一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺的製作方法

2023-10-09 17:42:04 4

專利名稱：一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺的製作方法
技術領域：
本發明屬機械工程測試技術領域，特別涉及一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，適用於毫米波探測裝置及相關產品在運動過程中性能的測試。
背景技術：
毫米波探測裝置測試平臺可模擬毫米波探測裝置的真實工作條件。隨著電子技術的迅速發展，毫米波技術的應用領域越來越廣闊。在民用領域，基於毫米波技術的汽車、船舶、飛機等動力系統防撞已經在歐美高端裝備上開始應用，無人駕駛逐漸步入發展軌道；在工業領域，採用毫米波技術對極限條件下的設備運行狀況進行監測逐步實施。由於受毫米波探測裝置測試平臺的制約，毫米波技術在我國的應用一直比較滯後。如何測試毫米波探測裝置及相關產品在運動過程中的可靠性，是我們長期以來尋求解決的主要問題。

發明內容
本發明的目的，是提供一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，解決毫米波探測裝置及相關產品在運動過程中性能的測試問題。採用的技術方案是:
一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，包括三維運動導軌裝置、旋轉機構、俯仰機構和二個支柱。三維運動導軌裝置，包括第一運動導軌機構、第二運動導軌機構和第三運動導軌機構。第一運動導軌機構，包括第一電機、第一導軌、第一滑塊和第一電機動力傳動組件。第一滑塊扣設在第一導軌的上端面上，第一滑塊有帶內螺紋的絲槓通孔，第一導軌的一端固定連接有齒輪室。第一電機動力傳動組件，包括第一絲槓、第一電機錐齒輪和第一絲槓錐齒輪，第一絲槓裝設在第一導軌內，且與第一滑塊的絲槓通孔螺紋聯結，第一絲槓的無螺紋段伸入到齒輪室內，並裝設有第一絲槓錐齒輪，第一電機固定在齒輪室的側壁上，第一電機的輸出軸穿過齒輪室側壁上的電機軸孔伸入到齒輪室內，第一電機的輸出軸上裝設有第一電機錐齒輪，且第一電機錐齒輪與第一絲槓錐齒輪嚙合。第二運動導軌機構，包括第二電機、第二滑塊、第二導軌和第二電機動力傳動組件；第二導軌固定連接有第二齒輪室，第二電機固定在第二齒輪室的側壁上，第二滑塊扣設在第二導軌上，第二電機動力傳動組件在結構上與第一滑塊動力傳動組件相同，第二滑塊與裝設在第二導軌內的絲槓螺紋聯結。第三運動導軌機構，包括第三電機、第三滑塊、第三導軌和第三電機動力傳動組件，第三導軌固定連接有第三齒輪室，第三電機固定在第三齒輪室的側壁上，第三滑塊扣設在第三導軌上，第三電機動力傳動組件與第一電機動力傳動組件在結構上相同，第三滑塊與裝設在第三導軌內的絲槓螺紋聯結。第一滑塊的上端面與第二導軌的下端面固定連接，且第二導軌與第一導軌垂直，第三導軌豎直設置，第三滑塊的端面與第二滑塊的側壁固定連接，且第三導軌與第二導軌垂直。第一導軌由二個高度能調節的支柱支撐在毫米波探測裝置測試平臺上。第一電機轉動帶動第一電機錐齒輪轉動，從而帶動與第一電機錐齒輪嚙合的第一絲槓錐齒輪轉動，第一絲槓錐齒輪轉動又帶動第一絲槓轉動，第一絲槓轉動則帶動第一滑塊在第一導軌上縱向運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系Y軸方向上運動。同理，第二電機轉動，第二電機帶動第二導軌內部絲槓轉動，第二導軌內部絲槓轉動使第二滑塊在第二導軌上橫向運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系X軸方向上運動。第三電機轉動，第三電機帶動第三導軌內部絲槓轉動，第三導軌內部絲槓轉動迫使第三滑塊在第三導軌上上下運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系Z軸方向上運動。旋轉機構，包括殼體、第四電機、傳動軸錐齒輪、第四電機錐齒輪和傳動軸；殼體固定在第三導軌的下端，第四電機固定在殼體上，第四電機輸出軸穿過殼體上的軸孔伸入殼體內，第四電機錐齒輪裝設在第四電機輸出軸上，傳動軸上端穿過殼體上的傳動軸通孔插入殼體內，傳動軸錐齒輪裝設在傳動軸上，且與第四電機錐齒輪嚙合。