一种适用于支撑光电跟踪设备的调平机构

陈仁涛 张鹏

摘 要：根据某项目需求，为保证光电跟踪设备的测量精度，在光电跟踪设备基座基准面和安装支架联接平面处需设计调平机构，实现设备基准面水平。鉴于项目对结构件尺寸重量的限制，必须采用手动调平的方式，而传统手动式调平机构的调平精度低，抗倾覆能力也很弱。文章设计了一种手动调平机构，该调平机构抗倾覆能力较强，且能够满足设备基准面的高精度水平要求。

关键词：光电跟踪设备；高精度；调平机构

中图分类号：TN29 文献标志码：A 文章编号：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

光电跟踪设备由光电有效载荷（摄像机等）和稳定平台两大部分组成。在稳定平台上安装有效光电载荷，通过驱动控制指令实现光电载荷对目标进行捕获、跟踪和瞄准。为实现光电跟踪设备稳像平台高精度的调平，在光电跟踪设备安装面和基座安装面间需设计调平机构，以实现稳定平台基准面水平。三点确定一个平面， 三点调平是最容易实现的[1]。故本文设计了一种基于三点调平原理的调平机构，实现了要求的功能，经过试验，满足系统指标要求。

1 理论分析与设计

1.1 设计指标

光电跟踪设备总重：25kg

独立机构重量：≤10kg

调平精度：<1′

1.2 调平机构设计

根据三点调平原理及设备安装要求，利用Creo软件设计了如图1所示的楔鐵式调平机构：通过调节螺钉来调整光电跟踪设备的安装面，当双轴测角仪显示的数值在可接受精度范围内时，拧紧固定螺钉，保证设备安装面的水平度不变。

1.3 重量分析

在Cero模型中添加材料信息，计算出各零部件模型重量如表1。

根据表1估算，调平机构总质量为5.172kg，符合指标要求。

1.4 精度分析

调平机构每个调平腿都通过楔铁式调平块进行调节，楔铁式调平块如图2所示，为保证调平机构的灵敏度，其倾角不宜过大，本机构倾角定为5°。

图2所示为调整块的两个极限状态，两极限状态间调整块水平方向的行程为25.5mm，竖直方向上楔块移动2.231mm。

对整个安装面来说，其支点布局如图3所示：

故调平机构调节范围为

2.231/189×180/π=40.580′

要求调节精度为1′，取调平精度的一半作为每次允许的可调精度。则每次上滑块垂直方向的移动量为

0.5/60×π/180×189=0.027mm

其水平位移量为

0.027×25.5/2.231=0.309mm

调节螺钉螺纹为M5×0.8，楔块倾斜角为5°，则需要调节螺钉转过的角度为

0.309×360/0.8=139.05°

由此可看出，人工调节时调节螺钉每次转过角度不超过139.05°，则该调平机构满足设备的调平精度要求。

1.5 调整块强度分析

楔块滑动过程中，接触面积最小时，斜面所受压力最大，计算接触面积时，可先求出上下楔块水平投影面的重叠面积，然后按下式计算：

2 结论

根据指标要求，利用Creo软件设计了调平角度不小于40′，调平精度1′的高精度楔铁式调平机构，并在实际项目中得以应用。

参考文献：

[1]杨学惠.某米波情报雷达天线座车自动调平系统设计[J].电子机械工程，2008，24（1）：34-36.

[2]高福晖.机械零件强度许用值新标准及大型经纬仪机械设计

[M].成都：成都科技大学出版社，1998.