精密柔索传动张力的分析与测量

精密柔索传动是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质实现的摩擦挠性传动方式,具有轻质、高效、简洁等特点,在轻量化光电侦察吊舱等系统中得到了广泛的应用。张力是精密柔索传动系统的一项关键设计参数,可以有效调控传动特性。但是,由于空间结构尺寸所限,现有的张力测量方法难以进行精确测量。本文提出了一种改进型三点弯曲张力测量方法。建立了张力对传动特性的灵敏度关系,推导了基于抗弯刚度的张力测量修正模型。为了验证修正模型的有效性,将精密柔索传动单元下两种不同规格的传动柔索应用在三种不同跨距下,进行张力测试。实验结果表明,修正模型下的张力偏差均值大幅度减小,张力偏差能够缩小到5 N以内,满足柔索传动系统的张力测量精度要求。     

精密柔索传动技术研究现状及分析

精密柔索传动是一种通过主、从动轮之间有适当预紧的传动介质来实现的挠性摩擦传动方式,具有布局灵活、高精度、轻量化等特点,在多种灵巧性精密机电装置和伺服机构中得到了广泛的应用。本文归纳了柔索传动技术在精密指向机构、人机交互机器人、跑步机器人、灵巧手和微创手术末端器械等方面的应用进展;总结了亟待解决的基础理论和应用研究相关问题,主要包括传动机理研究、伺服系统的应用研究、针对典型应用需求的工程设计方法研究等;最后,对进一步发展精密柔索传动理论分析与工程设计技术提出了建议。     

卫星跟踪天线座装配中关键参数的验证

论述卫星跟踪天线座装配中方位转台水平度,俯仰轴对方位轴垂直度,方位转台传动精度等几个最重要的参数的测量方法。     

某小型雷达罩电性能测试用高精度天线座设计

小型雷达罩电性能测试过程要求雷达罩或天线进行高精度(小于3角秒)方位或俯仰运动,相应测试用天线座的设计极具难度.通过对传动链进行合理化设计控制机械系统回差,并在俯仰、方位终端通过高精度光栅编码器形成闭环控制,综合考虑负载特性进行控制策略研究,最终达到系统回差控制.实验结果表明天线座可在±45°范围内实现高精度运动,达到雷达罩测试要求.     

某高频段精密二维雷达平台特性分析

针对高频段雷达波束宽度较窄、动态转速和加速度较大,齿轮式传动机构由于弹性扭转变形及回差影响很难满足高速跟踪时的精度要求,提出了以交流力矩电机为部件构建精密伺服驱动系统,该系统零空回、轴系直驱、传动平稳、反应快速。根据负载、风载等参数特性分析了俯仰机构的惯性力矩、风力矩和摩擦力矩,并通过理论公式研究了轴系精度在不同工况下产生的静态和动态误差。最后利用多种光学仪器,实测了雷达运输平台、方位与俯仰转轴之间的独立误差及耦合误差,结果表明该设计方案及分析检测结果满足指标要求,可以为收发分置式精密雷达的传动设计提供参考依据。     

星载天线指向机构误差分析与建模

探讨了星载卫星天线指向机构误差源,结合方位-俯仰型天线座建立误差模型,并分析不同误差因素对天线指向精度的影响,从而为该种天线座的设计精度要求提供了理论依据。同时,该研究思路与方法也可用于其他多轴机构的误差分析,具有一定的实际意义。     

新型钢丝绳精密传动的设计研究

主要介绍了钢丝绳摩擦传动的原理和传动形式以及在国外的一些应用情况,并讨论了在实现精密传动中所必须考虑的若干问题.钢丝绳传动的简洁、轻质、高效和高精度的特点适合于各种移动栽体的天线,光电传感器稳定与跟踪指向机构,具有广泛应用前景.     

钢丝绳传动航空光电稳定平台设计

针对某高光谱相机选择系留气球作为飞行平台的使用要求,设计了一台钢丝绳传动两轴稳定平台,对系留气球在方位和俯仰方向的姿态变化进行角度补偿。稳定平台的方位和俯仰传动机构均采用钢丝绳传动,方位轴和俯仰轴的连续驱动力矩分别为93.6 N·m和117 N·m,两轴的最高转速分别为25(°)/s和20(°)/s。对稳定平台进行了实验室测试,测试结果表明:稳定平台的传动精度为5μrad,传动误差不大于0.7%,方位轴和俯仰轴的开环控制伺服带宽分别为15 Hz和35 Hz,正弦跟踪精度均方根误差值分别为0.0045和0.0043。然后进行了外场飞行试验,稳定平台安装在系留气球底部,俯仰框架上安装35 kg的高光谱相机进行空中对地观测,飞行试验中获取稳定平台陀螺稳定数据,得到方位轴和俯仰轴的稳定精度分别为38.83μrad(RMS)和37.26μrad,满足高光谱相机稳定成像的指标要求。     

小型车载卫通天线座的结构设计

根据车载卫通天线座的主要技术指标,以小型化和模块化设计为指导思想,选取新型传动型式——钢丝绳摩擦传动,并选择碟型弹簧作为传动系统的张紧装置。设计了一种小型转台式天线座,该天线座体积小,重量轻,满足了系统可靠性和机动性要求。     

某船载精密测量雷达俯仰振荡、精度超差的分析

天线座系统中动力传动链的性能直接影响雷达伺服控制系统的性能,某船载精密测量雷达服役20多年后,通过修改伺服回路的参数对雷达俯仰振荡、精度超差进行了大量的试验,还是解决不了问题,然后经过分析,并检测认为:减速箱齿轮磨损引起传动回差增大是起因,重新生产,替换旧减速箱,解决了困扰雷达多年的俯仰振荡、精度超差难题.     

