一種適用于支撐光電跟蹤設備的調平機構

陳仁濤 張鵬

摘 要：根據某項目需求，為保證光電跟蹤設備的測量精度，在光電跟蹤設備基座基準面和安裝支架聯接平面處需設計調平機構，實現設備基準面水平。鑒于項目對結構件尺寸重量的限制，必須采用手動調平的方式，而傳統手動式調平機構的調平精度低，抗傾覆能力也很弱。文章設計了一種手動調平機構，該調平機構抗傾覆能力較強，且能夠滿足設備基準面的高精度水平要求。

關鍵詞：光電跟蹤設備；高精度；調平機構

中圖分類號：TN29 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0069-02

Abstract： According to the requirements of a certain project， in order to ensure the measurement accuracy of the photoelectric tracking equipment， it is necessary to design a leveling mechanism at the base datum of the optoelectronic tracking equipment and the connecting plane of the mounting bracket to realize the datum level of the equipment. In view of the limitation of the size and weight of the structural parts， the manual leveling method must be adopted， while the leveling accuracy of the traditional manual leveling mechanism is low and the anti-overturning ability is also very weak. In this paper， a manual leveling mechanism is designed， which has strong anti-overturning ability and can meet the requirements of high precision level of equipment datum.

Keywords： photoelectric tracking equipment； high precision； leveling mechanism

引言

光電跟蹤設備由光電有效載荷（攝像機等）和穩定平臺兩大部分組成。在穩定平臺上安裝有效光電載荷，通過驅動控制指令實現光電載荷對目標進行捕獲、跟蹤和瞄準。為實現光電跟蹤設備穩像平臺高精度的調平，在光電跟蹤設備安裝面和基座安裝面間需設計調平機構，以實現穩定平臺基準面水平。三點確定一個平面， 三點調平是最容易實現的[1]。故本文設計了一種基于三點調平原理的調平機構，實現了要求的功能，經過試驗，滿足系統指標要求。

1 理論分析與設計

1.1 設計指標

光電跟蹤設備總重：25kg

獨立機構重量：≤10kg

調平精度：<1′

1.2 調平機構設計

根據三點調平原理及設備安裝要求，利用Creo軟件設計了如圖1所示的楔鐵式調平機構：通過調節螺釘來調整光電跟蹤設備的安裝面，當雙軸測角儀顯示的數值在可接受精度范圍內時，擰緊固定螺釘，保證設備安裝面的水平度不變。

1.3 重量分析

在Cero模型中添加材料信息，計算出各零部件模型重量如表1。

根據表1估算，調平機構總質量為5.172kg，符合指標要求。

1.4 精度分析

調平機構每個調平腿都通過楔鐵式調平塊進行調節，楔鐵式調平塊如圖2所示，為保證調平機構的靈敏度，其傾角不宜過大，本機構傾角定為5°。

圖2所示為調整塊的兩個極限狀態，兩極限狀態間調整塊水平方向的行程為25.5mm，豎直方向上楔塊移動2.231mm。

對整個安裝面來說，其支點布局如圖3所示：

故調平機構調節范圍為

2.231/189×180/π=40.580′

要求調節精度為1′，取調平精度的一半作為每次允許的可調精度。則每次上滑塊垂直方向的移動量為

0.5/60×π/180×189=0.027mm

其水平位移量為

0.027×25.5/2.231=0.309mm

調節螺釘螺紋為M5×0.8，楔塊傾斜角為5°，則需要調節螺釘轉過的角度為

0.309×360/0.8=139.05°

由此可看出，人工調節時調節螺釘每次轉過角度不超過139.05°，則該調平機構滿足設備的調平精度要求。

1.5 調整塊強度分析

楔塊滑動過程中，接觸面積最小時，斜面所受壓力最大，計算接觸面積時，可先求出上下楔塊水平投影面的重疊面積，然后按下式計算：

2 結論

根據指標要求，利用Creo軟件設計了調平角度不小于40′，調平精度1′的高精度楔鐵式調平機構，并在實際項目中得以應用。

參考文獻：

[1]楊學惠.某米波情報雷達天線座車自動調平系統設計[J].電子機械工程，2008，24（1）：34-36.

[2]高福暉.機械零件強度許用值新標準及大型經緯儀機械設計

[M].成都：成都科技大學出版社，1998.