一种高精度测角装置的制作方法

本发明属于雷达转台传动，特别是涉及一种高精度测角装置。

背景技术：

1、测角装置主要实现测量领域中雷达转台高精度旋转运动的测角需求，测角装置的精度直接影响着雷达转台的伺服控制精度。现有雷达转台测角装置主要采用三种方式，一种采用双片小模数齿轮轮系将传动轴的角位置信息1比1引出至测角器件，再通过测角器件间接测出传动轴角位置信息，该方案的缺点是轮系啮合引入机械传动误差，测角精度低，优点是可靠性高；二种是采用与传动轴同轴安装旋转编码器，再通过拨叉拨动旋转编码器的输出轴旋转，该方案的缺点是拨叉侧隙释放装配尺寸链误差的同时引入一定量角位置误差，优点是无中间传动环节和结构简单；三种是采用与传动轴同轴安装旋转编码器，再通过柔性关节或弹簧带动旋转编码器的输出轴旋转，该方案的缺点是柔性关节或弹簧刚度低，引入角位置不稳定波动，产生误差，优点是无中间传动环节、结构简单和柔性传动链不易卡死。

2、现有的测角装置具有以下不足：1、双片齿轮轮系测角装置：测角精度受齿侧间隙、低啮合刚度等传动环节的引入而降低；存在轮系复杂、制造成本高、对装配人员技术水平要求高等缺点；适用于低精度测角需求。2、拨叉拨动旋转编码器轴同测角：拨叉侧隙释放装配尺寸链误差的同时引入一定量角位置误差，适用于中等精度测角需求。3、柔性关节或弹簧拨动旋转编码器轴同测角：柔性关节或弹簧刚度低，旋转角加速度波动、振动环境、冲击环境等条件下，易引入角位置不稳定波动，产生误差；适用于中等精度测角需求。

技术实现思路

1、本发明目的在于解决背景技术中提出的问题，提出一种高精度测角装置。

2、为了实现本发明目的，本发明公开了一种高精度测角装置，包括动力传动装置、数据采集装置、转盘、摇摆框架、转接板、盖板、密封垫、紧固件；摇摆框架下端设置用于安装在适装平台上的传动轴安装孔，上端设置定位止口；动力传动装置采用紧固件通过配合定位方式安装在摇摆框架上；数据采集装置的固定部分通过配合定位方式安装在动力传动装置的内部基座上，数据采集装置的旋转部分通过配合定位方式安装在转盘上；转盘通过配合定位方式安装在动力传动装置上部；转接板上安装电连接器，通过紧固件安装在动力传动装置下部，实现密封和测角数据对外传输；盖板和密封垫通过紧固件安装在转盘上部，实现密封防护。

3、进一步地，动力传动装置包括电机、减速机、小齿轮、回转支承、基座；小齿轮和回转支承通过配合定位方式安装在基座内部，安装方式采用基孔制小间隙配合；回转支承外圈设置齿轮，小齿轮安装时采用偏心轴套调节中心距，小齿轮和回转支承相互啮合，电机通过减速机驱动小齿轮推动回转支承外圈旋转。

4、进一步地，数据采集装置包括刚性联轴器、旋转托盘、固定托盘、定位轴、旋转编码器、螺钉；旋转托盘连接于转盘，跟随转盘旋转运动；固定托盘固定连接于基座；刚性联轴器上端与定位轴定位安装，定位轴的法兰与旋转托盘定位安装；旋转编码器安装法兰通过螺钉挂接在固定托盘下方。

5、进一步地，固定托盘两端外侧设置定位外圆柱面，基座内侧设置对称内凸的定位内圆柱面，安装时外圆柱面与内圆柱面配合定位安装，保证数据轴和动力轴同轴；旋转托盘两端外侧设置定位外圆柱面，转盘内侧设置对称内凸的定位内圆柱面，安装时外圆柱面与内圆柱面配合定位安装，保证数据轴和动力轴同轴。

6、进一步地，刚性联轴器下端与旋转编码器输出轴先不抱紧固定，旋转编码器与固定托盘先不压紧，每正反360°旋转转盘一次后增加旋转编码器安装螺钉的拧紧力矩一次，重复n次，直至将旋转编码器安装法兰通过安装螺钉固定在旋转托盘下方；然后将刚性联轴器下端与旋转编码器输出轴抱紧固定，从而实现数据轴和动力轴高精度动态同轴。

7、进一步地，动力传动装置通过回转支承外圈推动转盘和旋转托盘旋转，实现数据采集装置与动力传动装置同轴旋转；回转支承的内圈与基座定位止口配合安装，回转支承的外圈与转盘定位止口配合安装。