第四電機轉動，第四電機通過第四電機輸出軸軸上的第四電機錐齒輪帶動與之嚙合的傳動軸錐齒輪，使傳動軸繞豎直方向旋轉，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系中繞Z軸旋轉。俯仰機構，包括Π形殼體、第五電機、第一齒輪、第二齒輪和固定杆。第五電機固定在Π形殼體左側壁的外壁上，第五電機的輸出軸穿過Π形殼體左側壁上的軸孔，並插入Π形殼體右側壁上的軸孔內，第一齒輪裝設在第五電機的輸出軸上。第二齒輪裝設在被動軸上，被動軸的兩端分別裝入Π形殼體的左側壁和右側壁上的被動軸軸孔內，第二齒輪的直徑大於第一齒輪的直徑。固定杆上端固定在被動軸上，固定杆上設有多個被測裝置固定孔。傳動軸下端與Π形殼體垂直，且固定連接。第一導軌由兩個支柱支撐在測試平臺上。所述高度能調節的支柱，由底座、第一支管、第二支管、第三支管和上支板構成。第一支管的下端固定在底座上，第一支管、第二支管和第三支管上分別有多個限位孔，第二支管下部插入第一支管內，第三支管下部插入第二支管內，上支板固定在第一支管的上端。第二支管和第三支管伸或縮到設定高度後通過定位銷定位。上支板與第一導軌的下端面固定連接。由於三維運動導軌裝置由三組運動導軌構成，可實現毫米波探測裝置在三維空間內的任意運動。旋轉機構可實現毫米波探測裝置在豎直方向上任意角度旋轉。俯仰機構可實現毫米波探測裝置在與豎直方向成任意角度俯仰。二個支柱可實現把毫米波探測裝置固定在測試平臺上。測試平臺可通過三維運動導軌機構、旋轉機構和俯仰機構實現各種毫米波探測裝置模擬五自由度運動，並進行相關性能測試。優點及效果:通過本發明技術方案的實施，能夠在不同高度、不同天氣、不同背景條件下測試毫米波探測裝置是否能正確地探測、識別、跟蹤等，大大方便了毫米波探測裝置的調試和檢測。


圖1是本發明的總體結構示意圖。圖2是高度能調節的支柱結構示意圖。圖3是三維運動導軌機構結構示意圖。圖4是第一導軌機構內部結構示意圖。圖5是旋轉機構結構示意圖。圖6是俯仰機構結構示意圖。
具體實施例方式—種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，包括三維運動導軌裝置7、旋轉機構8、俯仰機構9和二個高度能調節支柱6。三維運動導軌裝置7，包括第一運動導軌機構、第二運動導軌機構和第三運動導軌機構。第一運動導軌機構,包括第一電機16、第一導軌18、第一滑塊17和第一電機動力傳動組件。第一滑塊17扣設在第一導軌18的上端面上，第一滑塊17有帶內螺紋的絲槓通孔，第一導軌18的一端固定連接有第一齒輪室I。第一滑塊動力傳動組件，包括第一絲槓25、第一電機錐齒輪26和第一絲槓錐齒輪27,第一絲槓25裝設在第一導軌18內，且與第一滑塊17的絲槓通孔螺紋聯結，第一絲槓25的無螺紋段伸入到第一齒輪室I內，並裝設有第一絲槓錐齒輪27，第一電機16固定在第一齒輪室I的側壁上，第一電機16的輸出軸28穿過第一齒輪室I側壁上的電機軸孔伸入到第一齒輪室I內，第一電機16的輸出軸28上裝設有第一電機錐齒輪26，且第一電機錐齒輪26與第一絲槓錐齒輪27嚙合。第二運動導軌機構，包括第二電機19、第二滑塊20、第二導軌21和第二電機動力傳動組件；第二導軌21固定連接有第二齒輪室2，第二電機19固定在第二齒輪室2的側壁上，第二滑塊20扣設在第二導軌21上，第二電機動力傳動組件在結構上與第一電機動力傳動組件相同，第二滑塊20與裝設在第二導軌21內的絲槓螺紋聯結。第三運動導軌機構，包括第三電機22、第三滑塊23、第三導軌24和第三電機動力傳動組件，第三導軌21固定連接有第三齒輪室3，第三電機22固定在第三齒輪室3的側壁上，第三滑塊23扣設在第三導軌24上，第三電機動力傳動組件與第一電機動力傳動組件在結構上相同，第三滑塊23與裝設在第三導軌24內的絲槓螺紋聯結。第一滑塊17的上端面與第二導軌21的下端面固定連接，且第二導軌21與第一導軌18垂直，第三導軌24豎直設置，第三滑塊23的端面與第二滑塊20的側壁固定連接，且第三導軌24與第二導軌21垂直。第一導軌18由二個高度能調節的支柱6支撐在毫米波探測裝置測試平臺上。第一電機16轉動帶動第一電機錐齒輪26轉動，從而帶動與第一電機錐齒輪26哨合的第一絲槓錐齒輪27轉動，第一絲槓錐齒輪又帶動第一絲槓25轉動，第一絲槓25轉動則帶動第一滑塊17在第一導軌18上縱向運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系Y軸方向上運動。