升降台和柔性组件设计

2017-04-18 14:18:20 浏览

升降台和柔性组件设计

升降台和柔性组件设计

为利于高度和倾斜的调整,采用三个升降台(前面两个,后面一个),为清楚地调整实际距离,每个升降台安装了一个光栅尺,通过采集卡,计算机显示每个升降台移动的实际位移。

在调整过程中,为避免刚性的运动,采用柔性球脚组件实现柔性的运动,并且柔性球杆与压盖的间隙大小也决定了倾斜和偏摆角度的大小。

柔性球脚组件有平面座、V形座、球形座三种形式。

升降台由步进电机驱动,由四根线性轴承的导轨辅助,10:1的蜗轮蜗杆减速箱实现直线运动。

位移台和旋转台设计

位移台实现左右位移的调整,满足真空罐空间位置的需要,因为一般空间遥感器检测-1,0,1三个视场,所以位移台满足三个位置调整的需要,在每个位置进行CCD成像检测。

为避免电机在真空环境下放电打火,采用带编码器的松下交流无刷电机、导轨副和丝杠来完成,两端装有电限位开关和机械限位保证运行的安全,侧面装有支撑脚,实验时落在真空罐内小车的导轨上,并且进行固紧,防止倾倒。

轴承和电机的润滑采用低挥发性的润滑脂。

旋转台通过螺钉安装在位移台上,由涡轮蜗杆、轴系、轴承、台面、圆光栅编码器和松下交流无刷电机组成,实现±45°的转动范围,转动精度2″,2″是显示精度,即显示分辨率。

由外控电控进行控制,屏幕显示相对于零点的位置。

在运转部件中加入阻尼件,为防止旋转台超出范围,造成相撞的危险,安装电限位和机械限位。

驱动能力与力矩计算

对于计算速率位置转台的最大力矩参数时,在没有给定最大加速度的情况下,一般最小按照200°/s2计算所需的最大力矩,如果给出最大加速度,则按最大加速度计算。

电机选择峰值力矩大于等于2~3倍计算力矩,当电机过大时,一般按不超过70%电机峰值力矩选择。

该转台的力矩电机力矩选择根据公式M=J*a,其中J为转动惯量,a为角加速度。

该热光学真空全钢实验台的创新之处在于实现真空罐外的自动控制,完成光学载荷的热光学实验的姿态调整功能;通过采用球脚组件实现柔性支撑,避免运动时产生刚性卡死现象;通过采用低挥发性的润滑脂,实现运动润滑的机构在真空环境下产生的挥发性降到最低,避免对光学系统反射镜的污染;采用主动和被动热控措施实现真空环境下冷焊和部件出现变形的问题。

整个全钢实验台的驱动通过编码器或者光栅尺实现位置反馈,达到精准的定位。

通过整体结构部件的加工、装配、运转灵活,通过对载荷的热光学真空实验验证,能够满足调整精度的要求。