高低角俯仰限制電路的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)-文庫(kù)吧資料
2024-08-16 07:42本頁(yè)面
【正文】 俯仰部分可以用平面連桿機(jī)構(gòu)，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)不是對(duì)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，因此對(duì)上面的機(jī)構(gòu)的分析主要是論證其可行性。門(mén)架舉升到位后，舉升機(jī)構(gòu)對(duì)門(mén)架施加預(yù)緊力，將門(mén)架、舉升機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)盤(pán)在預(yù)緊力的作用下連接形成剛性支撐結(jié)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)俯仰舉升機(jī)構(gòu)屬于平面四連桿機(jī)構(gòu)，存在較多的裝配間隙，機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性不足。由電機(jī)額定轉(zhuǎn)速及絲杠最低轉(zhuǎn)速可以得出傳動(dòng)鏈總速比最大為,減速機(jī)速比選為,則末級(jí)齒輪副速比最大值為,初步確定末級(jí)齒輪副速比 im= 1。俯仰機(jī)構(gòu)總行程約為1000 mm ，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不大于 2 min，則梯形絲杠的最低轉(zhuǎn)速： 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果 ，驅(qū)動(dòng)電機(jī)初選2 .2 kW 交流伺服電機(jī)，額定輸出扭矩 7 .0 N ，則單套俯仰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)力矩為224．4 N 設(shè)計(jì)計(jì)算出于與舉升機(jī)構(gòu)相同的考慮，俯仰機(jī)構(gòu)使用梯形絲杠副結(jié)構(gòu)，初選與舉升機(jī)構(gòu)同規(guī)格的梯形絲杠，其參數(shù)為 公稱(chēng)直徑： d =60 mm 導(dǎo)程： p =9 mm根據(jù)第 3 節(jié)的分析，俯仰機(jī)構(gòu)載荷最大值為 31 kN，則絲杠的驅(qū)動(dòng)力矩 T = 149．6 N但其防護(hù)性能更佳，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)，維護(hù)簡(jiǎn)單。二者的區(qū)別在于電動(dòng)缸是將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母的直線運(yùn)動(dòng)。 俯仰機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 俯仰機(jī)構(gòu)采用單級(jí)伺服電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)。由電機(jī)額定轉(zhuǎn)速及螺母最大轉(zhuǎn)速可以得出傳動(dòng)鏈總速比最大值為，減速機(jī)速比選為，則末級(jí)齒輪速副比最大值為，初步確定末級(jí)齒輪副速比為 im= 1。m舉升機(jī)構(gòu)總行程約為430 mm，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不大于1min，則梯形螺母的最低轉(zhuǎn)速為 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果， kW 交流伺服電機(jī)， N 當(dāng)量摩擦角：ρv=176。絲杠暴露在外，可為絲杠加裝防護(hù)罩，以增強(qiáng)絲杠的環(huán)境適應(yīng)性。絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)螺旋傳動(dòng)副（滑動(dòng)或滾動(dòng)螺旋副）的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為絲杠的直線運(yùn)動(dòng)，并利用伺服電機(jī)的閉環(huán)控制特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)推力、速度和位置的精密控制。 圖中紅色實(shí)線為俯仰機(jī)構(gòu)單套載荷變化曲線，藍(lán)色虛線為舉升機(jī)構(gòu)單套載荷變化曲線。 仿真工況分析：在實(shí)際工作中，在天線的重量分布不均勻以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)同步性的差異等因素的影響下，2套俯仰、舉升機(jī)構(gòu)在受力上會(huì)有所不同。天線工作狀態(tài)如圖 4 所示。 方法 1） 控制簡(jiǎn)單，但轉(zhuǎn)換過(guò)程中偏心現(xiàn)象較為明顯； 方法 2） 重心控制較好，但由于同時(shí)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件較多，機(jī)構(gòu)同步性要求較高，伺服控制難度較大。電動(dòng)缸與絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)啟動(dòng)，然后同時(shí)運(yùn)動(dòng)到位，一步即可完成狀態(tài)轉(zhuǎn)換。單級(jí)電動(dòng)缸首先伸出到位，完成天線的俯仰運(yùn)動(dòng)，然后在絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下，門(mén)架轉(zhuǎn)動(dòng)到位，完成天線的舉升運(yùn)動(dòng)，分 2 步完成天線狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。 舉升機(jī)構(gòu)與俯仰機(jī)構(gòu)各為2套，分別同步運(yùn)動(dòng)，既可降低對(duì)天線骨架的剛性要求，又可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在具體的工程設(shè)計(jì)中，圖2中 7 為傳統(tǒng)的絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，5 為單級(jí)電動(dòng)缸（作為俯仰機(jī)構(gòu)） ，2 為門(mén)架，機(jī)架1為轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)盤(pán)。機(jī)構(gòu)中，活動(dòng)構(gòu)件數(shù) n=6，低副 L=8，高副 H=0，機(jī)構(gòu)自由度為 P=3n－2L－H=2機(jī)構(gòu)自由度數(shù)與主動(dòng)件數(shù)相等，符合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)原理。文中提出了一種基于平面機(jī)構(gòu)原理的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案，可滿足上述要求。某型雷達(dá)系統(tǒng)要求在工作狀態(tài)時(shí)天線要滿足以下條件：1） 能夠舉升至一定高度；2） 有一定的預(yù)仰角；3） 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)天線偏心量盡可能??；4） 結(jié)構(gòu)緊湊、控制方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。如圖1（b）所示，通常采用全機(jī)電伺服傳動(dòng)技術(shù)，天線單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，舉升機(jī)構(gòu)為滑軌結(jié)構(gòu)。目前常用的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)技術(shù)主要有以下2種1） “舉升轉(zhuǎn)臺(tái) + 俯仰機(jī)構(gòu)”式設(shè)計(jì)。 現(xiàn)代車(chē)載式高機(jī)動(dòng)雷達(dá)天線車(chē)具有工作及運(yùn)輸2種狀態(tài)，即在工作時(shí)將天線舉升至一定高度，并將天線陣面翻轉(zhuǎn)至一定的俯仰角度，可以減小地面及車(chē)上設(shè)備對(duì)天線波束的影響；工作結(jié)束后將天線恢復(fù)到水平狀態(tài)或其它特定角度，整車(chē)外形尺寸滿足公路、鐵路運(yùn)輸時(shí)不超高、不超寬的要求。要求雷達(dá)天線高低角工作范圍為15—95度，當(dāng)轉(zhuǎn)到接近最高和最低極限位置時(shí)，該電路自動(dòng)去掉天線驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的控制電壓，并使天線很快被制動(dòng)，防止機(jī)械和電機(jī)過(guò)荷損壞，起到保護(hù)作用。對(duì)高低角俯仰限制電路的研究分析，發(fā)現(xiàn)前人的設(shè)計(jì)思路主要有脈沖電路，也有用單片機(jī)來(lái)控制的。在當(dāng)今隨著科技的迅猛發(fā)展，人們對(duì)雷達(dá)設(shè)備精準(zhǔn)度要求的不斷提高，雷達(dá)俯仰機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題必將引起人們的廣泛關(guān)注，也必將得以進(jìn)一步的發(fā)展。如果使用不同的調(diào)制方式，連續(xù)波雷達(dá)和脈沖雷達(dá)都可以測(cè)量目標(biāo)的距離和徑向速度。低PRF雷達(dá)主要用于測(cè)距，它對(duì)目標(biāo)的速度（多譜勒頻移）不敏感。脈沖雷達(dá)的波形為調(diào)制脈沖串。連續(xù)波雷達(dá)能
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