同理，第二電機19轉動，第二電機19帶動第二導軌21內部絲槓轉動，第二導軌21內部絲槓轉動使第二滑塊20在第二導軌21上橫向運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系X軸方向上運動。第三電機22轉動，第三電機22帶動第三導軌24內部絲槓轉動，第三導軌24內部絲槓轉動迫使第三滑塊在第三導軌24上上下運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系Z軸方向上運動。旋轉機構8，包括殼體4、第四電機30、傳動軸錐齒輪33、第四電機錐齒輪32和傳動軸34 ;殼體4固定在第三導軌24的下端,第四電機30固定在第一殼體4上,第四電機輸出軸31穿過殼體4上的軸孔伸入殼體4內，第四電機錐齒輪32裝設在第四電機輸出軸31上，傳動軸34上端穿過殼體4上的傳動軸通孔插入殼體4內，傳動軸錐齒輪33裝設在傳動軸34上，且與第四電機錐齒輪32嚙合。第四電機30轉動，第四電機30通過第四電機輸出軸31上的第四電機錐齒輪32帶動與之嚙合的傳動軸34上的傳動軸錐齒輪33，使傳動軸34繞豎直方向旋轉，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系中繞Z軸旋轉。俯仰機構9,包括Π形殼體5、第五電機35、第一齒輪37、第二齒輪38和固定杆39。第五電機35固定在Π形殼體5左側壁41的外壁上,第五電機35的輸出軸36穿過Π形殼體5左側壁42上的軸孔插入Π形殼體36右側壁42上的軸孔內，第一齒輪37裝設在第五電機35的輸出軸36上。第二齒輪38裝設在被動軸43上，被動軸43的兩端分別裝入Π形殼體5的左側壁41和右側壁42上的被動軸軸孔內，第二齒輪38的直徑大於第一齒輪37的直徑。固定杆39上端固定在被動軸43上，固定杆39上設有多個被測裝置固定孔40。傳動軸34下端與Π形殼體5垂直，且固定連接。所述高度能調節的支柱6，由底座11、第一支管44、第二支管45、第三支管46和上支板14構成。第一支管44的下端固定在底座11上，第一支管44、第二支管45和第三支管10上分別有多個限位孔13，第二支管45下部插入第一支管44內，第三支管10下部插入第二支管45內，上支板14固定在第一支管44的上端。第二支管45和第三支管10伸或縮到設定高度後通過定位銷15定位。二個高度能調節的支柱6的上支板11分別與第一導軌18的下端面固定連接。
權利要求
1.一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，包括三維運動導軌裝置(7)、旋轉機構(8 )、俯仰機構(9 )和二個支柱(6 )，其特徵在於: 所述的三維運動導軌裝置(7)，包括第一運動導軌機構、第二運動導軌機構和第三運動導軌機構； 第一運動導軌機構，包括第一電機(16)、第一導軌(18)、第一滑塊(17)和第一電機動力傳動組件，第一滑塊(17)扣設在第一導軌(18)的上端面上，第一滑塊(17)有帶內螺紋的絲槓通孔，第一導軌(18)的一端固定連接有第一齒輪室(I)，第一滑塊動力傳動組件，包括第一絲槓(25)、第一電機錐齒輪(26)和第一絲槓錐齒輪(27),第一絲槓(25)裝設在第一導軌(18)內，且與第一滑塊(17)的絲槓通孔螺紋聯結，第一絲槓(25)的無螺紋段伸入到第一齒輪室(I)內，並裝設有第一絲槓錐齒輪(27)，第一電機(16)固定在第一齒輪室(I)的側壁上，第一電機(16)的輸出軸(28)穿過第一齒輪室(I)側壁上的電機軸孔伸入到第一齒輪室(I)內，第一電機(16)的輸出軸(28)上裝設有第一電機錐齒輪(26),且第一電機錐齒輪(26)與第一絲槓錐齒輪(27)嚙合； 第二運動導軌機構，包括第二電機(19 )、第二滑塊(20 )、第二導軌(21)和第二電機動力傳動組件；第二導軌(21)固定連接有第二齒輪室(2)，第二電機(19)固定在第二齒輪室(2)的側壁上，第二滑塊(20)扣設在第二導軌(21)上，第二電機動力傳動組件在結構上與第一電機動力傳動組件相同，第二滑塊(20)與裝設在第二導軌(21)內的絲槓螺紋聯結； 第三運動導軌機構，包括第三電機(22 )、第三滑塊(23 )、第三導軌(24)和第三電機動力傳動組件，第三導軌(21)固定連接有第三齒輪室(3)，第三電機(22)固定在第三齒輪室(3)的側壁上,第三滑塊(23)扣設在第三導軌(24)上,第三電機動力傳動組件與第一電機動力傳動組件在結構上相同，第三滑塊(23)與裝設在第三導軌(24)內的絲槓螺紋聯結； 