[发明专利]一种用于微波平面度评定的钢带式检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于微波平面度评定的钢带式检测装置，属于微波平面度检测领域。

背景技术

紧缩场是用于飞行器反射特性测试的基础设施，其主要功能为将馈源发出的球面波转化成平面波，形成性能优良的平面微波测试区域，达到天线辐射测试和目标雷达截面散射测试的要求。紧缩场所形成微波的平面度是其最重要的性能指标之一，为测量这一平面度，需要研制专门的紧缩场扫描架，以便逐点扫描测反射平面波的幅值与相位，以对紧缩场的性能进行评定。目前采用的微波平面度检测装置检测运动形式分为两种，即直角坐标式和极坐标式，测量探头的安装形式随之可分为直线框架式的安装形式和旋轴极坐标两种安装形式。在实际设计和使用过程中，为保证探头的精度和装置的可靠性，测量探头运动支撑单元的结构必须保证一定的刚度，从而必然引入了较大的结构重量；由于探头运动单元结构质量的增加，其安装基座的重量也随之增大，有时紧缩场扫描架的重量甚至达到十多吨，这不仅带来了装置的运输问题，而且增加了系统的安装及调试的复杂性和不确定性；另外，为了保证检测传感器的安装刚度，测量探头运动支撑装置的截面必须保证一定的截面面积，这就造成在微波平面度检测的过程中平面度检测装置的雷达截面散射值较大，从而对测量结果造成很大的影响。综上所述，目前微波平面度检测用的扫描装置存在的共同问题有两个，一是质量过重的问题，另一个是测量探头支撑装置的雷达截面散射值较大的问题。

发明内容

1、目的：本发明提供一种用于微波平面度评定的钢带式检测装置，该装置采用并联钢带传动的结构方式，可实现测量探头的平面三自由度运动。该装置结构简单、安装及调试方便，与传统方案相比，大大降低了整体机构质量和减小了雷达截面散射值，且能保证很高的测量精度。该装置为紧缩场微波平面度测试提供了一种高精度且灵活高效的解决方案。

2、技术方案：本发明一种用于微波平面度评定的钢带式检测装置，该装置包括钢带驱动单元、支撑立柱、传动钢带和一个微波检测平台。其位置连接关系为：支撑立柱固定竖立在水平地面上；在两个支撑立柱的同侧竖直平面的顶部和底部，分别安装有一个钢带驱动单元；每个钢带驱动单元输出一条传动钢带，钢带驱动单元与微波检测平台通过传动钢带连接；微波检测平台空间位置在四个钢带驱动单元转成的空间矩形平面内部。

