垂向传动丝杠(103)远离垂向主体支架(104)的一端。
5.根据权利要求4所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述垂向安装支架(102)的另一面固定安装在垂向加力导向装置(3)的侧面，通过旋转垂向旋转手轮(101)，实现垂向加力装置(1)沿垂向加力导向装置(3)的轴向的移动。
6.根据权利要求2所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述侧向加力装置(2)包括侧向旋转手轮(201)、侧向安装支架(202)、侧向传动丝杠(203)、侧向主体支架(204)、侧向测力传感器(205)和侧向挤压接头(206)；其中，侧向安装支架(202)为平板结构；侧向挤压接头(206)固定安装在侧向安装支架(202)侧面的底端；侧向测力传感器(205)固定安装在侧向挤压接头(206)的上表面；侧向主体支架(204)固定安装在侧向测力传感器(205)的上表面；侧向传动丝杠(203)为圆柱结构，沿轴向固定安装在侧向主体支架(204)的上表面；侧向旋转手轮(201)固定在侧向传动丝杠(203)远离侧向主体支架(204)的一端。
7.根据权利要求6所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述侧向安装支架(202)的另一面固定安装在侧向加力导向装置(4)上表面，通过旋转侧向旋转手轮(201)，实现侧向加力装置(2)垂直于侧向加力导向装置(4)的轴向的移动。
8.根据权利要求1所述的一种用于模块式相控阵天线整机集成的装配装置，其特征在于：所述测量装置(5)包括光学测量仪(501)和测量安装支架(502)；测量安装支架(502)固定安装在垂向加力导向装置(3)的侧面；光学测量仪(501)固定安装在测量安装支架(502)的侧面。
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