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直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺，其中，平面氣浮上盤連接在平面氣浮下盤上，平面氣浮下盤固定支撐平面氣浮座上，蝸輪蝸桿組件設(shè)置在平面氣浮座的空腔內(nèi)部，蝸輪蝸桿組件中蝸輪軸穿過平面氣浮下盤與平面氣浮上盤固定連接，蝸輪蝸桿組件中蝸桿一端固定在平面氣浮座內(nèi)部側(cè)壁上，另一端與伺服電機(jī)一連接以驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在平面氣浮上盤與平面氣浮下盤螺釘連接松開時(shí)隨之帶動(dòng)平面氣浮上盤轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)臺座的一側(cè)上通過傾斜支撐軸樞軸連接平面氣浮座，轉(zhuǎn)臺座的相對一側(cè)上前后對稱設(shè)置有兩套推桿組件，推桿組件的推桿插入槽內(nèi)并通過樞軸與槽壁進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明有效提高了直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的負(fù)載能力以及航天器質(zhì)量特性參數(shù)的測量精度。
【專利說明】直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星總裝測試技術(shù)，具體涉及一種航天器整星、航天器分系統(tǒng)和航天器零部件的質(zhì)量特性測試設(shè)備。另外，本發(fā)明也可以在汽車整車及零部件、航空武器等領(lǐng)域中使用，完成相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量特性測試。
【背景技術(shù)】
[0002]三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)是航天器質(zhì)量特性測試的通用化工裝，其作用是在航天器質(zhì)量特性參數(shù)測試過程中取替L型支架和托架，實(shí)現(xiàn)航天器坐標(biāo)系與測試坐標(biāo)系間的位置關(guān)系自動(dòng)轉(zhuǎn)換的功能。
[0003]三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)分為直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)和弧線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)兩種類型。其中，直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)由平臺組件和傾斜式轉(zhuǎn)臺組件兩部分組成。傾斜式轉(zhuǎn)臺組件可在平臺組件上沿直線平移，同時(shí)傾斜式轉(zhuǎn)臺組件自身具有繞鉛垂軸旋轉(zhuǎn)和繞支撐軸傾斜的功能。航天器進(jìn)行質(zhì)量特性參數(shù)測試時(shí)，航天器與直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)連接，直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)再與質(zhì)量特性測試臺(質(zhì)心測試臺、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測試臺、質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)慣量綜合測試臺)連接，通過直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的平移、旋轉(zhuǎn)和傾斜運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)航天器只安裝定位一次，測得全部質(zhì)量特性參數(shù)的功能。
[0004]目前，直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的傾斜式轉(zhuǎn)臺采用繞中心支撐軸傾斜的方式，其存在的問題有:
