立式极化线栅生产装置

摘要

本发明涉及一种立式极化线栅生产装置，属于微波辐射及微波遥感领域。由基座、旋转进给机构、导向机构、电机驱动系统、限位保护机构以及张力稳定机构组成；基座起到支撑固定作用；旋转线框在伺服电机的驱动下完成旋转运动；张力稳定机构保持丝线张力稳定的同时完成放线动作；导向机构的滚珠丝杠螺母副在伺服电机的驱动下带动张力稳定机构沿着直线轴承的导向轴运动，它们共同实现Z方向的进给运动。优点在于：结构简单、制造成本低、生产效率高，为毫米波段极化线栅的国产化开辟了新路径，弥补了国内在极化线栅制备仪器方面的不足。

说明书

技术领域

本发明涉及微波辐射计及微波遥感领域，特别涉及一种立式极化线栅生产装置，是一种专门用来生产对电磁波进行极化分离的，具有宽频带、低损耗等特点，在微波、毫米波、亚毫米波以及远红外波段应用广泛的极化线栅的装置。

背景技术

微波辐射计是一种被动接收物体辐射信号的微波遥感器，在大气水汽探测、海洋风场探测、陆地资源探测、军事侦测以及日常生活中正发挥着重要的作用；微波辐射计首先需要测量目标微波辐射的垂直极化辐射亮温和水平极化辐射亮温这两个参数，然后才能进行数据反演；为了得到垂直和水平极化辐射亮温，不得不运用极化器对目标微波辐射进行极化分离；在我国“高分一号”卫星、FY-3号“微波湿度计”及国家空间中心微波遥感部研制的“全极化微波辐射计定标源”等都运用了一种低损耗的极化器——极化线栅，它在微波毫米波段应用尤其广泛。

目前，我国使用的极化线栅大多数为进口极化线栅，价格昂贵；而国内加工线栅的方法主要以人工缠绕为主，精度较低，生产周期较长；同时，国内外的缠绕机主要应用在纺织排线、电子元器件、线切割等，控制变量较为单一，且精度相对较低；因此，研制一台极化线栅的自动化缠绕加工装置显得极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立式极化线栅生产装置，解决了现有技术存在的上述问题。满足国内对极化线栅生产装置的需求，为毫米波段极化线栅的国产化开辟了新路径，弥补我国在这一领域的空白。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

立式极化线栅生产装置，包括基座、旋转进给机构、导向机构、电机驱动系统、限位保护机构以及张力稳定机构，其中，所述基座由底座1、电机支座6、伺服张力器支座13组成，所述底座1通过地脚螺栓固定在平面上，电机支座6和伺服张力器支座13分别通过螺钉紧固在底座1上；

所述旋转进给机构由伺服电机Ⅰ4、减速机3、旋转线框2组成，所述伺服电机Ⅰ4的输出轴与减速机3的输入轴连接从而驱动减速机3，减速机3的输出轴通过凸缘联轴器与旋转线框2上部框架连接，驱动旋转线框2旋转，实现线框的旋转进给运动，减速机3通过螺钉紧固在底座1上；

所述导向机构由伺服电机Ⅱ5、滚珠丝杠螺母副8、直线轴承7组成，所述滚珠丝杠螺母副8和直线轴承7的导向光轴两端分别通过轴承装配在轴承座上，两轴承座分别通过圆柱销定位，并通过螺钉紧固在底座1上；伺服电机Ⅱ5通过螺钉固定在电机支座6上；伺服电机Ⅱ5与滚珠丝杠8通过刚性联轴器直连，带动滚珠丝杠螺母副8转动，使固定在滚珠丝杠螺母副8上的钼丝导向及张力缓冲机构9沿着直线轴承7的导向光轴做直线进给运动；

