衛星高精度測量運動裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供的一種衛星高精度測量運動裝置，包括：環形轉臺、豎直升降機構和中心停放臺；環形轉臺包括相互配合的轉動臺及轉動機構；其中轉動臺包括：轉臺臺體，在轉臺臺體為環形；第一懸臂及第二懸臂，第一懸臂及第二懸臂分別設置在轉臺臺體的兩側；中心停放臺設置在轉臺臺體內；轉動機構設置在轉臺臺體的下方，轉動機構與轉臺臺體同軸設置；豎直升降機構設置在第一懸臂上。與現有技術相比，本發明的有益效果如下：很好地解決了柱坐標系下精密運動實現的問題。具有運動精度高、靜態穩定性好、裝拆操作簡便的特點。不僅能夠滿足衛星地面總裝階段單機安裝角度測量的實際需求，還可應用于光學系統標定、目標追蹤試驗等場合，具備一定的技術移植性。
【專利說明】
衛星高精度測量運動裝置
技術領域
[0001]本發明涉及的是一種運動裝置，具體涉及一種柱坐標系下的衛星高精度測量運動
目.0
【背景技術】
[0002]衛星地面總裝時，需要使用測量儀器對星敏感器、太陽敏感器、飛輪等姿態控制用單機的初始安裝精度進行測量。采用光電自準直儀等高精度角測量儀器測量時，需要借助于一套運動裝置，使光電自準直儀能夠在衛星外輪廓圓柱面內運動，且在任意位置精確定位。由于光電自準直儀為精密測量儀器，使用時容易受外界環境影響，因此要求該運動裝置具備足夠的靜態穩定性。同時，為了實現自動化測量及發射場使用，該裝置應具備足夠的空間運動精度，以及簡便的裝拆操作。
[0003]面對以上實際需求，傳統的地面環形導軌式方案，龍門式方案均已不再適用，需要發明一種新的運動裝置，以彌補此方面的應用需求。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種運動精度高、靜態穩定性好、裝拆操作簡便的衛星高精度測量運動裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供的一種衛星高精度測量運動裝置，包括:環形轉臺、豎直升降機構和中心停放臺；所述環形轉臺包括相互配合的轉動臺及轉動機構;其中所述轉動臺包括:轉臺臺體，在所述轉臺臺體為環形;第一懸臂及第二懸臂，所述第一懸臂及所述第二懸臂分別設置在所述轉臺臺體的兩側;所述中心停放臺設置在所述轉臺臺體內；所述轉動機構設置在所述轉臺臺體的下方，所述轉動機構與所述轉臺臺體同軸設置;所述豎直升降機構設置在所述第一懸臂上。
[0006]優選地，所述轉動機構包括:轉臺底座，所述轉臺底座為環形，所述轉臺底座與所述轉臺臺體同軸設置在所述轉臺臺體下方;轉臺動力總成，所述轉臺動力總成設置在所述轉臺底座的側面;齒輪，所述齒輪設置在所述轉臺底座的頂部，所述齒輪與所述轉臺動力總成連接;傳動組件，所述傳動組件設置在所述轉臺底座的頂部，所述傳動組件與所述轉臺臺體連接，所述傳動組件與所述齒輪嚙合。
[0007]優選地，所述傳動組件為四點接觸軸承;其中所述四點接觸軸承的內圈設置在所述轉臺底座上，所述四點接觸軸承的外圈與所述轉臺臺體連接，所述外圈與所述齒輪嚙合。
[0008]優選地，所述中心停放臺包括:停放底座，所述停放底座為中空的圓柱體;轉接盤，所述轉接盤設置在所述停放底座頂部。
[0009]優選地，在所述停放底座的側面設有調節螺桿，所述調節螺桿的一端伸入所述停放底座內，所述調節螺桿的另一端與所述轉臺底座的內圈相抵。
[0010]優選地，所述豎直升降機構包括:立架，所述立架的底部設置在所述第一懸臂上；直線導軌副，所述直線導軌副設置在所述立架的側面;升降臺，所述升降臺通過所述直線導軌副設置在所述立架上；卸載機構，所述卸載機構設置在所述立架的頂部;升降配重塊，所述升降配重塊設置在所述立架的側面，所述升降配重塊通過所述卸載機構與所述升降臺連接;升降動力總成，所述升降動力總成設置在所述立架上，所述升降動力總成通過精密滾珠絲杠副與所述升降臺連接。
[0011 ]優選地，所述卸載機構包括:定滑輪組件，兩臺所述定滑輪組件分別設置在所述立架的頂部;鋼絲繩，所述鋼絲繩卡接在所述定滑輪組件的滑輪內，所述鋼絲繩的兩端分別連接所述升降配重塊及所述升降臺。