[0005]傾斜支撐轉(zhuǎn)軸(中心支撐轉(zhuǎn)軸)在傾斜式轉(zhuǎn)臺臺面正下方中心處，航天器與直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)連接后，對傾斜式轉(zhuǎn)臺臺面產(chǎn)生傾覆力矩，由于支承軸與軸套間存在間隙，在該傾覆力矩作用下，傾斜式轉(zhuǎn)臺臺面必然會(huì)相對中心支承軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成微量的傾斜角度，造成傾斜角度測量偏差。航天器質(zhì)量特性參數(shù)測量過程中，傾斜式轉(zhuǎn)臺需要帶動(dòng)航天器繞鉛垂軸旋轉(zhuǎn)，該偏差角度隨著航天器的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，相對于傾斜轉(zhuǎn)軸的力矩方向和大小也發(fā)生變化，該角度偏差的存在，影響到航天器質(zhì)量特性參數(shù)的測量，從而對航天器質(zhì)量特性參數(shù)的測量帶來誤差。此誤差是由傾斜式轉(zhuǎn)臺的中心軸支撐的結(jié)構(gòu)形式造成的，屬于系統(tǒng)性誤差，而且無法在測量過程中消除或補(bǔ)償。
[0006]傾斜式轉(zhuǎn)臺繞鉛垂軸旋轉(zhuǎn)功能，需要通過蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)氣浮上盤來實(shí)現(xiàn)，蝸輪安裝在平面氣浮下盤內(nèi)與氣浮上盤同軸，由于傾斜式轉(zhuǎn)臺的傾斜支撐轉(zhuǎn)軸(中心支撐轉(zhuǎn)軸)與鉛垂軸正交，其位置必然與蝸輪蝸桿組件相干涉，為躲避中心支撐轉(zhuǎn)軸，只能將蝸輪蝸桿組件置于中心支撐轉(zhuǎn)軸上方，這必然導(dǎo)致傾斜式轉(zhuǎn)臺臺面至支撐轉(zhuǎn)軸的距離增加。這段距離的增加相當(dāng)于增加了傾斜式轉(zhuǎn)臺在傾斜過程中的負(fù)載，屬于額外負(fù)載，由于受驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率限制，額外負(fù)載的增加必然導(dǎo)致有效負(fù)載的減少，從而使三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的量程降低。為此，需要研制一種測量精度高、負(fù)載能力大的直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的傾斜式轉(zhuǎn)臺。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的傾斜式轉(zhuǎn)臺存在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差、傾角測量精度不高、負(fù)載能力低的問題。本發(fā)明人經(jīng)過巧妙的構(gòu)思，采用單邊旁軸支撐的方式對直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的傾斜式轉(zhuǎn)臺進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，提供了一種穩(wěn)定性更好、測量精度更高、負(fù)載能力更大的直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的傾斜式轉(zhuǎn)臺。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺，包括圓光柵編碼器一、平面氣浮上盤、平面氣浮下盤、內(nèi)部具有空腔的平面氣浮座、伺服電機(jī)一、蝸輪蝸桿組件、圓光柵編碼器二、并列設(shè)置的兩個(gè)伺服電機(jī)二、推桿組件、轉(zhuǎn)臺座和傾斜支撐軸，其中，平面氣浮上盤通過螺釘連接在平面氣浮下盤上，平面氣浮下盤固定支撐在內(nèi)部中空的平面氣浮座上，蝸輪蝸桿組件設(shè)置在平面氣浮座的空腔內(nèi)部，蝸輪蝸桿組件中蝸輪軸穿過平面氣浮下盤與平面氣浮上盤固定連接，蝸輪蝸桿組件中蝸桿一端固定在平面氣浮座內(nèi)部側(cè)壁上，另一端與伺服電機(jī)一連接以驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在平面氣浮上盤與平面氣浮下盤螺釘連接松開時(shí)隨之帶動(dòng)平面氣浮上盤轉(zhuǎn)動(dòng)。圓光柵編碼器二(市購件)設(shè)置在蝸輪蝸桿組件中蝸輪軸上以測量該軸的旋轉(zhuǎn)角度。轉(zhuǎn)臺座的一側(cè)上通過傾斜支撐軸樞軸連接平面氣浮座，平面氣浮座及其支撐的平面氣浮上盤、平面氣浮下盤可繞該軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺座的相對一側(cè)上前后對稱設(shè)置有兩套推桿組件，每套推桿組件設(shè)置有驅(qū)動(dòng)推桿組件上下移動(dòng)的伺服電機(jī)二，平面氣浮座上開設(shè)有容納推桿上端的槽，推桿組件的推桿插入槽內(nèi)并通過樞軸與槽壁進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)連接，推桿組件下端同樣轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)臺座的相對一側(cè)上，圓光柵編碼器一與傾斜支撐軸同軸并固定在轉(zhuǎn)臺座上，測量平面氣浮座及其支撐的上下氣浮盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0010]其中，平面氣浮上盤為圓形臺面。
