[发明专利]薄膜反射面边界索位置微调与索力测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种静电成形薄膜反射面边界索位置微调与索力测量装置及方法，所述静电成形薄膜反射面边界索位置微调与索力测量装置包括：上管夹、下管夹、径向微调滑块、竖向微调滑块、径向锁紧螺母、竖向锁紧螺母、管夹连接螺栓、S形力传感器、传感器连接螺栓、打孔螺栓。本发明准确可靠地实现边界拉索的径向和竖向位置微调，精密的读取边界拉索的索力值，从而实现边界索的位置微调和索力测量，实现边界索位置的精密调整，上、下管夹通过螺栓连接在天线桁架横杆上，打孔螺栓将边界索与力传感器的连接起来。本发明的工作原理简单和自身的结构特点使得该边界索位置微调与索力测量装置具有很高的可靠性和易操作性。

技术领域

本发明属于天线反射面技术领域，尤其涉及一种静电成形薄膜反射面边界索位置微调与索力测量装置及方法。

背景技术

薄膜反射面是近年来提出的一种新型天线反射面，通过在聚酰亚胺薄膜材料上镀一层金属反射介质来达到反射电磁波的目的，其薄膜反射面的成形方法中静电拉伸成形是近年来国内外研究的热门，静电拉伸成形主要通过控制电极面上电势的大小和分布来实现，其结构简单，形面易于控制。静电成形薄膜天线由反射面和电极面构成，上为反射面，由若干块平面膜片采用对拼形式拼接而成，用胶条粘接，反射面边缘通过裙边与拉索相连保证膜面应力均匀，可通过调整边界拉索径向位置改变边界索索力，调整边界拉索竖向位置改变反射面与电极面之间的距离，进而调整反射面面形，其拉力大小可由拉力传感器读出。因此一种结构简单、读数精确可靠的边界拉索位置调整与索力测量装置是至关重要的。

现有的位置微调机构，如丝杆螺母、螺栓螺母大多难以实现精密的位置调整，且不能直观的获得调整量，同时不具备拉力读取要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静电成形薄膜反射面边界索位置微调与索力测量装置，旨在解决现有的位置微调机构，如丝杆螺母、螺栓螺母大多难以实现精密的位置调整，且不能直观的获得调整量，同时不具备拉力读取要求的问题。

本发明是这样实现的，一种静电成形薄膜反射面边界索位置微调与索力测量方法，所述静电成形薄膜反射面边界索位置微调与索力测量方法包括：

测量实验前，首先考虑到薄膜反射面属于柔性形面，从而决定采用非接触式的测量方法对其进行形面精度测量。其次，由于薄膜的形面精度较高，要求测量仪器具有高测量精度。因此，测量实验基于Digimetric软件建立摄像测量系统，对薄膜反射面模型进行形面精度测量。

摄影测量系统在10m范围内测量精度可达到0.1mm，相比于天线反射面的形面精度，能够满足测量精度要求。摄影测量系统的基本部件包括：Digimetric摄影测量软件、1台高精度CCD测量相机、两根大理石测量标尺、编码点和标识点。

反射面精度测量前需做的准备工作有：设置正确的相机参数，合理布置编码点、标志点以及测量标尺的位置，合理选择拍摄站点，有利于保证系统的测量效率。其中，测量标尺起到比例尺的作用，是以大理石为原材料制作，具有极小的热膨胀系数，环境条件的变化对其长度的影响极小，所以避免了因周围环境的变化而导致系统的测量精度下降。

测量实验中，采用手持CCD相机在摄站处以自由拍摄的方式进行拍照。为保证系统图像处理和解算测量点坐标的精度，在拍照时尽可能保证光线明暗适中，拍摄距离大致不变，而拍摄角度尽量多变，且照片清晰度高；再者，需保证前后2次拍照所得照片中的同名编码点不少于5个。拍摄完毕后，将照片导入到测量系统Digimetric软件，以标尺测量所得长度与其真实长度的比值为尺寸比例，解算标志点和编码点的三维空间坐标，实现反射面的三维重建。最终，通过Digimetric软件导出反射面上标识点的三维坐标，从而计算得到反射面的形面精度。

计算形面精度时，由于摄影测量系统与天线设计模型坐标系不重叠，因而需对标志点的原始坐标进行坐标旋转。建立摄影测量坐标系与天线设计坐标系的转换矩阵，利用转换后的节点坐标，可以拟合出该天线实物模型的最佳吻合抛物面，并计算其形面精度。