ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2007 года по МПК H01Q3/06 

Изобретение относится к области механики и может быть использовано при разработке опорно-поворотных устройств антенных систем без точек опоры в осях вращения, в частности в антенных системах стендов для измерения радиотехнических характеристик обтекателей и других радиопрозрачных защитных устройств.

Известно поворотное устройство для приемопередающей антенны (патент РФ 2255395, кл. H01Q 3/08), содержащее неподвижное основание, первый и второй полые валы, шестеренки, ось вращения антенны по углу места, стол, жестко соединенный со вторым полым валом, двигатель привода курсового угла, двигатель привода угла места, шестеренчатый дифференциал.

Недостатками устройства являются: наличие люфта, невысокая точность и плавность перемещения антенны и нахождение точки опоры в оси вращения по углу места.

Известно устройство для ориентации антенны по азимуту и углу места (патент РФ 2020666, кл. H01Q 3/08), содержащее платформу с возможностью поворота вокруг угломестной оси на азимутальном валу, привод вращения азимутального вала, каретку, установленную на коммуникационной трубе и связанную реечно-зубчатыми передачами с приводом наведения по углу места.

Недостатками устройства являются: наличие люфта, невысокая точность и плавность перемещения антенны и нахождение точки опоры в оси вращения по углу места.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Опорно-поворотное устройство Мукушкина» (патент РФ 2234773, кл. H01Q 3/08), выполненное в виде связанного с объектом и направляющего его по дугам окружностей с единым центром механизма, состоящего из двух вращательных пар, перемещающих объект вокруг вертикальной и горизонтальной осей. Каждая из вращательных пар состоит из дуги, движущейся в кулисе.

Недостатками устройства являются: фиксация дуги в кулисе на элементах скольжения, что дает люфт и деформацию объекта при движении, снижающие точность позиционирования объекта, приводящее к ошибкам при измерениях радиотехнических характеристик, требуется дополнительная мощность приводов на преодоление трения скольжения дуг в кулисах, отсутствуют элементы юстировки положения объекта.

Задачей изобретения является повышение точности измерения радиотехнических характеристик путем повышения точности позиционирования объекта.

Поставленная задача достигается тем, что предложено опорно-поворотное устройство в виде связанного с объектом и направляющего его по дуге окружности механизма, выполненного в виде движущейся в кулисе дуги, отличающееся тем, что дуга имеет ребро жесткости в плоскости, перпендикулярной оси вращения, а кулиса оснащена системой из 9-11 опорных подшипников, установленных на эксцентриках и контактирующих с опорными поверхностями дуги, причем с каждой плоской поверхностью контактируют не менее двух, а с цилиндрической опорной поверхностью не менее трех подшипников, опорная цилиндрическая поверхность дуги поджата к опорным подшипникам посредством подпружиненных подшипников, контактирующих с внутренней поверхностью дуги.

Авторы установили, что выполнение дуги с ребром жесткости обеспечивает более высокую жесткость конструкции, что повышает точность при измерениях.

Также авторы установили, что оснащение кулисы системой из 9-11 опорных подшипников, установленных на эксцентриках и контактирующих с опорными поверхностями дуги, причем с плоскими поверхностями контактируют не менее двух на каждую плоскость, а с цилиндрической опорной поверхностью не менее трех подшипников, опорная цилиндрическая поверхность дуги поджата к опорным подшипникам посредством подпружиненных подшипников, контактирующих с внутренней поверхностью дуги, исключает люфт при перемещении, что повышает точность позиционирования и перемещения объекта, это в свою очередь повышает точность измерения радиотехнических характеристик, требуется привод меньшей мощности, установка опорных подшипников на эксцентриках позволяет использовать их как элементы юстировки положения дуги. Количество опорных подшипников выходит из габаритных размеров объекта, а максимальное количество ограничивается углом поворота объекта.

Установка подпружиненных подшипников исключает люфт в паре дуга-кулиса и снижает требования к точности изготовления внутренней поверхности дуги. Кроме того, устройство позволяет использовать привод меньшей мощности, просто в изготовлении и эксплуатации.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, а на фиг.2 изображена кулиса с системой подшипников.

Опорно-поворотное устройство (фиг.1) состоит из неподвижной кулисы 1 и дуги 2, имеющей ребро жесткости 3 в плоскости, перпендикулярной оси вращения дуги 2, на котором расположено посадочное место 4 для установки объекта. Дуга 2 имеет опорные плоские поверхности 5 и цилиндрическую поверхность 6, и внутреннюю цилиндрическую поверхность 7.

На кулисе 1 (фиг.2) установлены опорные подшипники 8 на эксцентриках 9 и прижимные подшипники 10, подпружиненные пружинами 11 через рычаги 12.

Устройство работает следующим образом: при движении дуги 2, имеющей ребро жесткости 3 в кулисе 1, в опорных подшипниках 8 кулисы 1 вокруг вертикальной оси Z, являющейся геометрической осью опорной цилиндрической поверхности 6, подпружиненные подшипники 10 контактируют с внутренней поверхностью дуги 7, поджимают опорную цилиндрическую поверхность 6 к опорным подшипникам 8, установленным на эксцентриках 9. Совмещение оси опорной цилиндрической поверхности 6 и осей объекта с заданной системой координат достигается изменением положения опорных подшипников 8 с помощью эксцентриков 9.

Предложенное устройство обеспечивает высокую точность измерения радиотехнических характеристик и юстировку устройства за счет выполнения дуги с ребром жесткости и снабжение кулисы системой опорных подшипников. Также устройство позволяет использовать привод меньшей мощности. Кроме того, устройство просто в изготовлении и эксплуатации.

Источники информации

1. Патент РФ 2255395, кл. H01Q 3/08, 25.04.2003 г.

2. Патент РФ 2020666, кл. H01Q 3/08, 21.05.1990 г.

3. Патент РФ 2234773, кл. H01Q 3/08, 31.03.2003 г.

Изобретение может быть использовано при разработке опорно-поворотных устройств антенных систем без точек опоры в осях вращения, в частности в антенных системах стендов для измерения радиотехнических характеристик обтекателей и других радиопрозрачных защитных устройств. Техническим результатом является повышение точности измерения радиотехнических характеристик путем повышения точности позиционирования объекта. Сущность изобретения состоит в том, что опорно-поворотное устройство в виде связанного с объектом и направляющего его по дуге окружности механизма, выполненного в виде движущейся в кулисе дуги, которая снабжена ребром жесткости в плоскости, перпендикулярной оси вращения, а кулиса оснащена системой из 9-11 опорных подшипников, установленных на эксцентриках и контактирующих с плоскими (не менее двух подшипников) и цилиндрической (не менее трех подшипников) опорными поверхностями дуги. Опорная цилиндрическая поверхность дуги поджата к опорным подшипникам посредством подпружиненных подшипников, контактирующих с внутренней цилиндрической поверхностью дуги. 2 ил.

Опорно-поворотное устройство в виде связанного с объектом и направляющего его по дуге окружности механизма, выполненного в виде движущейся в кулисе дуги, отличающееся тем, что дуга имеет ребро жесткости в плоскости, перпендикулярной оси вращения, а кулиса оснащена системой из 9-11 опорных подшипников, установленных на эксцентриках и контактирующих с опорными поверхностями дуги, причем с каждой плоской поверхностью контактируют не менее двух, а с цилиндрической опорной поверхностью не менее трех подшипников, опорная цилиндрическая поверхность дуги поджата к опорным подшипникам посредством подпружиненных подшипников, контактирующих с внутренней поверхностью дуги.