[发明专利]一种天线俯仰机构误差识别与测量平台及方法

说明书

本发明公开了一种天线俯仰机构误差识别与测量平台及方法，俯仰轴穿过俯仰齿轮通过三自由度调节台支撑，左、右侧增量式编码器分别设于俯仰轴两端；通过齿轮啮合俯仰齿轮带动其旋转；磁栅测量机构位于俯仰齿轮上。控制器分别获取驱动系统反馈的小齿轮旋转脉冲信号、磁栅测量机构反馈的俯仰齿轮旋转脉冲信号，左、右侧增量式编码器反馈的俯仰轴左右端部旋转脉冲信号，计算机获取并比较小齿轮旋转脉冲信号和俯仰齿轮旋转脉冲信号、俯仰轴左右端部旋转脉冲信号和俯仰齿轮旋转脉冲信号，识别并测量出齿隙和安装误差。本发明平台结构简单，通过调节俯仰轴两端的空间位置，利用四路编码器信号，实现包括齿隙误差、轴承转动误差等对俯仰精度产生影响的误差的识别与测量。

技术领域

本发明涉及属于天文装备技术领域，具体涉及一种天线俯仰机构误差识别与测量平台及其误差识别与测量方法。

背景技术

射电望远镜作为观测空间目标的主要设备,其定位精度是体现其性能的基本参数之一。影响射电望远镜定位精度的因素有很多，包括方位机构误差、俯仰机构误差、主反射面变形误差等结构因素引起的误差。其中，方位机构误差和俯仰机构误差属于轴系误差，二者均包含齿轮传动链和轴承传动链，且对射电望远镜定位精度的影响复杂而又巨大。

目前，受加工装配及人工安装不精确等多方面因素的影响，主动齿轮与从动齿轮之间不可避免的存在齿隙，轴承自身以及轴与轴承之间存在的游隙也很难完全消除，而且在误差识别也测量方面，还存在以下问题：

1)常用的误差处理方法更多在软件修正层面，例如使用控制算法修正响应滞后等问题，而在硬件层面，却很少对其测量并修正。

2)常见的误差处理方法是对多种因素引起的综合误差进行处理，在对齿轮传动时的齿隙、俯仰轴两端轴承同轴度和轴承自身游隙的等单项误差的测量和修正较少。

发明内容

为了识别并测量射电望远镜俯仰机构在收到俯仰指令时，驱动电机的输出角度与俯仰齿轮的执行角度之间存在的误差，本发明提出了一种天线俯仰机构误差识别与测量平台及其方法，本发明的误差测量平台结构简单，通过调节俯仰轴两端的空间位置，利用四路编码器信号，实现包括齿隙误差、轴承转动误差等对俯仰精度产生影响的误差的识别与测量。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明一方面，提供了一种天线俯仰机构误差识别与测量平台，包括俯仰轴、俯仰齿轮、磁栅测量机构、驱动系统、三自由度调节台、左、右侧增量式编码器、控制器和计算机；其中：

俯仰轴穿过俯仰齿轮通过三自由度调节台支撑，左、右侧增量式编码器分别设于俯仰轴两端；驱动系统位于俯仰齿轮一侧，通过小齿轮啮合俯仰齿轮带动其旋转；磁栅测量机构位于俯仰齿轮上；

控制器分别获取驱动系统反馈的小齿轮旋转脉冲信号、磁栅测量机构反馈的俯仰齿轮旋转脉冲信号，左、右侧增量式编码器反馈的俯仰轴左右端部旋转脉冲信号；

计算机获取并比较小齿轮旋转脉冲信号和俯仰齿轮旋转脉冲信号，识别并测量出小齿轮与俯仰齿轮之间的齿隙误差；

计算机获取并比较俯仰轴左右端部旋转脉冲信号和俯仰齿轮旋转脉冲信号，识别并测量出俯仰轴左右端部与俯仰轴中部之间的轴承安装误差。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述驱动系统包括驱动电机、小齿轮和绝对式编码器，绝对式编码器设在驱动电机上，驱动电机输出轴连接小齿轮，小齿轮与俯仰齿轮啮合。

优选的，所述磁栅测量机构包括柔性磁栅尺和读数头，柔性磁栅尺紧密贴合在俯仰齿轮侧面，读数头设在俯仰齿轮底部。

优选的，俯仰轴通过轴承安装于三自由度调节台上，俯仰齿轮安装在俯仰轴中部，左、右侧增量式编码器分别设在俯仰轴两端部。