[发明专利]一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺

说明书

一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺，包括以下步骤，S1.定义天线各个铰点坐标；S2.建立构型；S3.判断是否满足约束条件；S4.将该构型下允许的动平台动作范围进行分组；S5.计算各杆受力；S6.将天线俯仰角渐变增加；S7.建立受力模型库；S8.判断最佳构型，S9.加工；本机构可以补偿因重力变形和安装误差等因素导致的天线性能的变化和指向偏差，使其具有高的指向精度、环境适应性以及长期工作的可靠性，提高天线设备的信号接收性能。本机构可以灵活地指向工作空间内的任意方向,实现副面调整机构工作空域内任意姿态的连续调整。

技术领域

本发明属于射电望远镜天线装置领域，具体涉及到一种并联式六自由度天线副面调整机构系统的设计工艺。

背景技术

随着现代电子技术、无线电通信、雷达技术、计算机技术的迅猛发展。射电天文技术方法得到长足的进步。作为射电天文主要探测工具的射电望远镜，口径越来越大，且要求其精度越来越高。随着天线口径的增大，副面越来越重，其撑杆变形越来越大，由于受重力变形及安装误差的影响，主反射面的位置和姿态安装精度存在一定的误差，从而影响了天线的接收性能。因此需要在副面和撑杆之间安装调整机构，对于精度要求较高的天线系统，尤其是大型射电天线由于副反射面直径大、自重大、所需调整量大、而且需要进行多个自由度的调整，故高精度射电天线的副反射面位姿调整机构需要具备高刚度、结构紧凑、精度高、多个自由度调整等性能，此时传统的主反射面位姿调整机构已不能满足使用要求。

六自由度并联机构由于其刚度高、自重小、自由度多很适合作为副面调整机构。而传统的六自由度并联机构一般为结构对称，它在Z轴方向刚度最大，而大型射电望远镜天线在工作时一般不朝天，因此需要研究适合于大型射电望远镜天线的副面调整机构。

发明内容

针对上述所提及的传统副面调整机构存在的诸多不足，提供了一种并联式六自由度驱动副面调整机构的设计工艺，以补偿因重力变形和安装误差等因素导致的天线性能的变化和指向偏差，使其具有高的指向精度、环境适应性以及长期工作的可靠性，提高天线设备的信号接收性能。

对此提供的技术方案为：

一种并联式六自由度副面调整机构设计工艺，包括以下步骤，

S1.定义天线各个铰点坐标，六个杆的分支铰点在上平台坐标系中的坐标B_i＝(X_iY_i Z_i)(i＝1…6)，六个杆的分支铰点在下平台坐标系中的坐标a_i＝(x_i y_i z_i)(i＝1…6)，共计36个参数，所述参数根据空间结构分为n1-ni组；

S2.建立构型，由上述参数中初始位置时n1组所对应参数设立为初始构型，采用运动学反解计算初始构型所对应杆长，该构型的初始杆长li0和所需要的最大杆长lmax；

S3.判断是否满足约束条件，设定分支杆两端的固定件部分所预留的安装长度为l，判断是否满足l_i0＞l+3l_max，若不满足l_i0＞l+3l_max，则返回步骤S2计算下一组直至满足l_i0＞l+3l_max；

S4.将该构型下允许的动平台动作范围进行分组，分组方式为动平台位于各个不同位姿状态下的位置所对应的坐标，得到离散化的m1-mi组；

S5.计算各杆受力，

由m1组开始，根据力平衡方程计算求解m1下的六个杆的受力f＝[f₁ f₂ f₃ f₄ f₅f₆]^T，计算完成后计算下一组直至得到mi组的六个杆的受力；