兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元的制作方法

本發明涉及一種兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，在利用緊縮場等室內測試場地對目標進行RCS測量時，實現兩支一吊目標支撐轉臺牽拉吊掛的功能，屬于機械工程和微波工程領域。

背景技術：

目標支撐裝置是利用緊縮場和室外遠程等測試場地對目標進行RCS測量的重要支撐設備。目標支撐裝置的運動維度、運動精度、支撐可靠性和自身的RCS等特性是影響測量精度和效率的關鍵因素。目前常用的目標支撐方式主要有泡沫支架(結合一維精密轉臺)和低散射金屬支架。泡沫支架一般使用透波材料制成，結合一維精密轉臺能夠實現一維旋轉運動。但泡沫支架與一維精密轉臺和待測目標之間無法進行穩固的連接，通常是泡沫支架加工成圓柱或圓錐形狀，直接放在一維精密轉臺上，待測目標直接放置在泡沫支架上，對目標支撐的可靠性和穩定性較差。低散射金屬支架通過低RCS設計，雖然具有較低的RCS，但需要在待測目標上加工較大的安裝孔，安裝孔對目標原本的RCS影響較大。泡沫支架和低散射金屬支架共同的缺點是無法實現待測目標的俯仰角調整，無法模擬待測目標真實飛行狀態下俯仰姿態的RCS測量。

兩支一吊目標支撐轉臺不僅能夠實現待測目標的高精度勻速轉臺，而且能夠實現待測目標的高精度俯仰姿態調整，能夠實現待測目標的多方位、多姿態RCS測量。牽拉單元是兩支一吊目標支撐轉臺重要組成部分，主要實現兩支一吊目標支撐轉臺的吊的功能。起吊過程中牽拉繩索的位置精度、運動精度、定位精度、吊掛機構RCS等都是影響待測目標RCS測量精度的關鍵，需要專門設計和控制。傳統的起吊裝置(如卷揚機)運動和定位精度較差，起吊過程中牽拉繩索的位置隨著在卷筒上的纏繞一直在變化，無法保證吊繩始終與轉臺的旋轉軸重合，吊繩與轉臺轉軸不重合將導致目標在旋轉狀態下測量其RCS時吊繩作圓錐運動，嚴重影響待測目標的運動精度和穩定性。常用的吊鉤連接裝置存在結構布局分散、功能單一、扭轉力矩大、自身RCS較大等不足，無法用于RCS測量時待測目標的吊掛。為解決這些問題，發明了兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，成功解決了傳統起吊裝置運動和定位精度差，起吊過程中吊繩位置隨著其在卷筒上的纏繞而變化，普通吊鉤扭轉力矩和自身RCS較大等問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，以解決現有技術中的問題。

本發明一種兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，該單元是一個獨立的、模塊化的單元，主要實現兩支一吊目標支撐轉臺的吊的功能。牽拉單元主要由直線牽拉機構、張緊變向機構和低散射吊掛機構等組成。直線牽拉機構利用伺服電機驅動、滾珠絲杠傳動和直線導軌導向，具有較高的運動精度和定位精度；通過張緊變向機構可將牽拉繩索的水平運動轉變成垂直運動，升降過程中能保證牽拉繩索的方向不變；低散射吊掛機構主要實現牽拉繩索與待測目標的連接，吊掛機構能夠實現兩維旋轉運動：繞垂直方向的旋轉運動和繞水平方向的俯仰運動，前者能夠保證牽拉繩索不隨待測目標的旋轉而旋轉，后者能夠保證牽拉繩索的位置和方向不隨待測目標的俯仰運動而發生改變。吊掛機構結構緊湊，并通過低散射整形罩遮擋吊掛機構對電磁波的反射，使得整個吊掛機構具有較低的RCS，對待測目標的RCS測量影響較小。

本發明的兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，整體裝配圖如圖1所示，主要由直線牽拉機構、張緊變向機構和低散射吊掛機構三部分組成，圖2為牽拉單元的裝配爆炸圖。

所述的直線牽拉機構主要由牽拉機構底座、直線導軌、直線導軌滑塊、滾珠絲杠、滾珠絲杠安裝法蘭組件、滾珠絲杠螺母、牽拉滑塊、聯軸器、電機安裝座和伺服驅動電機等組成，如圖3所示，主要完成牽拉單元的牽拉運動，實現起吊的功能。牽拉機構底座是整個牽拉單元的基礎，主要由工字鋼、厚鋼板等型材焊接而成，通過人工時效釋放焊接應力，利用數控加工設備對牽拉機構底座上的所有的安裝配合面、工藝孔進行整體機械加工，保證其加工精度和相對位置精度；采用精度較高的滾珠絲杠作為高精度傳動裝置，滾珠絲杠通過兩端的滾珠絲杠安裝法蘭組件安裝到牽拉機構底座上；采用精度較高的直線導軌作為高精度導向裝置，兩根直線導軌對稱安裝到牽拉機構底座上，與滾珠絲杠呈對稱分布；牽拉滑塊是牽拉繩索的安裝基礎，通過滾珠絲杠螺母和直線導軌滑塊安裝到滾珠絲杠和直線導軌上。電機安裝座安裝到牽拉機構底座上，伺服驅動電機安裝到電機安裝座上，伺服驅動電機的輸出軸通過聯軸器與滾珠絲杠相連。在伺服驅動電機和滾珠絲杠的驅動下，牽拉滑塊帶動牽拉繩索沿著直線導軌的方向作高精度直線運動，具有較高的運動精度和定位精度。

