[发明专利]一种用于紧缩场拼合反射面板支撑调节的精密调整机构

说明书

本发明涉及一种用于紧缩场拼合反射面板支撑调节的精密调整机构，采用串联的双球头运动副结构，传动方式为螺纹副传动，该精密调整机构主要由双球铰支撑单元、驱动单元和调节锁紧单元构成；同时具备手动粗调节和电动精密调节的功能。X轴方向和Y轴方向通过螺纹传动手动调节，Z轴方向采用电机驱动，能够实现Z方向的自动化精密调节，Z轴方向也具有手动粗调的功能。本发明具有承载能力强、调节分辨率高、调节灵活性好、稳定可靠等特点。

技术领域：

本发明涉及一种用于紧缩场拼合反射面板支撑调节的精密调整机构，这种精密调整机构多个成组并联工作，主要用于实现大型紧缩场拼合反射面板的稳定支撑和精密调节，属于机械工程和微波工程技术领域。

背景技术：

随着现代科学技术的发展，毫米波、亚毫米波等高频电磁波技术的应用越来越广泛，在隐身与反隐身、雷达、制导、遥感技术、射电天文学和通信等方面都有重大应用。实现对这些应用毫米波、亚毫米波设备的综合电性能指标(如天线的方向图、增益，目标RCS等)的高精度、高效率测试至关重要。紧缩场(CTR，Compact Test Range)能通过高精度反射面在相对小(紧缩)的空间里将球面波转换成高质量的平面波，能够在室内实现测量所需的远场测试条件，具有干扰因素少、测量精度高、保密性强、可全天候测量等优点。因此，紧缩场已成为发展隐身和反隐身、雷达天线、卫星整星、毫米波天线等设备综合电气性能测试的关键设备。

紧缩场是涉及电磁散射理论、高精度反射面设计制造、测量和装配技术等多个学科综合的高难度复杂系统工程。其中,高精度反射面制造技术是紧缩场系统的关键瓶颈技术，反射面的型面精度直接决定了紧缩场电气性能(尤其是高频电气性能)的优劣。紧缩场反射面面积一般较大(从十几平米到几百平米不等)，由于制造装备能力和精度要求的限制，紧缩场反射面通常分成若干个小尺寸的子面板单独制造，然后拼合而成。反射面的整体型面精度和拼合子面板之间的缝隙大小是影响紧缩场电气性能的关键因素，通常要求反射面的整体型面精度RMS值小于最高工作频率波长λ的百分之一(RMSλ/100)，子面板拼合缝隙满足(0.1±0.05)λ的要求，以工作频率100Ghz的紧缩场为例，整体型面精度RMS值要优于0.03mm，子面板拼接缝隙满足0.03±0.015mm的要求。这就对反射面板的支撑、定位和精密调整提出了更高的要求，通过调整机构要能实现面板的空间六自由度的精密调节和精确定位。

目前，国内外现有的用于反射面板支撑调节的位移促动器的驱动方式主要有液压驱动、伺服电机驱动、步进电机驱动、压电陶瓷驱动、磁致伸缩驱动等。液压驱动器具有负载能力大的优点，但由于液体介质的泄露及可压缩性的影响，较难实现严格的精密调节，不适合用于长周期、高稳定性要求的反射面板的支撑与调节。压电陶瓷驱动和磁致伸缩驱动往往存在输出位移非线性、迟滞、负载能力小等不足，也不适合用于紧缩场反射面板的支撑和调节。伺服电机和步进电机驱动具有负载能力大和调节精度高的优点，配合精密的机械传动可以稳定、线性地输出极小的位移，适合用于紧缩场反射面板的精密调节。现行的各种驱动形式的位移促动器都只能实现单一方向的调节，无法满足紧缩场反射面面板的支撑和调节要求。

因此，为解决紧缩场高精度反射面板的稳定支撑和精密调节的难题，发明一种六自由度精密调整机构，用于紧缩场反射面板的可靠支撑和精密调节。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用于紧缩场拼合反射面板支撑调节的精密调整机构，以提高紧缩场拼合反射面的拼合装配和调节效率、降低拼合装调引起的精度损失。该紧密调整机构采用串联的双球头运动副结构，传动方式为螺纹副传动，具有承载能力强、调节分辨率高、调节灵活性好、稳定可靠等特点。该精密调整机构具有空间六自由度的调节能力，同时具备手动粗调节和电动精密调节的功能。X轴方向和Y轴方向通过螺纹传动手动调节，Z轴方向采用电机驱动，能够实现Z方向的自动化精密调节，Z轴方向也具有手动粗调的功能。

该精密调整机构主要由双球铰支撑单元、驱动单元和调节锁紧单元构成，如图1和图2所示。