[0012]優選地，在所述第一懸臂的底部設有輔助支撐裝置，所述輔助支撐裝置由直線軸承、氣缸、和支撐板構成。
[0013]優選地，在所述第二懸臂上設有轉臺配重塊。
[0014]優選地，在所述轉動機構及所述中心停放臺的底部分別設有轉臺墊鐵及停放臺墊鐵。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:很好地解決了柱坐標系下精密運動實現的問題。具有運動精度高、靜態穩定性好、裝拆操作簡便的特點。不僅能夠滿足衛星地面總裝階段單機安裝角度測量的實際需求，還可應用于光學系統標定、目標追蹤試驗等場合，具備一定的技術移植性。
【附圖說明】
[0016]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征目的和優點將會變得更明顯:
[0017]圖1為本發明衛星高精度測量運動裝置結構示意圖；
[0018]圖2為本發明衛星高精度測量運動裝置環形轉臺結構示意圖；
[0019]圖3為本發明衛星高精度測量運動裝置轉動機構結構示意圖；
[0020]圖4為本發明衛星高精度測量運動裝置轉動臺結構示意圖；
[0021]圖5為本發明衛星高精度測量運動裝置豎直升降機構結構示意圖；
[0022]圖6為本發明衛星高精度測量運動裝置中心停放臺結構示意圖。
[0023]圖中:
[0024]10-環形轉臺20-豎直升降機構30-中心停放臺
[0025]40-轉動機構50-轉動臺11-轉臺臺體
[0026]12-轉臺配重塊13-第一懸臂14-第二懸臂
[0027]15-輔助支撐裝置21-立架22-直線導軌副
[0028]23-精密滾珠絲杠副24-升降臺25-升降動力總成
[0029]26-卸載機構27-升降配重塊31-停放臺墊鐵
[0030]32-停放底座33-轉接盤34-調節螺桿
[0031]35-斜肋板41-轉臺墊鐵42-轉臺底座
[0032]43-轉臺動力總成44-四點接觸軸承45-齒輪
[0033]46-內圈47-外圈
【具體實施方式】
[0034]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[O O3 5 ] 參照圖1?圖6，本發明衛星高精度測量運動裝置包括環形轉臺1 (包括轉動機構40和轉動臺50)、豎直升降機構20、中心停放臺30組成，環形轉臺10能夠實現水平面內的圓弧運動，豎直升降機構20安裝在環形轉臺10上，能夠完成垂直于大地水平方向的直線運動，通過兩種運動的結合，實現載物臺空間圓柱坐標系下的運動，滿足試驗設備能夠在空間范圍內圓柱面軌跡的運動，且能夠在圓柱面任意位置精確定位的需求。中心停放臺30安裝在環形轉臺內部，與圓柱坐標系同軸，用于安裝試驗設備。
[0036]參照圖1?圖4，轉動機構40由轉臺墊鐵41、轉臺底座42、轉臺動力總成43、四點接觸軸承44構成;轉動臺50由轉臺臺體11、第一懸臂13、第二懸臂14、輔助支撐裝置15、轉臺配重塊12組成，用于實現水平面內的圓弧運動。
[0037]轉臺底座42是環形轉臺10的安裝基礎，由鑄鐵制成，整體為空心圓環狀。轉臺底座42上表面預留四點接觸軸承44的安裝接口，側面預留轉臺動力總成43的安裝接口，底面為平面，通過轉臺墊鐵41支撐停放在地面，通過調整轉臺墊鐵41的高度調整轉動臺50的水平。轉動臺50通過轉臺動力總成43實現高精度的旋轉運動，轉臺動力總成43包括伺服電機、減速機、齒輪等，由于使用了雙電機消隙技術，轉動臺50在運動過程中幾乎沒有反向間隙。四點接觸軸承44的內圈46通過螺釘安裝在轉臺底座42上，外圈47與轉臺臺體11通過螺釘連接，外圈47與轉臺動力總成43的齒輪45嚙合，將轉臺動力總成43的運動傳遞至轉臺臺體11的旋轉運動。轉動臺50為扁擔形，合金鋼焊接而成，采用加強筋結構形式提高其剛度、強度，采用焊接后回火等熱處理方式提高結構的穩定性。轉臺臺體11中間環形部分通過螺釘安裝在四點接觸軸承44的外圈47上，可在平面內完成360°的旋轉運動。