所述的張緊變向機構主要由張緊變向機構底座、鎖緊螺母、固定軸套、保持環、角接觸球軸承、滑輪和階梯軸等組成，如圖4所示。張緊變向機構采用兩個定滑輪的工作方式，主要用于牽拉繩索的變向，將牽拉繩索的水平運動變成豎直運動。張緊變向機構底座是整個張緊變向結構的安裝基礎，主要由厚鋼板焊接和機械加工而成。將角接觸球軸承安裝到滑輪中間的安裝孔內，兩端通過保持環將角接觸球軸承固定在滑輪中間，防止滑輪轉動時在軸向竄動。通過階梯軸將滑輪安裝到張緊變向機構底座上，角接觸球軸承的一端通過階梯軸上的階梯定位，另一端通過固定軸套定位，最后利用兩個鎖緊螺母將將滑輪穩定地安裝到張緊變向機構底座上。兩個滑輪的安裝方式和工作原理相同。

所述低散射吊掛機構主要由吊掛機構和低散射整形罩組成，吊掛機構主要有吊掛機構底座、軸承端蓋、軸承壓蓋、擺動體、推力軸承端蓋、單向推力球軸承、深溝球軸承、內六方螺釘和十字沉頭螺釘等構成，如圖5所示。吊掛機構底座是吊掛機構所有零部件的安裝基礎，是主要的承力與連接構件。吊掛機構底座采用整體毛坯件加工而成，所有的安裝配合面、工藝孔均采用精密數控加工。擺動體通過兩個深溝球軸承安裝到吊掛機構底座上，通過兩個軸承壓蓋將深溝球軸承壓緊，然后安裝軸承端蓋，具有固定和防塵的作用。擺動體能夠繞著吊掛機構底座在一定范圍內轉動。單向推力球軸承安裝在擺動體內腔中，推力軸承端蓋安裝到單向推力球軸承的外端，推力球軸承端蓋能夠繞著擺動體轉動。牽拉繩索與推力球軸承端蓋固定連接，擺動體繞吊掛機構底座的旋轉能夠保證牽拉繩索的位置和方向不隨待測目標的俯仰運動而發生改變，推力球軸承端蓋繞擺動體旋轉能夠保證牽拉繩索不隨待測目標的旋轉而旋轉。低散射整形罩安裝到吊掛機構的軸承壓蓋上，用于遮擋吊掛機構對電磁波的反射，降低整個低散射吊掛機構的RCS，減少其對目標RCS測量的干擾，提高測量精度。

本發明的兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，其優點和功效在于：該單元是一個獨立的、模塊化的單元，易于控制和后期維護。牽拉單元利用伺服電機驅動、滾珠絲杠傳動和直線導軌導向，具有較高的運動精度和定位精度；牽拉單元通過張緊變向機構可將牽拉繩索的水平運動轉變成垂直運動，升降過程中能保證牽拉繩索的方向不變；牽拉單元的低散射吊掛機構具有兩維旋轉運動：繞垂直方向的旋轉運動和繞水平方向的俯仰運動，前者能夠保證牽拉繩索不隨待測目標的旋轉而旋轉，后者能夠保證牽拉繩索的位置和方向不隨待測目標的俯仰運動而發生改變。吊掛機構結構緊湊，并通過低散射整形罩遮擋吊掛機構對電磁波的反射，使得整個低散射吊掛機構具有較低的RCS，對待測目標的RCS測量影響較小。

附圖說明

圖1為牽拉單元總裝配圖。

圖2為牽拉單元主要結構爆炸圖。

圖3為直線牽拉機構總裝拆解圖。

圖4為張緊變向機構總裝拆解圖。

圖5為低散射吊掛機構總裝拆解圖。

圖中標號及符號說明如下：

1-直線牽拉機構 2-張緊變向機構 3-低散射吊掛機構

4-透波牽拉繩索 5-牽拉機構底座 6-直線導軌

7-直線導軌滑塊 8-滾珠絲杠 9-滾珠絲杠安裝法蘭組件

10-滾珠絲杠螺母 11-牽拉滑塊 12-聯軸器

13-電機安裝座 14-伺服驅動電機 15-張緊變向機構底座

16-鎖緊螺母 17-固定軸套 18-保持環

19-角接觸球軸承 20-滑輪 21-階梯軸

22-吊掛機構 23-低散射整形罩 24-吊掛機構底座

25-軸承端蓋 26-軸承壓蓋 27-擺動體

28-推力軸承端蓋 29-單向推力球軸承 30-深溝球軸承

31-內六方螺釘 32-十字沉頭螺釘

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的說明。

本發明的兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，整體裝配圖如圖1所示，主要由直線牽拉機構、張緊變向機構和低散射吊掛機構三部分組成，圖2為牽拉單元的主要結構的裝配爆炸圖。

