精密柔索传动天线座结构设计

通信技术向高频段、窄波束方向发展,对天线的指向精度提出了更高的要求。传动回差对天线的指向精度具有重要影响,为满足未来通讯技术的发展需求,文中研制了具有低空回特性的精密柔索传动天线座。基于柔索摩擦的欧拉公式推出了钢丝绳预紧力和天线座负载的关系,进而根据天线座负载力矩计算出钢丝绳的结构参数和预紧用碟形弹簧的结构参数。结构布局选用传统的俯仰–方位型座架,方位位于俯仰上方。张紧装置采用碟形弹簧从钢丝绳的端部进行预紧,可对多股存在长度误差的钢丝绳同时实现预紧。对原理样机的回差检测结果显示,该天线座具有明显的低空回特性,因此精密柔索传动在提升天线指向精度方面具有很大的应用潜力。     

400 mm望远镜跟踪架结构设计与分析

为了满足光学望远镜在诸多新兴领域的产业化需求,结合小口径地平式光学望远镜系统,研制了一套400 mm望远镜跟踪架。首先,为了使跟踪架满足产业化需求并适宜批量生产工艺,对跟踪架进行了模块化设计,并详细说明了方位轴系、俯仰轴系结构,同时分析了轴系理论晃动误差;然后,为了使望远镜系统稳定可靠地工作,即跟踪架需具备较好的静态特性和动态特性,对跟踪架进行力学分析,分析其承载能力和模态特性;最后,为了满足望远镜的指向和跟踪性能,即跟踪架需具备较高的轴系精度,利用千分表实测方位轴系的晃动误差,利用高精度自准直经纬仪、平面反射镜实测俯仰轴系的晃动误差和两轴垂直度误差。分析结果表明,跟踪架具有较高的承载能力和较好的模态特性,其系统一阶谐振频率达到85.16 Hz。检测结果表明,跟踪架具有较高的轴系精度,方位轴系最大晃动误差为3.2″,俯仰轴系最大晃动误差为2.6″,两轴垂直度误差为2.4″。分析及测试结果表明,400 mm望远镜跟踪架结构设计合理可行,满足使用要求。     

精密减速器传动误差测量精度分析

表征精密减速器传动精度的关键参数是传动误差,但目前针对机器人用精密减速器传动误差测量精度分析的问题仍处于空白。为此,以RV减速器为测量对象,利用现有的精密减速器性能试验机,采用测量不确定度评定的方法进行表征,对仪器轴系的回转精度、同轴度进行了实际测量;分析了各误差源对传动误差测量精度影响的程度,计算了各误差源的合成不确定度。结果表明,该精密减速器性能试验机测量精度较高且通过对该试验机进行多组重复性试验,其传动误差测量重复性小于2″,可以满足精密减速器传动误差测量要求。     

应用于Φ300 mm平面反射镜的精密二维转台轴系设计

在轨组装望远镜的光学检测系统主要包括子镜拼接精度检测系统和系统波像差检测系统,这两种检测系统共用一组Φ300 mm平面反射镜,为了实现平面反射镜的精密切换,研制了一套基于通用P2级精密轴承的二维转台。首先,对轴系进行了结构设计并详细说明了装配工艺;然后,构建了理论计算模型对所设计轴系精度进行了定量分析。结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.36″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.56″(PV)。最后,利用傅里叶谐波分析方法对俯仰轴系、方位轴系进行了精度检测,检测结果表明,俯仰轴系最大晃动误差为2.5″(PV),方位轴系最大晃动误差为0.6″(PV)。利用对径相加读数法对两轴垂直度进行了检测,检测结果表明,两轴垂直度误差为1.5″。测试结果验证了结构设计和理论计算模型的合理性。     

CORT精密减速器的动载回差性能测试系统

针对精密减速器实际带载运行状态下的回差测试要求,提出了一种动载荷的回差测试方法,搭建了一套基于该方法的精密减速器传动性能综合测试系统,介绍了其平台结构和测控软件,并对影响系统回差测试误差的因素进行分析探讨。最后对一种CORT E80型国产精密减速器在空载和动载状态下的回差性能进行测试研究,结果表明:该测试方法有效可行,测试系统精度较高,人机界面良好,能够满足类似精密减速器的回差测试要求。     