8、进一步地，定位轴设置有同轴的上部定位圆柱和下部定位圆柱。

9、进一步地，定位轴安装时通过检测上部定位圆柱径向跳动，对定位轴进行径向精确调节，使定位轴与回转支承动态同轴安装。

10、进一步地，刚性联轴器包括十字开槽、锁紧螺钉；十字开槽位于刚性联轴器上端和下端，十字开槽相互垂直分别将其上端和下端分成二等份。

11、进一步地，上端和下端的锁紧螺钉安装时分别对称拧紧；能够提高刚性联轴器径向定位精度。

12、进一步地，测角传动链路采用刚性安装和连接。

13、与现有技术相比，本发明的显著进步在于：1)采用刚性联轴器替代测角装置中柔性安装环节，避免刚度不足和传动间隙引入的传动误差，将现有测角精度3′显著提高至30″；2)于此同时，通过设计装配顺序和方法，避免刚性传动链带来卡死风险；3)结构简单，作用显著，能够应用于各种旋转部件的高精度测角，尤其适用于弥补柔性关节或弹簧在旋转角加速度波动、振动环境、冲击环境等条件下，引入角位置不稳定波动的角度测量。

14、为更清楚说明本发明的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。

1.一种高精度测角装置，其特征在于，包括动力传动装置(1)、数据采集装置(2)、转盘(3)、摇摆框架(4)、转接板(5)、盖板(6)、密封垫(7)、紧固件(8)；摇摆框架(4)下端设置用于安装在适装平台上的传动轴安装孔，上端设置定位止口；动力传动装置(1)采用紧固件(8)安装在摇摆框架(4)上；数据采集装置(2)的固定部分安装在动力传动装置(1)的内部基座(15)上，数据采集装置(2)的旋转部分安装在转盘(3)上；转盘(3)安装在动力传动装置(1)上部；转接板(5)上安装电连接器，通过紧固件(8)安装在动力传动装置(1)下部，实现密封和测角数据对外传输；盖板(6)和密封垫(7)通过紧固件(8)安装在转盘(3)上部，实现密封防护。

2.根据权利要求1所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述动力传动装置(1)包括电机(11)、减速机(12)、小齿轮(13)、回转支承(14)、基座(15)；小齿轮(13)和回转支承(14)安装在基座(15)内部，安装方式采用基孔制小间隙配合；回转支承(14)外圈设置齿轮，小齿轮(13)安装时采用偏心轴套调节中心距，小齿轮(13)和回转支承(14)相互啮合，电机(11)通过减速机(12)驱动小齿轮(13)推动回转支承(14)外圈旋转。

3.根据权利要求2所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述数据采集装置(2)包括刚性联轴器(21)、旋转托盘(22)、固定托盘(23)、定位轴(24)、旋转编码器(25)、螺钉(26)；旋转托盘(22)连接于转盘(3)，跟随转盘(3)旋转运动；固定托盘(23)固定连接于基座(15)；刚性联轴器(21)上端与定位轴(24)定位安装，定位轴(24)的法兰与旋转托盘(22)定位安装；旋转编码器(25)安装法兰通过螺钉(26)挂接在固定托盘(23)下方。

4.根据权利要求3所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述固定托盘(23)两端外侧设置定位外圆柱面，基座(15)内侧设置对称内凸的定位内圆柱面，安装时外圆柱面与内圆柱面配合定位安装，保证数据轴和动力轴同轴；所述旋转托盘(22)两端外侧设置定位外圆柱面，转盘(3)内侧设置对称内凸的定位内圆柱面，安装时外圆柱面与内圆柱面配合定位安装，保证数据轴和动力轴同轴。

5.根据权利要求4所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述刚性联轴器(21)下端与旋转编码器(25)输出轴先不抱紧固定，旋转编码器(25)与固定托盘(23)先不压紧，每正反360°旋转转盘(3)一次后增加旋转编码器(25)安装螺钉的拧紧力矩一次，重复n次，直至将旋转编码器(25)安装法兰通过安装螺钉固定在旋转托盘(22)下方；然后将刚性联轴器(21)下端与旋转编码器(25)输出轴抱紧固定，从而实现数据轴和动力轴高精度动态同轴。

6.根据权利要求3所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述动力传动装置(1)通过回转支承(14)外圈推动转盘(3)和旋转托盘(22)旋转，实现数据采集装置(2)与动力传动装置(1)同轴旋转；所述回转支承(14)的内圈与基座(15)定位止口配合安装，回转支承(14)的外圈与转盘(3)定位止口配合安装。

7.根据权利要求3所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述定位轴(24)设置有同轴的上部定位圆柱(24a)和下部定位圆柱(24b)。

8.根据权利要求7所述的一种高精度测角装置，其特征在于，定位轴(24)安装时通过检测上部定位圆柱(24a)径向跳动，对定位轴(24)进行径向精确调节，使定位轴(24)与回转支承(14)动态同轴安装。

9.根据权利要求3所述的一种高精度测角装置，其特征在于，所述刚性联轴器(21)包括十字开槽(21a)、锁紧螺钉(21b)；十字开槽(21a)位于刚性联轴器(21)上端和下端，十字开槽(21a)相互垂直分别将其上端和下端分成二等份。

10.根据权利要求9所述的一种高精度测角装置，其特征在于，上端和下端的锁紧螺钉(21b)安装时分别对称拧紧，用于提高刚性联轴器(21)径向定位精度。