所述的钢带驱动单元包括圈筒电机组件、测力轮组件、测长轮组件、压力轮组件、出带轮组件以及上、下安装基座。其间的位置连接关系为：传动钢带缠绕在圈筒电机组件上，圈筒电机组件中的电机转动进行传动钢带的收放操作，输出的传动钢带经过测力轮组件、测长轮组件与出带轮组件后与微波检测平台相连接；测力轮组件上安装有张力传感器，负责测量传动钢带的内力；测长轮组件上安装有码盘，负责测量传动钢带的输出长度；传动钢带的传送过程中使用压力轮组件将其压紧在测长轮组件的滚轮上，以提高长度测量的精确性；出带轮组件由两个滚轮组成，负责固定传动钢带的输出方向；圈筒电机组件、测力轮组件、测长轮组件、压力轮组件和出带轮组件均通过螺栓固连在上安装基座上，上安装基座与下安装基座之间通过螺栓四角固连。该圈筒电机组件是传动钢带收放操作的执行器，其结构主要包括：电机钢带圈轮、防尘圈、电机传动轴、电机传动套筒、电机传动轴轴承、电机传动轴承盖以及直流电机；各部件的位置连接关系及功能为：电机钢带圈轮安装在电机传动轴的末端，其上缠绕着传动钢带，是传动钢带的收放装置；电机传动轴与电机主轴同心安装，并通过螺栓径向压紧固定连接；电机传动套筒、电机传动轴轴承、电机传动轴承盖等装置与电机传动轴同心安装，对电机传动轴辅助支撑提高电机的传动轴刚性，而且圈筒电机组件通过电机传动套筒和电机传动轴承盖上的螺栓安装孔固定在钢带驱动单元的上安装基座上；防尘圈安装在电机传动轴承盖与电机钢带圈轮之间，起防尘的作用；直流电机通过螺栓与电机传动套筒固连。该电机钢带圈轮是带有凹槽的轮形钢结构件，用于收放钢带；该防尘圈是圆片状橡胶结构件，用于防尘；该电机传动轴是阶梯轴形钢结构件，用于传动；该电机传动套筒是空心圆柱形结构件，用于机构固定。该电机传动轴承盖是圆盘类结构件，用于轴承支撑和放置防尘圈；该直流电机型号为正科ZGA37RG267，该电机传动轴轴承的型号为角接触球轴承708，两者均为市购。该测力轮组件是钢带内力测量的辅助组件，其主要结构包括张力钢带圈轮、张力传感器安装套筒、螺母、张力轮轴承以及张力传感器。各部件的连接关系及功能为：张力钢带圈轮安装在张力传感器心轴的末端，其上缠绕着传动钢带，对传动钢带有支撑作用，并向张力传感器传递传动钢带的内力；张力传感器与张力钢带圈轮同心安装，并通过螺栓轴向固连；张力传感器安装接口上有螺纹，其通过上、下螺母轴向压紧固连在张力传感器安装套筒上，张力传感器安装通过螺栓与钢带驱动单元上安装基座固连。该张力钢带圈轮是轮型钢结构件，用于钢带夹紧；该张力传感器安装套筒是筒形钢结构件，用于张力传感器的安装；该上、下螺母是市购件用于张力传感器安装套筒夹紧；该张力传感器是按需选购的市购件。该张力轮轴承是市购件用于轴转动；该测长轮组件是对钢带输出长度测量的辅助组件，其结构包括：测长轮钢带圈轮、测长轮防尘圈、测长轮传动轴、测长轮套筒、测长轮轴承、测长轮轴承盖以及旋转编码器。各部件的位置连接关系及功能为：测长轮钢带圈轮安装在旋转编码器心轴的末端，其上缠绕着传动钢带，对传动钢带有支撑作用；同时传动钢带被压力轮组件压紧在测长轮钢带圈轮上，消除传动钢带与测长轮钢带圈轮之间的间隙，提高了传动钢带的输出长度的测量精度；旋转编码器心轴与测长轮传动轴同心安装，并通过螺栓径向压紧固定连接；测长轮套筒、测长轮轴承、测长轮轴承盖等装置与测长轮传动轴同心安装，对测长轮传动轴辅助支撑提高传动轴刚性，而且测长轮组件通过测长轮套筒和测长轮轴承盖上的螺栓安装孔固定在钢带驱动单元的上安装基座上；该测长轮钢带圈轮是轮型钢结构件，用于钢带输出；该测长轮防尘圈是圆片状橡胶结构件，用于测长轮组件防尘；该测长轮传动轴是阶梯轴形钢结构件，用于测长轮传动；该测长轮套筒是筒形钢结构件，用于夹紧和固定；该测长轮轴承是市购件用于轴转动；该测长轮轴承盖是圆形结构件，用于密封和固定；该旋转编码器为增量式的旋转编码器，其作用是通过其轴，通过螺栓与测长轮套筒固连。其型号为瑞普ZSP3806，市购产品。该压力轮组件是类轮型钢结构件，用于钢带压紧；该出带轮组件用来固定传动钢带的输出方向，防止脱带，保证传动钢带输出的稳定性，其结构包括限位输出轮组件，压紧输出轮组件，出带轮端盖以及出带轮外筒。各部件的位置连接关系及功能为：限位输出轮组件和压紧输出轮组件均通过螺栓分别固定连接在出带轮端盖以及出带轮外筒上.而出带轮组件的端盖和外筒分别通过螺栓与钢带驱动单元的上、下安装基座相固连。该限位输出轮组件是类轮形钢结构用于实现钢带输出的限位，它包括限位圈带轮、限位轮心轴和限位轮轴承，其间关系是：限位轮心轴和限位轮轴承置于限位圈带轮内；该限位圈带轮是类轮形钢结构件，该限位轮心轴是两端设有螺孔的台阶轴；该限位轮轴承是市购件。该压紧输出轮组件是筒形钢结构用于实现钢带压紧的，它包括压紧轮心轴和压紧轮轴承，压紧轮轴承与压紧轮心轴的台阶面接触；该压紧轮心轴是两端设有螺孔的台阶轴；该压紧轮轴承是市购件。该出带轮端盖是圆盘形钢结构件，用于密封防锈；该出带轮外筒是筒形钢结构件，用于出带；该上安装基座是一端带有凸起的方形板料；该下安装基座是一块矩形板料；