[0011]其中，旋轉(zhuǎn)功能工作時(shí)，拆除氣浮上盤與氣浮下盤間的緊固螺釘，在氣浮上、下盤間通入高壓氣體，使氣浮上盤浮起，伺服電機(jī)一驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿組件可使平面氣浮上盤在水平面內(nèi)-360°?360°任意角度旋轉(zhuǎn)，安裝在氣浮座中心轉(zhuǎn)子上的圓光柵編碼器二實(shí)時(shí)測量氣浮上盤的旋轉(zhuǎn)角度。
[0012]其中，連接平面氣浮座與轉(zhuǎn)臺座的傾斜支撐軸為貫穿轉(zhuǎn)臺座的一根整軸。
[0013]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的傾斜轉(zhuǎn)臺相比，提高了直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的負(fù)載能力以及航天器質(zhì)量特性參數(shù)的測量精度。旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺的傾斜軸在轉(zhuǎn)臺側(cè)方，不會(huì)與蝸輪蝸桿組件干涉，因此可以大幅降低轉(zhuǎn)臺臺面與傾斜轉(zhuǎn)軸之間的距離，從而明顯減少無效負(fù)載，提高設(shè)備的負(fù)載能力。同時(shí)，在航天器進(jìn)行質(zhì)量特性參數(shù)測量時(shí)，無論轉(zhuǎn)臺是否帶動(dòng)航天器繞鉛垂軸旋轉(zhuǎn)，傾斜轉(zhuǎn)軸所受傾覆力矩方向始終不變，傾斜角度的測量偏差明顯減小，在質(zhì)量特性參數(shù)測量過程中可以通過補(bǔ)償法將其消除，從而降低傾斜角度的測量誤差，提高質(zhì)量特性參數(shù)測量精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)水平狀態(tài)下的示意圖；
[0015]圖中，1、圓光柵編碼器一 ；2、平面氣浮上盤；3、平面氣浮下盤；4、平面氣浮座；5、伺服電機(jī)二 ；6、蝸輪蝸桿組件；7、圓光柵編碼器二 ；8、伺服電機(jī)一 ；9、推桿組件；10、轉(zhuǎn)臺座；11、傾斜支撐軸。
[0016]以下參照附圖對本發(fā)明的直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明，但該描述僅僅示例性的，并不旨在對本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行任何限制。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺的裝置結(jié)構(gòu)顯示出來，該裝置由圓光柵編碼器一 1、平面氣浮上盤2 (衛(wèi)星對接面)、平面氣浮下盤3、內(nèi)部具有空腔的平面氣浮座4 (用于支撐平面氣浮下盤的支撐座)、伺服電機(jī)二 5、蝸輪蝸桿組件6、圓光柵編碼器二 7、伺服電機(jī)一 8、推桿組件9、轉(zhuǎn)臺座10和傾斜支撐軸11組成。其中，平面氣浮上盤2通過螺釘連接在平面氣浮下盤3上，平面氣浮下盤3固定支撐在內(nèi)部中空的平面氣浮座4上，蝸輪蝸桿組件6設(shè)置在平面氣浮座的空腔內(nèi)部，蝸輪蝸桿組件6中蝸輪軸穿過平面氣浮下盤3與平面氣浮上盤2固定連接，蝸輪蝸桿組件6中蝸桿一端固定在平面氣浮座4內(nèi)部側(cè)壁上，另一端與伺服電機(jī)一 8連接以驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在平面氣浮上盤2與平面氣浮下盤3螺釘連接松開時(shí)隨之帶動(dòng)平面氣浮上盤2轉(zhuǎn)動(dòng)。圓光柵編碼器7(市購件)設(shè)置在蝸輪蝸桿組件6中蝸輪軸上以測量該軸的旋轉(zhuǎn)角度。轉(zhuǎn)臺座10的一側(cè)上通過傾斜支撐軸11樞軸連接平面氣浮座4，平面氣浮座及其支撐的平面氣浮上盤、平面氣浮下盤可繞該軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺座10的相對一側(cè)上前后對稱設(shè)置有兩套推桿組件9，每套推桿組件9設(shè)置有驅(qū)動(dòng)推桿組件上下移動(dòng)的伺服電機(jī)二 5，平面氣浮座4上開設(shè)有容納推桿上端的槽，推桿組件9的推桿插入槽內(nèi)并通過樞軸與槽壁進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)連接，推桿組件9下端同樣轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)臺座10的相對一側(cè)上，圓光柵編碼器一 I與傾斜支撐軸11同軸并固定在轉(zhuǎn)臺座10上，測量平面氣浮座4及其支撐的上下氣浮盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