某地面雷达天线座设计

根据天线座的主要技术指标,设计了一种小型俯仰--方位型天线座,其结构简单紧凑、重量轻、体积小,满足雷达系统的性能和精度指标要求.传动系统采用齿轮传动,并通过选用低齿隙减速机和设计消隙机构来提高传动系统精度.采用多重限位保护装置防止天线过冲引起天线及其它设备损坏.此外,为达到好的密封效果,在不同的部位采用不同的密封防护措施.     

雷达天线阵面及天线座炮振响应分析

为了保证天线阵面和天线座在炮击振动下的位移响应满足天线指向的精度要求,应力响应满足强度要求,加速度响应满足模块的设计要求,固有频率满足伺服系统带宽的要求,对雷达天线阵面和天线座的炮振响应进行仿真计算,得到仿真模型的固有模态和固有频率,以及模型的位移响应、应力响应和加速度响应,然后将仿真结果和各项要求进行对比分析,证明了天线阵面和天线座的结构设计合理,雷达在炮振条件下可以正常工作.     

钢丝绳上滑移输电技术的应用

为了满足特定的工程需要,设计了一种能在钢丝绳上滑移的电缆小车,该电缆小车型式新颖,结构上具备防止钢丝绳脱槽的功能,电缆小车在牵引绳的牵引下拖拽着电缆只能沿承载它的钢丝绳方向运动.以该电缆小车为基础的钢丝绳上滑移输电技术能实现向被钢丝绳牵引并作空间移动的设备进行长距离输电.     

基于绝对节点坐标法的钢索-滑轮系统动力学模型与响应迟滞特性

钢索-滑轮系统间的非线性接触特性严重影响了长距离软式传动系统变形及动态响应迟滞效应的准确计算。基于绝对节点坐标法建立了三维高阶钢索单元模型。在此基础上,建立了钢索-滑轮系统的动态接触模型,应用Hunt-Crossley接触模型计算法向接触力,采用LuGre微变模型计算较低相对运动速度下的切向接触力,准确描述了钢索与滑轮接触由动摩擦向静摩擦的转变过程。仿真结果与准静态实验结果的对比验证了模型的准确性,分析了钢索材料参数和末端载荷对钢索-滑轮系统动态响应以及钢索末端位移的影响。结果表明,钢索-滑轮系统的动态响应延迟时间由钢索材料特性及末端载荷决定;钢索末端位移主要受钢索刚度及末端载荷影响。相同条件下采用小比重钢索材料,适当增加末端载荷以增大钢索结构刚度,可减小系统传动中钢索的末端位移,有效提高钢索-滑轮传动系统的传动性能。     

手动0.9 m便携天线结构设计与抗风分析

对手动便携天线结构设计而言,轻便的结构形式和抗风能力至关重要。该天线系统需在10.7 m/s的风速下正常工作,风载荷引起的天线结构变形会直接影响其指向精度。文中详细介绍了手动0.9 m便携天线的结构设计,并对整个系统在10.7 m/s风速下的指向精度进行了仿真校核。仿真结果显示,该系统的指向精度几乎不受影响,能够满足系统正常工作要求,同时印证了手动0.9 m便携天线轻便的结构设计具有足够的抗风能力。     

机载雷达天线座线缆布置改进设计

机载雷达天线座线缆布置已成为天线座设计的重难点,尤其是低温下线缆阻力矩急剧增大等问题,亟需解决。文中通过分析机载雷达天线座布线设计常见方式,并就线缆阻力矩对电机性能的影响进行测试,总结出布线设计存在的主要问题。通过设计新型布线装置改进线缆扭曲,采用新型柔性材料改善低温下线缆变硬问题,对天线座线缆布局进行优化设计,较好地解决了线缆布置设计的常见问题。目前新型设计方法已在多型类似产品上成功运用,取得良好效果,为后续产品设计提供参考。     

宽带扇锥天线的结构分析与研究

在对宽带扇锥天线的结构分析与计算中,传统的几何方法是将边吊索视为受均布荷载作用的柔索,在二维平面内按二次抛物线进行的,这种方法难以保证天线施工后的成型良好。本文讨论一种工程实用的宽带扇锥天线的较为精确的结构分析与计算方法。首先应用悬垂线方程式计算边吊索上各悬挂点的三维坐标,然后应用力矩公式修正以上计算结果,确定各振子线的长度。本方法适用于不等大小、不等间距、不同方向集中荷载作用下的线天线悬吊索,可以保证天线施工后的成型良好。在工程实用上,与传统的几何方法计算的结果相比,本方法得出的解更为精确。     

火炮随机激励对天线指向精度的影响

针对安装于炮座上,处于恶劣振动环境下的天线座结构研制问题,运用ANSYS有限元分析软件的随机振动谱分析工具,以天线座安装基面上实测的振动功率谱密度为激励,建立有限元动力分析模型,得出该结构系统的随机振动响应统计值;对位移响应谱作近似时域化处理及互相关分析,计算了随机振动对天线指向精度的影响。     

天线座多柔体动力学建模与仿真分析

天线座作为支撑天线阵面探测目标的传动机构,是机械扫描雷达的一个典型部件,其动力学响应特性直接影响天线波束的指向精度。文中基于ADAMS仿真软件,以第1类Lagrange（拉格朗日）方程为建模理论,建立了天线座多柔体系统动力学模型,分析了天线座齿轮副接触力、转动角速度、转动角加速度等动力学响应特性,并与天线座多刚体动力学模型仿真结果进行了对比分析。仿真得到的天线座动力学典型数据与试验结果基本一致,表明文中采用的多柔体系统动力学建模方法及建模过程合理。该动力学建模方法可供后续类似结构设计借鉴和参考。