轉臺臺體11兩側設有第一懸臂13和第二懸臂14，第一懸臂13為豎直升降機構20提供了安裝接口，第二懸臂14為轉臺配重塊12提供了安裝空間和接口。輔助支撐裝置15由直線軸承、氣缸、支撐板組成，安裝在轉臺臺體11的第一懸臂13的下方。工作時，支撐板在氣缸驅動、直線軸承導向的共同作用下，進行輔助支撐，用于在測量過程中對轉臺臺體11的第一懸臂13給予一定的豎直支撐，提高結構部分的穩定性。輔助支撐裝置15支撐力大小通過氣源壓力設定。轉臺配重塊12由鉛板組成，通過螺釘固定安裝在轉臺臺體11的另一側的第二懸臂14上方，用于調整裝置質心至旋轉中心處，減小轉臺臺體11的偏心力矩，提高裝置穩定性。
[0038]參照圖1、圖5，豎直升降機構20由豎直立架21、直線導軌副22、精密滾珠絲杠副23、升降臺24、升降動力總成25、卸載機構26、升降配重塊27組成，用于實現垂直于大地水平方向的直線運動。豎直立架21為箱形空腔件，使用合金鋼焊接制成，通過增加筋板增強剛度、強度。豎直立架21底部通過14個M36的內六角螺釘安裝在轉臺臺體11上，豎直立架21側面(豎直面)預留安裝直線導軌副22的安裝面及靠塊，另一側面(斜面)加工有供升降配重塊27運動的槽道。直線導軌副22通過螺釘安裝在豎直立架21上，內側通過靠塊定位，外側通過緊定螺釘頂緊，實現直線運動的導向和對升降臺24的承載。精密滾珠絲杠副23用于直線運動的動力傳遞，精密滾珠絲杠副23為單螺母錯位預壓型滾珠絲杠，通過螺母內部左右螺紋的相位差，消除軸向反向間隙。精密滾珠絲杠副23的安裝方式為一端固定、一端游動型，固定端軸承座內安裝有一對角接觸球軸承實現軸向和徑向的定位。升降臺24為側“T”字型，合金鋼板焊接制成，采用斜撐筋板增大剛度、強度。升降臺24橫板提供安裝試驗設備的機械接口，豎板分別與直線導軌副22的滑塊和精密滾珠絲杠副23的螺母連接。升降動力總成25由伺服電機、同步帶輪副組成，兩只同步帶輪分別安裝在伺服電機輸出軸和精密滾珠絲杠副23的輸入軸端，由于同步帶傳動精度較高、耐沖擊，升降動力總成25輸出的動力可精確、平穩地傳遞至精密滾珠絲杠副23，最終變為升降臺24的精密運動。卸載機構26由兩臺定滑輪機構、鋼絲繩、夾頭等組成，定滑輪機構由螺釘安裝固定在豎直立架21頂部，鋼絲繩穿過滑輪，一端通過夾頭與升降臺24連接，另一端通過夾頭與升降配重塊27連接。卸載機構26可將升降臺24及安裝在其上的試驗裝置的重力通過升降配重塊27進行卸載，以降低精密滾珠絲杠副23的負載情況，減小絲杠直徑、減小伺服電機功率、提高運動精度。升降配重塊27為方形，由不銹鋼制成，側面安裝四只深溝球軸承作為滾輪，使用時可沿豎直立架21側面(斜面)的槽道運動。
[0039]參照圖1、圖6，中心停放臺30由停放臺墊鐵31、停放底座32、轉接盤33、調節螺桿34組成，其安裝中心與環形轉臺10的旋轉中心同軸，用于試驗裝置(對象)的安裝停放。停放底座32為環狀結構，由合金鋼焊接制成，側面加斜肋板35增加剛度、強度。停放底座32套裝在環形轉臺10內部，通過8個停放臺墊鐵31停放在地面，調整停放臺墊鐵31的高度即可實現停放臺3的水平度調整。轉接盤33通過螺釘安裝在停放底座32上，用于衛星等試驗裝備的安裝，根據不同的安裝接口需要可進行方便更換。調節螺桿34共四只，均布在停放底座32側面，通過調節螺桿34的頭部頂住環形轉臺底座42內側，實現中心停放臺30與環形轉臺10同軸度的調節。
[0040]本【具體實施方式】的工作過程:
[0041 ]轉臺動力總成43的伺服電機啟動，通過減速機、齒輪副、四點接觸軸承44帶動轉臺臺體11旋轉。反向運動時，使用另一套伺服電機、減速機，實現無反向間隙旋轉。安裝在轉臺臺體11上的豎直升降機構20隨之旋轉。升降動力總成25的伺服電機啟動，通過同步帶傳動副、精密滾珠絲杠副23，帶動升降臺24沿直線導軌副22運動，卸載機構26及升降配重塊27隨之上下運動，實現了升降臺24豎直方向的運動。兩個運動合成后，即可實現安裝在升降臺24上的測量儀器等試驗設備在空間范圍內圓柱面軌跡的運動以及在圓柱面任意位置的精確定位。
