超声电机行星减速器促动器的设计Word格式.docx
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4.设计促动器的各零部件的配合。
关键词:
超声电机,滚珠丝杠,行星减速器,结构优化
Thedesignoftheultrasonicmotoractuatorsplanetaryreducer
Ultrasonicmotor
ABSTRACT
Radiotelescopeistheusefultoolforthepeopletounderstandthemysteriesoftheuniversethesky
.Andradiotelescopemainreflectorisusuallyhave500metersoralargerdiameter.soagoodactuatordesignisimportant,Itisrelatedtotheproductionofaradiotelescopecost,servicelife,maintenanceofperformanceindicators.
Themaincontentofthispaperisthedesignofmechanicaltransmissionsystemforactuatoranalysis,researchdesignandthemotor,reducer,ballscrew,theactuatorofstructureandotherpartsofthedesign.Thedesignoftheactuatorwithradiotelescopeschoicehasagoodreferencesignificance.
Inthispaper,Thisdesignresearchdirection:
1.Chooseultrasonicmotorastheactuatordrives,combinedwiththeadvantagesofultrasonicmotor,tooptimizethetraditionalactuator,andmotortypeselectionismadeaccordingtothedesignrequirements.
2.
Accordingtotherequirementsoftheactuatordrive,selecttheplanetreducertransmissionsystemtoadjusttherotatespeedandtorque
3.Thecoreoftheballscrewviceasactuatortransmissiondevice,theadvantagesofcalculationoftheballscrewrotationspeedandsize.
4.Thedesignofthecomponentpartsoftheactuator.
Keywords:
ultrasonicmotor,ballscrew,planetarygearreducer,structureoptimization
目 录
前 言
1609年伽利略制造了世界上第一台望远镜,这个简单的小东西是用平凸透镜作为物镜,凹透镜作为目镜。
当它被指向天空时,天文学进入了望远镜时代。
322年后,在美国贝尔实验室出现了能够接收到银河系中心的无线电波的的天线阵,尔后美国人哥鲁特·
雷柏制造了一架半径为4.95米的大型天线,并于1939年接受到来自银河系中心的无线电波,从此第一架射电望远镜诞生。
接下来的近一个世纪的时间里,射电望远镜在不断的发展,为人类了解太空,认识宇宙做出了巨大的贡献。
在宇宙面前,人类始终是渺小的存在,但是正是有了射电望远镜,我们才了解到自我的渺小。
我国也在1960年开始设计建造了第一批射电望远镜,例如在上海和乌鲁木齐分别建有25m口径的射电望远镜,首都超过50m半径的大型射电望远镜,以及不久前上海佘山的65m口径的望远镜。
随着对太空探索的需求,射电望远镜的口径越来越大。
比如德国的超过一百米的射电望远镜,甚至美国的300m以上的阿类西厄射电望远镜等。
但是设计的反射面越来越大的,射电望远镜受到自身重量、风力和温度等因素的影响,主反射面会偏离抛物面的形状,这也会严重降低射电望远镜的效率。
其高频率更会衰减5倍以上严重影响到科学家的工作,因此我们会把射电望远镜切割成三角形、四边形等许多小块。
然后用用一种促动器进行调节,用促动器来补偿这种偏差。
对于促动器的研究,我国虽然起步较晚,但是发展迅速。
如今与国外的某些促动器设计相比,略显落后,所以应设计一种智能促动器,能够微调整个射电望远镜的反射面,是势在必行的。
与传统的促动器相比,新型促动器,应具有以下优点:
(1)利用微机技术可以进行总场控制。
(2)防磁辐射。
(3)可靠性高。
(4)精确定点。
(5)功率重量比大。
(6)承受侧向力(7)防尘防水(8)断电的可以自锁。
本装置的技术要求:
(1)采用直线型传动方式
(2)有效行程是60mm。
(3)最大行程是60mm(4)额定输出力是350N(5)额定输出速度0.3mm/sec(6)定位精度≦±
0.05(7)内部有防转机构。
(8)防护等级IP67(9)使用温度范围-40—+60摄氏度。
(10)抗侧向力负载能力≥6000N(11)垂直破坏负载力≥8000N。