回转传动精度的动态测量

<正> 一、前言机械传动是机器中不可缺少的传动型式,对这些传动机构的动态传动精度的测量,又是一门新的技术。随着我国机械工业的发展,精密机床、精密仪器已愈来愈多,对动态检测传动精度的要求也越来越高。我所在60年代初,就开始了传动精度测量的研究工作,同时也研制出了比较完整、理想的测试仪器——惯性式回转不均匀检查仪。这就给精密机床、精密仪器、天文跟踪仪器、雷达导航设备和国防工业中的高精密传动的动态测量,提供了可靠的检测手段。     

大型雷达天线的精度补偿研究

阐述了某大型雷达天线的结构特点,分析了轴系误差测量和精度补偿的原理。介绍了PCC(programmable computer controller)控制系统的特点,设计使用PCC控制系统实现某大型雷达天线的俯仰运动,详细描述了控制系统软件程序的设计。最后,通过实验测量获得雷达天线的误差补偿模型,实现了该雷达天线的高精度运动控制。     

某测量雷达的传动系统设计

根据测量雷达传动系统原理以及其工作特性和传动特性要求,设计了一种双电机消隙的测量雷达传动系统。在对测量雷达方位俯仰运动特性理论分析的基础上,分析了测量雷达传动系统的传动系统的负载组成和计算公式,并对其动力传动系统主要参数进行了设计计算。针对测量雷达对传动系统的高精度要求,采用双电机驱动的传动方式,降低了传动链的间隙误差。外场试验实测数据结果表明,采用双电机消隙的传动系统满足雷达伺服系统性能及精度要求。     

某车载雷达俯仰平衡机构设计

为实现某车载雷达天线阵面在运输状态和工作状态下的俯仰翻转功能,设计了俯仰平衡机构。扭簧和 四连杆相结合的力矩平衡机构平衡天线阵面的重力矩,蜗轮蜗杆与俯仰电机等结合的锁定及驱动机构实现对天 线阵面的位置锁定及翻转驱动。对扭簧和四连杆的结构设计及分析表明,力矩平衡机构能够平衡天线阵面的重 力矩,从而使得锁定及驱动机构承载较小,能够满足翻转机构的轻量化、快速响应性和易维护性等设计要求。     

基于LabWindows/CVI的陀螺轴系摩擦力矩测试仪的研究与设计

轴系摩擦力矩是影响陀螺轴承系统精度和可靠性的主导因素。为解决轴承组件在成对轴承安装过程中出现的摩擦力矩无法测试验证等问题,设计了一种陀螺轴系摩擦力矩测试仪。采用力矩平衡的测量原理实现了陀螺轴系的摩擦力矩测量。使用精密驱动系统、精密测量系统和定标校准系统,在计算机Windows操作平台下的LabWindows/CVI开发软件上进行编制,实现数据采集和处理。测试实验结果表明,陀螺轴系摩擦力矩测试系统通过长时间稳定性测试的最大差值小于0.01mN·m,满足了高精度、高可靠性、快速测量的要求。     

浮动式无回差钢球等速输出机构动平衡研究与创新设计

在分析传统等速输出机构基础上,研究了适于精密行星传动的浮动式无回差十字钢球等速输出机构的结构和性能,建立了该机构的转子动不平衡模型,并对该机构的轴系动不平衡响应进行了理论分析,利用机构对称结构设计原理和方法,研究其对称组合的机构创新设计,设计出完全平衡的浮动式无回差十字钢球等速输出机构,为提高多偏心的行星传动机构和精密行星传动机构的工作速度提供了技术支持,具有重要的学术价值和实际意义.     

精密行星滚柱丝杠的传动特性

设计了一种基于行星滚柱丝杠的精密传动机构。根据机电伺服系统的使用要求,分析了行星滚柱丝杠的传动特性。详细阐述了该传动机构的组成、工作原理和主要特点,分析了传动精度和传动效率这两项核心技术指标,得到了各项误差对传动精度的影响程度,如行星滚柱丝杠单向传动误差和回程误差,驱动电机、联轴器、支撑轴承、测量装置和控制系统等的中间装置误差,以及环境因素误差等,推导了传动效率与接触角、螺旋升角的相互关系。最后,构建了实验平台,测试了行星滚柱丝杠的传动精度和传动效率,结果表明其传动精度优于1.5μm,传动效率优于74%。得到的结果验证了设计的传动机构结构紧凑、承载能力强、传动效率高,传动精度好,在精密传动领域有较大的应用价值。     