[0042]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。
【主權項】
1.一種衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，包括:環形轉臺、豎直升降機構和中心停放臺；所述環形轉臺包括相互配合的轉動臺及轉動機構;其中 所述轉動臺包括: 轉臺臺體，在所述轉臺臺體為環形； 第一懸臂及第二懸臂，所述第一懸臂及所述第二懸臂分別設置在所述轉臺臺體的兩側； 所述中心停放臺設置在所述轉臺臺體內； 所述轉動機構設置在所述轉臺臺體的下方，所述轉動機構與所述轉臺臺體同軸設置； 所述豎直升降機構設置在所述第一懸臂上。2.根據權利要求1所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，所述轉動機構包括: 轉臺底座，所述轉臺底座為環形，所述轉臺底座與所述轉臺臺體同軸設置在所述轉臺臺體下方； 轉臺動力總成，所述轉臺動力總成設置在所述轉臺底座的側面； 齒輪，所述齒輪設置在所述轉臺底座的頂部，所述齒輪與所述轉臺動力總成連接； 傳動組件，所述傳動組件設置在所述轉臺底座的頂部，所述傳動組件與所述轉臺臺體連接，所述傳動組件與所述齒輪嚙合。3.根據權利要求2所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，所述傳動組件為四點接觸軸承;其中 所述四點接觸軸承的內圈設置在所述轉臺底座上，所述四點接觸軸承的外圈與所述轉臺臺體連接，所述外圈與所述齒輪嚙合。4.根據權利要求2所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，所述中心停放臺包括: 停放底座，所述停放底座為中空的圓柱體； 轉接盤，所述轉接盤設置在所述停放底座頂部。5.根據權利要求4所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，在所述停放底座的側面設有調節螺桿，所述調節螺桿的一端伸入所述停放底座內，所述調節螺桿的另一端與所述轉臺底座的內圈相抵。6.根據權利要求1所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，所述豎直升降機構包括: 立架，所述立架的底部設置在所述第一懸臂上； 直線導軌副，所述直線導軌副設置在所述立架的側面； 升降臺，所述升降臺通過所述直線導軌副設置在所述立架上； 卸載機構，所述卸載機構設置在所述立架的頂部； 升降配重塊，所述升降配重塊設置在所述立架的側面，所述升降配重塊通過所述卸載機構與所述升降臺連接； 升降動力總成，所述升降動力總成設置在所述立架上，所述升降動力總成通過精密滾珠絲杠副與所述升降臺連接。7.根據權利要求6所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，所述卸載機構包括: 定滑輪組件，兩臺所述定滑輪組件分別設置在所述立架的頂部； 鋼絲繩，所述鋼絲繩卡接在所述定滑輪組件的滑輪內，所述鋼絲繩的兩端分別連接所述升降配重塊及所述升降臺。8.根據權利要求1所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，在所述第一懸臂的底部設有輔助支撐裝置，所述輔助支撐裝置由直線軸承、氣缸、和支撐板構成。9.根據權利要求1所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，在所述第二懸臂上設有轉臺配重塊。10.根據權利要求1所述的衛星高精度測量運動裝置，其特征在于，在所述轉動機構及所述中心停放臺的底部分別設有轉臺墊鐵及停放臺墊鐵。
【文檔編號】G01B21/22GK105973187SQ201610443925
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】楊凱, 馬海龍, 李志慧, 陳小弟, 張蓉, 李可, 彭效海
【申請人】上海衛星裝備研究所