所述的直線牽拉機構1，如圖3所示，主要由牽拉機構底座5、直線導軌6、直線導軌滑塊7、滾珠絲杠8、滾珠絲杠安裝法蘭組件9、滾珠絲杠螺母10、牽拉滑塊11、聯軸器12、電機安裝座13和伺服驅動電機14等組成。首先將兩根直線導軌6安裝在牽拉機構底座5上，并將直線導軌滑塊7安裝到直線導軌6上。滾珠絲杠8安裝之前，將牽拉滑塊7通過滾珠絲杠螺母10安裝到滾珠絲杠8上，滾珠絲杠8通過兩組滾珠絲杠安裝法蘭組件9安裝到牽拉機構底座5上，兩根直線導軌6與滾珠絲杠8呈對稱布置，再將牽拉滑塊11與直線導軌滑塊7固定連接。電機安裝座13安裝到牽拉機構底座5的末端，伺服驅動電機14安裝到電機安裝座13上，電機的輸出軸通過聯軸器12與滾珠絲杠8相連。

所述張緊變向機構2，如圖4所示，主要由張緊變向機構底座15、鎖緊螺母16、固定軸套17、保持環18、角接觸球軸承19、滑輪20和階梯軸21等組成。首先將角接觸球軸承19安裝到滑輪20中間的安裝孔內，通過兩個保持環18將角接觸球軸承19固定在滑輪20上。然后將安裝好角接觸球軸承的滑輪放置到張緊變向機構底座15上，利用階梯軸21將裝有角接觸球軸承的滑輪安裝到張緊變向機構底座上，再將固定軸套17安裝到階梯軸21上，固定軸套17緊靠角接觸球軸承19的內圈。角接觸球軸承19的一側通過固定軸套17定位，角接觸球軸承19的另一側通過階梯軸21的上的階梯定位，最后利用兩個鎖緊螺母16鎖緊，將滑輪20穩定地安裝到張緊變向機構底座15上。兩個滑輪的安裝方式和工作原理相同。

所述低散射吊掛機構3，如圖5所示，主要由吊掛機構22和低散射整形罩23組成，吊掛機構22主要有吊掛機構底座24、軸承端蓋25、軸承壓蓋26、擺動體27、推力軸承端蓋28、單向推力球軸承29、深溝球軸承30、內六方螺釘31和十字沉頭螺釘32等構成。首先將兩個深溝球軸承30安裝到擺動體27上，將單向推力球軸承29安裝到推力軸承端蓋28上，再將二者一起安裝到擺動體27的內腔中，將透波牽拉繩索4穿過推力軸承端蓋28，將推力軸承端蓋28、單向推力球軸承29和擺動體連為一體。將組裝好的擺動體安裝到吊掛機構底座24上，通過兩個軸承壓蓋26將安裝在擺動體27上的兩個深溝球軸承30壓緊，每個軸承壓蓋利用兩個內六方螺釘31固定。軸承壓蓋26安裝完成后，再安裝兩端的軸承端蓋25，每個軸承端蓋通過四個內六方螺釘31固定。吊掛機構組裝完成后，將低散射整形罩23通過四個內六方螺釘31安裝到吊掛機構22的軸承壓蓋26上，低散射吊掛機構的整體裝配圖如圖5所示。吊掛機構底座24上的安裝孔可以根據待測目標上的安裝孔位置和數量定制設計，以滿足不同待測目標的吊掛需求。在進行低散射吊掛機構組裝之前，需要將吊掛機構底座24通過若干十字沉頭螺釘32安裝到待測目標上，否則吊掛機構組裝完成后有些螺釘將無法安裝。

本發明一種兩支一吊目標支撐轉臺的牽拉單元，總的裝配過程為：先裝配直線牽拉機構，再組裝張緊變向機構，將組裝完成的張緊變向機構安裝到直線牽拉機構的前端，將組裝好的直線牽拉機構安裝到牽拉單元的安裝平臺上。在進行低散射吊掛機構組裝之前，將吊掛機構底座先安裝到待測目標上，然后根據所述的裝配過程組裝低散射吊掛機構，最后將透波牽拉繩索安裝到直線牽拉機構的牽拉滑塊上，調整牽拉繩索的長度并預緊，即完成了牽拉單元的組裝與安裝。