声明:
本次设计的主要偏向于传动系统的设计,控制系统方面的设计作为设计任务交给他人完成。
第1章绪论
1.1智能促动器的研究动态及选题意义
1.1.1国内外研究
射电望远镜在现代社会的科研中起到了非常重要的作用。
是人们观察宇宙太空的一双眼睛,由于科技水平的不同,这双眼睛的锐利与否都是不同的。
在射电望远镜的研究中,我们国家起步较晚,远远落后于美国欧洲等国家,这个受限于机械工业的先进程度以及和国外的先进的力学理论拥有这一定的差距。
目前世界上最先进的射电望远镜都在美国。
美国拥有世界上最大的固定射电望远镜,该望远镜的直径为305米,顶角扫描能达到20度。
它的接收系统非常灵敏,甚至能够接收和区分来自来自400万光年以上的远太空电磁信号。
而且世界上最大孔径的射电望远镜也位于美国,那就是甚大射电望远镜,这是个无线电天线群组,由27个大型的抛物面天线组成,每个天线的直径达到25米,天线的臂长长达2.1公里,呈现的是Y型的排布阵列。
多种不同的组合方式,能够达到的最大基线是36公里。
该望远镜的技术层级领先于世界上任何的射电望远镜,空间识别的分辨率最高可以达到弧秒。
光学成像效果甚至能够达到地面望远镜的程度。
美国还拥有世界上最大的全方位可转动射电望远镜,其探测面能够达到110x110米,其视野方位能够达到观察与地面成5度角的整个天空,更可以可以提供几英寸秒精确的指向精度。
我们国家的射电望远镜远远达不到这样的技术要求,这是我们必须弥补的劣势。
我国自1960年开始着手建造了第一批射电望远镜,时间过去了55年,目前拥有亚洲最大,世界上性能排名第四的上海佘山天文望远镜,这台天文望远镜能够观测100多亿光年以外的天体,对我国的太空探索有这巨大的作用,这台望远镜已经代表这我们国家的天文望远镜技术已经发展到世界前列,而且为了让国际上最尖端的射电望远镜合作设计计划注意到中国,我国正利用贵州的天然地形优势,筹建全球最大的射电望远镜。
这个项目是我国2007年国防部批准建立的口径为500米的球面射电望远镜项目。
望远镜建成后,不仅仅是世界上单口径最大的天文望远镜,并且在未来20年至30年内将持续保持世界上的领先地位。
预期在射电望远镜建成之后,还将把中国空间的测控能力从地球同步轨道一直延伸到太阳系上网外缘,将通讯数据上网速率至少提高100倍。
脉冲星时间到达测量精度会从目前的120纳秒提高为30纳秒,并成为世界上最精确的脉冲星计时器,为自主导航这一前瞻性研究提供强有力的后盾。
同时,射电望远镜还可以进行高分辨率的微波巡视,以1Hz的分辨率诊断并识别微弱的空间信号,同时作为战略雷达为军事安全服务,并且还可跟踪探测物质抛射事件,对天气进行更加准确的预报。
1.1.2选题意义
目前世界上了的大国强国都展开了太空探索和深海探索的竞赛,但是海洋的空间是有限的,而且中国的海洋资源也是比不上欧美等科技先进的国家,所以未来中国发展的舞台就是太空。
那里有着无限的空间的与资源,对于中国来说,探索太空可以了解宇宙演化及其中的各种物理现象和过程;
了解人类和地球生物在宇宙中的地位及意义;
发展各种太空技术并将其运用到各个领域;
探索和占有各种太空资源;
利用太空的极端环境进行各种科学和技术试验;
显示国家的先进和强大。
探索太空有着这样的好处,我们必须牢牢把握住这次航天大时代的机会,但也是兵家必争之地,发展航天工业是迫在眉睫的,工欲善其事,必先利其器,能在射电望远镜的研究上面取得一定的突破,也是一个突破点。
射电望远镜有着两大基本指标。
那就是“分辨率”和“灵敏度”。
灵敏度是指射电望远镜"
最低可测"
的能量值,这个值越低灵敏度越高。
为提高灵敏度常用的办法有降低接收机本身的固有噪声,增大天线接收面积,延长观测积分时间等。
分辨率是指区分两个彼此靠近射电源的能力,分辨率越高就能将越近的两个射电源分开。
那么,怎样提高射电望远镜的分辨率呢?
对单天线射电望远镜来说,天线的直径越大分辨率越高。
而分辨率指的是区分两个彼此靠近的相同点源的能力﹐因为两个点源角距须大于天线方向图的半功率波束宽度时方可分辨﹐故宜将射电望远镜的分辨率规定为其主方向束的半功率宽。
为电波的衍射所限﹐对简单的射电望远镜﹐它由天线孔径的物理尺寸D和波长λ决定。
这两个基本指标都要求射电望远镜的镜面做的足够大,但是如果做成一个超大型的射电望远镜,不仅仅的成本高昂的问题,还有就是要能够做到可以精确的调整望远镜的主反射面,而解决这个难题的办法就是设计一个精度足够高而且结构相对简单的望远镜促动器。
一个巨大的射电望远镜的镜面是由几千个小的镜面拼凑起来的,这就代表着一个望远镜的背后有着上千个促动器在起着调整作用。
射电望远镜的精度就代表着接收型号的清晰与否,所以这就要求这些促动器调整精度非常的高。
有限于我们的国家的机械制造的精度水准低于欧美国家,我们可以采取设计一种智能的促动器,采用电动执行器的技术。
使促动器的配合精度更高,结构简单而且成本更低。
这种促动器的设计研究,可以让我们增加设计经验的同时也可以让射电望远镜的促动器能有更多的选择和参考,与此同时也可能为我国的航天,科研,气象等行业做出贡献。
一个优秀的促动器的设计,可能会为我国望远镜事业的发展做出不小的推动,从而带动其他相关产业的发展。
第2章传动方案的设计
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