[实用新型]机载天线高速伺服运动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于伺服控制技术领域，特别涉及一种伺服运动控制，可用于各种飞行器的机载雷达天线机械扫描的伺服运动控制。

背景技术

机载天线伺服运动平台用于驱动载机的雷达天线按一定规律进行方位或俯仰方向上的运动，作为机载雷达的重要组成部分，其性能直接影响着机载雷达系统的性能。天线伺服运动平台接收机载雷达系统的指令，按雷达系统的要求驱动天线进行方位或俯仰扫描，或驱动天线进行其它方式的运动。同时天线伺服运动平台需要将方位、俯仰角度信息传送给雷达系统，使雷达系统可准确判断目标位置。由于载机在飞行过程中载机姿态可能发生变化，如载机出现俯仰、倾侧等姿态变化，为了保持雷达系统探测的区域不随载机姿态变化而变化，天线伺服运动平台需要根据载机姿态变化驱动天线进行相应补偿运动，消除载机姿态变化对雷达天线探测区域造成的影响。

目前,机载天线伺服运动平台多采用电机加减速器或齿轮的传动方式，由于齿轮间隙和齿轮弹性形变的影响，天线伺服运动平台的响应速度较慢，精度较差，当控制电路采用模拟电路控制时，其灵活性也较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种机载天线高速伺服运动装置以提高平台的响应速度和控制精度。

本实用新型的技术思路是：通过采用电机直驱的方式，即用小型力矩电机直接驱动天线进行方位运动的方式，改变目前常用的高速电机经减速器增加转矩后再驱动天线运动的方式，消除减速器的齿轮间隙以及弹性形变，提高天线伺服运动平台的响应速度和控制精度；通过对天线伺服运动平台的体积、重量以及性能的折中考虑，采用一级消隙齿轮减速的传动方式进行俯仰运动的控制，减小齿轮传动间隙对性能的影响；通过采用DSP和FPGA为核心的全数字电路，灵活设置和调整伺服控制参数，以达到不同的性能指标要求。其实现方案如下：

一种机载天线高速伺服运动装置，包括：方位运动部件1、俯仰运动部件2、功放模块 3和控制及接口模块4，其特征在于：

方位运动部件1，包括方位驱动电机11、方位角度传感器12和方位结构件13，该方位驱动电机11采用小型直流无刷力矩电机，安装在方位结构件13上，其电机轴与天线直接连接；该方位角度传感器12安装在方位驱动电机11的输出轴端，实时监测天线的方位运动角度，并实时将天线的方位角度信息传送给控制及接口模块4，控制及接口模块4根据角度信息实时产生电机控制信号，控制方位驱动电机的换相次序及电机转动位置、速度；

俯仰运动部件2，包括俯仰驱动电机21、俯仰角度传感器22、俯仰结构件23和电机角度传感器24，该电机角度传感器24安装在俯仰驱动电机21的输出轴端，实时监测俯仰驱动电机21的转动速度和角度并传送给控制及接口模块4；该俯仰驱动电机21安装在俯仰结构件23的电机安装位上；该俯仰结构件23的俯仰运动轴上依次安装方位结构件13和俯仰角度传感器22，方位结构件13通过一级消隙齿轮与俯仰驱动电机21进行齿轮传动，俯仰角度传感器22实时监测方位结构件13的俯仰运动角度并传送给控制及接口模块4。

作为优选，所述的方位结构件13采用倒挂的U型结构，其上竖臂设有辅助轴安装孔131，用于安装辅助轴及轴承；其下竖臂设有电机安装孔位132，用于安装方位驱动电机11，且方位驱动电机11轴与辅助轴同轴；其侧壁设有通孔133，用于与俯仰轴连接；该通孔133的位置处安装一级消隙齿轮134，该消隙齿轮的轴线与通孔133的中心线重合。

作为优选，所述的俯仰结构件23为非规则方体结构，其顶端设有俯仰轴安装孔231，用于安装俯仰轴并通过俯仰轴与方位结构件的通孔133连接；其临近中心位置处设有电机安装位232，用于安装俯仰驱动电机21。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.本实用新型明的方位运动部件由于采用电机直驱方式，消除了减速器或齿轮传动误差和弹性形变的影响，提高了方位运动的响应速度和控制精度，使方位可实现高速高精度运动控制；

2.本实用新型的俯仰运动部件由于采用一级消隙齿轮传动结构，减小了传动误差，提高了俯仰运动的响应速度和控制精度，在达到性能指标要求的同时减小了体积和重量；

3.本实用新型的方位结构件和俯仰结构件采用一体加工，提高了其机械强度，消除了高速运动时的谐振。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型中的方位运动部件结构框图；

图3为本实用新型中的俯仰运动部件结构框图；