所述电机驱动系统由伺服电机Ⅰ4、伺服电机Ⅱ5组成；

所述限位保护机构由分别安装在滚珠丝杠螺母副8两端轴承座上的两个行程开关11组成；

所述张力稳定机构由钼丝导向及张力缓冲机构9、伺服张力器10、阻尼线盘12组成，所述钼丝导向及张力缓冲机构9通过螺钉紧固在滚珠丝杠螺母副8和直线轴承7上，伺服张力器10和阻尼放线盘12分别通过螺钉紧固在伺服张力器支架13上。

所述的钼丝导向及张力缓冲机构9包括主支座91、副支座92、双螺母93、减震弹簧94、减震螺栓95、减震轮96、换向轮97、压线轮98、限位轮99、导向轮Ⅰ910、导向轮Ⅱ911，所述导向轮Ⅰ910、导向轮Ⅱ911安装在主支座91上，导向轮Ⅰ、Ⅱ910、911工作时端面位于同一平面内，并且回转中心平行，可有效的保证钼丝工作过程中的指向精度和稳定性。副支座92通过内六角螺栓紧固定在主支座91上，减震轮96安装在减震螺栓95上，减震螺栓95穿过副支座92的孔，该孔配合减震螺栓95以限制减震螺栓95绕自身轴线转动，减震弹簧94套在减震螺栓95上，一端顶在副支座92上，另一端通过双螺母93锁紧，在钼丝张力和减震弹簧94的作用下减震轮96和减震螺栓95可沿减震螺栓95的轴线作往复运动。通过调节双螺母的位置可调节减震弹簧94的伸缩量调节弹簧的拉力，也可通过更换不同弹性系数的弹簧来调节弹簧拉力；换向轮97、压线轮98和限位轮99分别通过螺栓紧固在副支座2上且可以绕自身轴线转动；钼丝由换向轮97进入张力缓冲机构，依次通过压线轮98、限位轮99、减震轮96并最终通过导向机构的一对导向轮Ⅰ、Ⅱ910、911。

所述的减震螺栓95的螺纹部分是削边的。

本发明的有益效果在于：立式结构简单、轻便、占用空间小；矩形旋转线框能直接加工出需要的极化线栅平面，避免了繁琐的后处理工序；滚珠丝杠和直线轴承组合的直线进给系统有效的避免了“低速爬行”现象，提高了运动精度和运动平稳性；用机械装置代替传统的手工缠绕方式既提高了生产效率，又能有效的保证产品的质量。

本发明采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副通过刚性联轴器直连提高进给传动系统的传动精度和传动刚度，并且大大简化了连接件的机械结构；直线轴承是一种直线运动系统，用于直线行程与圆柱轴配合使用。由于承载球与轴承外套点接触，动、静摩擦系数相当接近，钢球以最小的摩擦阻力滚动，低速运动时一般不会有爬行现象，因此直线轴承具有摩擦小，且比较稳定，不随轴承速度而变化，能获得灵敏度高、精度高的平稳直线运动，可有效的保证极化线栅对平面度、线等间距的技术要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的轴测结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的主视结构示意图；

图4为本发明的左视结构示意图；

图5为本发明的钼丝导向及张力缓冲机构的轴测结构示意图；

图6为本发明的钼丝导向及张力缓冲机构的仰视结构示意图；

图7为本发明的钼丝导向及张力缓冲机构的主视结构示意图；

图8为本发明的钼丝导向及张力缓冲机构的左视结构示意图。

图中：1、底座；2、旋转线框；3、减速机；4、伺服电机Ⅰ；5、伺服电机Ⅱ；6、电机支座；7、直线轴承；8、滚珠丝杠螺母副；9、钼丝导向及张力缓冲机构；10、伺服张力器；11、行程开关；12、阻尼线盘；13、伺服张力器支座；91、主支座；92、副支座；93、双螺母；94、减震弹簧；95、减震螺栓；96、减震轮；97、换向轮；98、压线轮；99、限位轮；910、导向轮Ⅰ；911、导向轮Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图4所示，本发明的立式极化线栅生产装置，极化线栅线框做旋转进给运动，放线装置即钼丝导向及张力缓冲机构做直线进给运动。结构包括包括基座、旋转进给机构、导向机构、电机驱动系统、限位保护机构以及张力稳定机构，其中，所述基座由底座1、电机支座6、伺服张力器支座13组成，所述底座1通过地脚螺栓固定在平面上，电机支座6和伺服张力器支座13分别通过螺钉紧固在底座1上；