交流伺服精密驱动系统机电耦合精度分析

对交流伺服精密驱动系统进行动力学分析时,必须考虑系统的机电耦合影响,将伺服精密驱动系统简化成三质量两轴系统．运用传递函数法建立系统模型,提取了伺服系统中精密传动装置的耦合因素,包括传动刚度、传动误差、传动回差,通过对系统的仿真,分析了传动刚度和传动误差对系统精度和振动特性的影响,为进一步优化系统参数提供了依据、利用该建模方法,能够实现多子系统、多能域的机电系统的建模,对其它复杂机电系统同样适用。     

基于气浮导轨的光栅尺动态检测系统设计与误差分析

光栅尺的动态精度受到安装误差、温度、振动等环境因素影响,目前光栅尺常采用的静态检测方法并不能满足光栅尺动态运行要求.另外,对于大行程、高精度光栅尺,传统检测系统中用到的滚珠丝杠机构的结构形变会引起较大的阿贝误差,无法满足检测精度要求.针对以上问题,提出了基于速度和加速度等动态变量的光栅尺动态精度检测方法,并以外差激光干涉仪为长度基准,以误差最小化为目标,设计并优化了基于精密气浮导轨的光栅尺动态误差检测系统,对检测系统的综合误差进行了分析.结果表明,所设计的动态精度检测系统可以满足大量程高精度光栅尺动态精度检测的要求.     

基于LabWindows/CVl的陀螺轴系摩擦力矩测试仪的研究与设计

轴系摩擦力矩是影响陀螺轴承系统精度和可靠性的主导因素.为解决轴承组件在成对轴承安装过程中出现的摩擦力矩无法测试验证等问题,设计了一种陀螺轴系摩擦力矩测试仪.采用力矩平衡的测量原理实现了陀螺轴系的摩擦力矩测量.使用精密驱动系统、精密测量系统和定标校准系统,在计算机Windows操作平台下的LabWindows/CVI开发软件上进行编制,实现数据采集和处理.测试实验结果表明,陀螺轴系摩擦力矩测试系统通过长时间稳定性测试的最大差值小于0.01mN＆#183;m,满足了高精度、高可靠性、快速测量的要求.     

月基光学天文望远镜反射镜转台的设计

为了在月球上完成天文观测任务,对月基反射镜二维跟踪转台进行了热力学分析及结构设计。采用航天轻量化法设计反射镜的二维转动机构以减少载荷重量;采用外转子机构实现垂直轴系以大大提高系统沿发射方向的一阶模态。由于水平轴系跨度较大,设计中采用了一端固定另一端游动的精密轴系,并通过合理设计深沟球轴承游隙有效解决了温度变化导致的转动机构卡死的问题,进一步提高了机构的可靠性。为了满足精度要求,系统采用蜗轮蜗杆+步进电机驱动方式,严格控制蜗轮蜗杆的加工及安装工艺。在控制中以光电开关为位置定位元件,使得转台的单轴指向精度优于60″。验证试验显示:系统发射方向的一阶谐振频率达到81Hz,它可在-25℃~+60℃温度下正常工作,其指向精度(方位及俯仰)≤60″。结果表明该转台具有精度高、力学性能好、可靠性高、重量轻等特点。     

精密减速箱传动轮系动态测试技术

本文介绍精密减速箱传动轮系动态测试技术的原理及其过程。传动轮系的质量应从三个方面的综合误差衡量:一、传动误差;二、传动空程(回差);三、力矩不均匀性误差。本文重点讨论了前两种误差。并通过动态与静态测试情况的对比,论证了动态测试方法的使用意义和应用价值,从而为今后精密减速箱传动轮系自动检测奠定了良好的技术基础。     

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。     

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.     

1m望远镜俯仰轴系精度分析

望远镜俯仰轴系承载着主光学系统和部分探测分系统,其轴系随机晃动值的大小直接影响望远镜最终的使用性能.为了提高其轴系精度和改进其轴系结构,以1m望远镜为例,讨论了俯仰轴系中存在各项误差,并定量分析了由构成轴系零件的形住误差造成的轴系在回转运动时的晃动误差,得到结构变形是轴系精度的最主要因素.通过1m望远镜的检测结果来看对1m望远镜俯仰轴系的精度分析和结构设计是合理的.