[0018]本裝置具有旋轉(zhuǎn)和傾斜兩種功能。旋轉(zhuǎn)功能工作時(shí)，拆除平面氣浮上盤2與平面氣浮下盤4間的緊固螺釘，在平面氣浮上盤2與平面氣浮下盤3間通入高壓氣體，使平面氣浮上盤2浮起，伺服電機(jī)一 8驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿組件6旋轉(zhuǎn)，蝸輪蝸桿組件6帶動(dòng)平面氣浮上盤2在水平面內(nèi)-360°?360°任意角度旋轉(zhuǎn)，圓光柵編碼器7可實(shí)時(shí)測量氣浮上盤2的旋轉(zhuǎn)角度；傾斜功能工作時(shí)，固定在轉(zhuǎn)臺座10上的伺服電機(jī)二 5驅(qū)動(dòng)推桿組件9，推桿組件9中的推桿伸出，將平面氣浮座4 一端頂起，使平面氣浮座4繞傾斜支撐軸11傾斜，與傾斜支撐軸11同軸安裝的圓光柵編碼器I實(shí)時(shí)測量平面氣浮座4的傾斜角度。
[0019]盡管上文對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】給予了詳細(xì)描述和說明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.直線型三坐標(biāo)轉(zhuǎn)換機(jī)用的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺，包括圓光柵編碼器一、平面氣浮上盤、平面氣浮下盤、內(nèi)部具有空腔的平面氣浮座、伺服電機(jī)一、蝸輪蝸桿組件、圓光柵編碼器二、并列設(shè)置的兩個(gè)伺服電機(jī)二、推桿組件、轉(zhuǎn)臺座和傾斜支撐軸，其中，平面氣浮上盤通過螺釘連接在平面氣浮下盤上，平面氣浮下盤固定支撐在內(nèi)部中空的平面氣浮座上，蝸輪蝸桿組件設(shè)置在平面氣浮座的空腔內(nèi)部，蝸輪蝸桿組件中蝸輪軸穿過平面氣浮下盤與平面氣浮上盤固定連接，蝸輪蝸桿組件中蝸桿一端固定在平面氣浮座內(nèi)部側(cè)壁上，另一端與伺服電機(jī)一連接以驅(qū)動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使蝸桿帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在平面氣浮上盤與平面氣浮下盤螺釘連接松開時(shí)隨之帶動(dòng)平面氣浮上盤轉(zhuǎn)動(dòng)。圓光柵編碼器二(市購件)設(shè)置在蝸輪蝸桿組件中蝸輪軸上以測量該軸的旋轉(zhuǎn)角度。轉(zhuǎn)臺座的一側(cè)上通過傾斜支撐軸樞軸連接平面氣浮座，平面氣浮座及其支撐的平面氣浮上盤、平面氣浮下盤可繞該軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺座的相對一側(cè)上前后對稱設(shè)置有兩套推桿組件，每套推桿組件設(shè)置有驅(qū)動(dòng)推桿組件上下移動(dòng)的伺服電機(jī)二，平面氣浮座上開設(shè)有容納推桿上端的槽，推桿組件的推桿插入槽內(nèi)并通過樞軸與槽壁進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)連接，推桿組件下端同樣轉(zhuǎn)動(dòng)連接在轉(zhuǎn)臺座的相對一側(cè)上，圓光柵編碼器一與傾斜支撐軸同軸并固定在轉(zhuǎn)臺座上，測量平面氣浮座及其支撐的上下氣浮盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
2.如權(quán)利要求1所述的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺，其中，平面氣浮上盤為圓形臺面。
3.如權(quán)利要求1所述的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺，其中，旋轉(zhuǎn)功能工作時(shí)，拆除氣浮上盤與氣浮下盤間的緊固螺釘，在氣浮上、下盤間通入高壓氣體，使氣浮上盤浮起，伺服電機(jī)一驅(qū)動(dòng)渦輪蝸桿組件可使平面氣浮上盤在水平面內(nèi)-360°?360°任意角度旋轉(zhuǎn)，安裝在氣浮座中心轉(zhuǎn)子上的圓光柵編碼器二實(shí)時(shí)測量氣浮上盤的旋轉(zhuǎn)角度。
4.如權(quán)利要求1所述的旁軸傾斜式轉(zhuǎn)臺，其中，連接平面氣浮座與轉(zhuǎn)臺座的傾斜支撐軸為貫穿轉(zhuǎn)臺座的一根整軸。
【文檔編號】G01M1/10GK103983402SQ201410226940
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】杜晨, 陳勉, 徐在峰, 王洪鑫, 趙科 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所