所述旋转进给机构由伺服电机Ⅰ4、减速机3、旋转线框2组成，所述伺服电机Ⅰ4的输出轴与减速机3的输入轴连接从而驱动减速机3，减速机3的输出轴通过凸缘联轴器与旋转线框2上部框架连接，驱动旋转线框2旋转，实现线框的旋转进给运动，减速机3通过螺钉紧固在底座1上；

所述导向机构由伺服电机Ⅱ5、滚珠丝杠螺母副8、直线轴承7组成，所述滚珠丝杠螺母副8和直线轴承7的导向光轴两端分别通过轴承装配在轴承座上，两轴承座分别通过圆柱销定位，并通过螺钉紧固在底座1上；伺服电机Ⅱ5通过螺钉固定在电机支座6上；伺服电机Ⅱ5与滚珠丝杠8通过刚性联轴器直连，带动滚珠丝杠螺母副8转动，使固定在滚珠丝杠螺母副8上的钼丝导向及张力缓冲机构9沿着直线轴承7的导向光轴做直线进给运动；

所述电机驱动系统由伺服电机Ⅰ4、伺服电机Ⅱ5组成；

所述限位保护机构由分别安装在滚珠丝杠螺母副8两端轴承座上的两个行程开关11组成；

所述张力稳定机构由钼丝导向及张力缓冲机构9、伺服张力器10、阻尼线盘12组成，所述钼丝导向及张力缓冲机构9通过螺钉紧固在滚珠丝杠螺母副8和直线轴承7上，伺服张力器10和阻尼放线盘12分别通过螺钉紧固在伺服张力器支架13上。

参见图5至图8所示，所述的钼丝导向及张力缓冲机构9包括主支座91、副支座92、双螺母93、减震弹簧94、减震螺栓95、减震轮96、换向轮97、压线轮98、限位轮99、导向轮Ⅰ910、导向轮Ⅱ911，所述导向轮Ⅰ910、导向轮Ⅱ911安装在主支座91上，导向轮Ⅰ、Ⅱ910、911具有极高的回转精度和极高的端面圆跳动精度，一对导向轮Ⅰ、Ⅱ910、911工作时端面位于同一平面内，并且回转中心平行，可有效的保证钼丝工作过程中的指向精度和稳定性。副支座92通过内六角螺栓紧固定在主支座91上，减震轮96安装在减震螺栓95上，减震螺栓95穿过副支座92的孔，该孔配合减震螺栓95以限制减震螺栓95绕自身轴线转动，减震弹簧94套在减震螺栓95上，一端顶在副支座92上，另一端通过双螺母93锁紧，在钼丝张力和减震弹簧94的作用下减震轮96和减震螺栓95可沿减震螺栓95的轴线作往复运动。通过调节双螺母的位置可调节减震弹簧94的伸缩量调节弹簧的拉力，也可通过更换不同弹性系数的弹簧来调节弹簧拉力；换向轮97、压线轮98和限位轮99分别通过螺栓紧固在副支座2上且可以绕自身轴线转动；当钼丝的张力出现波动时，减震轮96会在这个力的作用下带动减震螺栓95沿其自身轴线作往复运动，此时减震弹簧94的伸缩量会发生变化吸收引起钼丝波动的能量以达到减震的效果。钼丝由换向轮97进入张力缓冲机构，依次通过压线轮98、限位轮99、减震轮96并最终通过导向机构的一对导向轮Ⅰ、Ⅱ910、911。

所述的减震螺栓95的螺纹部分是削边的。

以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。