第一滑塊(17)的上端面與第二導軌(21)的下端面固定連接，且第二導軌(21)與第一導軌(18)垂直，第三導軌(24)豎直設置，第三滑塊(23)的端面與第二滑塊(20)的側壁固定連接，且第三導軌(24)與第二導軌(21)垂直，第一導軌(18)由二個支柱(6)支撐在毫米波探測裝置測試平臺上； 第一電機(16)轉動帶動第一電機錐齒輪(26)轉動，從而帶動與第一電機錐齒輪(26)嚙合的第一絲槓錐齒輪(27)轉動，第一絲槓錐齒輪又帶動第一絲槓(25)轉動，第一絲槓(25)轉動則帶動第一滑塊(17)在第一導軌(18)上縱向運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系Y軸方向上運動，同理，第二電機(19)轉動，第二電機(19)帶動第二導軌(21)內部絲槓轉動，第二導軌(21)內部絲槓轉動使第二滑塊(20)在第二導軌(21)上橫向運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系X軸方向上運動，第三電機(22 )轉動，第三電機(22 )帶動第三導軌(24)內部絲槓轉動，第三導軌(24)內部絲槓轉動迫使第三滑塊在第三導軌(24)上上下運動，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系Z軸方向上運動； 旋轉機構(8)，包括殼體(4)、第四電機(30)、傳動軸錐齒輪(33)、第四電機錐齒輪(32)和傳動軸(34);殼體(4)固定在第三導軌(24)的下端,第四電機(30)固定在第一殼體(4)上，第四電機輸出軸(31)穿過殼體(4)上的軸孔伸入殼體(4)內，第四電機錐齒輪(32)裝設在第四電機輸出軸(31)上，傳動軸(34)上端穿過殼體(4)上的傳動軸通孔插入殼體(4)內，傳動軸錐齒輪(33)裝設在傳動軸(34)上，且與第四電機錐齒輪(32)嚙合，第四電機(30)轉動，第四電機(30)通過第四電機輸出軸(31)上的第四電機錐齒輪(32)帶動與之嚙合的傳動軸(34 )上的傳動軸錐齒輪(33 )，使傳動軸(34 )繞豎直方向旋轉，即模擬毫米波探測裝置在直角坐標系中繞Z軸旋轉； 俯仰機構(9),包括Π形殼體(5)、第五電機(35)、第一齒輪(37)、第二齒輪(38)和固定杆(39),第五電機(35)固定在Π形殼體(5)左側壁(41)的外壁上,第五電機(35)的輸出軸(36)穿過Π形殼體(5)左側壁(42)上的軸孔插入Π形殼體(36)右側壁(42)上的軸孔內，第一齒輪(37)裝設在第五電機(35)的輸出軸(36)上,第二齒輪(38)裝設在被動軸(43)上，被動軸(43)的兩端分別裝入Π形殼體(5)的左側壁(41)和右側壁(42)上的被動軸軸孔內，第二齒輪(38)的直徑大於第一齒輪(37)的直徑,固定杆(39)上端固定在被動軸(43)上，固定杆(39)上設有多個被測裝置固定孔(40)，傳動軸(34)下端與Π形殼體(5)垂直，且固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，其特徵在於:所述支柱(6)，為高度能調節的支柱，由底座(11)、第一支管(44)、第二支管(45)、第三支管(46)和上支板(14)構成，第一支管(44)的下端固定在底座(11)上，第一支管(44)、第二支管(45)和第三支管(10)上分別有多個限位孔(13)，第二支管(45)下部插入第一支管(44)內，第三支管(10)下部插入第二支管(45)內，上支板(14)固定在第一支管(44)的上端，第二支管(45)和第三支管(10)伸或縮到設定高度後通過定位銷(15)定位,上支板(14)與第一導軌(18)的下端面 固定連接。
全文摘要
一種可升降五自由度毫米波探測裝置測試平臺，包括三維運動導軌裝置、旋轉裝置和俯仰機構。三維運動導軌裝置包括第一運動導軌機構、第二運動導軌機構和第三運動導軌機構，並分別能模擬毫米波探測裝置在直角坐標系的Y軸方向、X軸方向和Z軸方向運動。旋轉機構的殼體與第三運動導軌機構中的第三導軌下端固定連接，旋轉機構能繞Z軸旋轉。俯仰機構可實現與豎直方向成任何角度俯仰。優點及效果通過本發明技術方案的實施，能夠在不同高度、不同天氣、不同背景條件下測試毫米波探測裝置是否能正確地探測、識別、跟蹤等，大大方便了毫米波探測裝置的調試和檢測。
文檔編號G01S7/40GK103176176SQ20131008755
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者孟力軍, 張東陽, 杜繼石 申請人:瀋陽理工大學