本發(fā)明涉及一種掃描裝置，尤其是一種太陽輻射計(jì)多軸掃描裝置。
背景技術(shù)：
太陽輻射計(jì)在大氣光學(xué)、氣象研究和空氣污染監(jiān)測中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，在實(shí)際應(yīng)用中，通過測量不同波長的太陽直接輻射特性光譜，可反演出氣溶膠粒子譜和光學(xué)特性等參數(shù)。近期，人們?yōu)榱双@得實(shí)時(shí)性好、精度高、探測范圍大的太陽輻射計(jì)，做出了不懈的努力，如中國發(fā)明專利CN 102722183 B于2014年3月12日公告的一種雙筒多視場太陽光度計(jì)圖像跟蹤系統(tǒng)及算法。該發(fā)明專利中提及的太陽跟蹤轉(zhuǎn)臺由置于底座箱上的俯仰轉(zhuǎn)動臂、水平轉(zhuǎn)動臂和探測器盒組成，其中，俯仰轉(zhuǎn)動臂和水平轉(zhuǎn)動臂中的轉(zhuǎn)軸均由步進(jìn)電機(jī)經(jīng)蝸輪蝸桿帶動；跟蹤太陽時(shí)，系統(tǒng)中的工控機(jī)根據(jù)位于俯仰轉(zhuǎn)動臂和水平轉(zhuǎn)動臂上的探測器盒輸出的限位信號，驅(qū)動俯仰和水平步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，以使探測器盒中的成像光筒始終對著太陽。這種太陽跟蹤轉(zhuǎn)臺雖可用于跟蹤太陽，卻也存在著欠缺之處，首先，傳動結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，蝸輪蝸桿對俯仰軸或方位軸的傳動，均需使用至少5個(gè)滾動軸承，其裝配極其繁瑣，一旦出現(xiàn)傳動故障，需要將蝸桿、蝸輪及軸承全部拆卸進(jìn)行檢查，極易造成蝸桿失效及影響蝸輪蝸桿的嚙合精度；其次，裝拆的不便，不利于對其進(jìn)行日常的維護(hù)保養(yǎng)；再次，沒有防雨防塵的功能，當(dāng)在外場監(jiān)測遇到諸如雨雪、沙塵等惡劣天氣時(shí)，需專業(yè)人員進(jìn)行維護(hù)，使其不能用于野外無人探測的場合。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的欠缺之處，提供一種傳動結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，維護(hù)便捷，可用于野外無人探測的太陽輻射計(jì)多軸掃描裝置。
為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為：太陽輻射計(jì)多軸掃描裝置由置于箱座上的觀測部件、俯仰掃描部件和方位掃描部件組成，其中，觀測部件經(jīng)轉(zhuǎn)軸動配合連接于俯仰掃描部件的U型支架的兩端間，U型支架與方位掃描部件的方位轉(zhuǎn)軸連接，特別是，
所述U型支架的一端固定連接有諧波減速器和第一步進(jìn)電機(jī)，所述諧波減速器的輸入軸與第一步進(jìn)電機(jī)軸同軸套接、輸出軸與左俯仰轉(zhuǎn)軸同軸套接，所述左俯仰轉(zhuǎn)軸的另一端與觀測部件固定連接；
所述U型支架的另一端固定連接有軸承座，所述軸承座與調(diào)心球軸承的外圈過渡配合連接，且軸承座經(jīng)軸承外壓圈與調(diào)心球軸承的外圈抵觸連接，所述調(diào)心球軸承的內(nèi)圈與右俯仰轉(zhuǎn)軸過渡配合連接，且右俯仰轉(zhuǎn)軸經(jīng)軸承內(nèi)壓圈與調(diào)心球軸承的內(nèi)圈抵觸連接，所述右俯仰轉(zhuǎn)軸與觀測部件經(jīng)第一螺釘固定連接；
所述左俯仰轉(zhuǎn)軸與諧波減速器的殼體間、右俯仰轉(zhuǎn)軸與軸承座間置有防雨軸套，所述固定連接有諧波減速器和第一步進(jìn)電機(jī)，以及軸承座的U型支架處罩有防塵罩；
所述U型支架的底部經(jīng)第二螺釘與方位轉(zhuǎn)軸固定連接；
所述方位轉(zhuǎn)軸為帶有與箱座上的凸圈動配合連接的密封溝槽的轉(zhuǎn)軸，所述帶有密封溝槽的轉(zhuǎn)軸與方位掃描部件的中空旋轉(zhuǎn)平臺的輸出軸同軸套接，所述中空旋轉(zhuǎn)平臺的輸入軸與第二步進(jìn)電機(jī)軸同軸套接。
作為太陽輻射計(jì)多軸掃描裝置的進(jìn)一步改進(jìn)：
優(yōu)選地，諧波減速器與U型支架靜配合連接。
優(yōu)選地，第一步進(jìn)電機(jī)經(jīng)其上的步進(jìn)電機(jī)座和第三螺釘與諧波減速器固定連接。
優(yōu)選地，軸承座與U型支架靜配合連接。
優(yōu)選地，軸承外壓圈與軸承座間經(jīng)螺紋連接。
優(yōu)選地，軸承內(nèi)壓圈與右俯仰轉(zhuǎn)軸間經(jīng)螺紋連接。
本發(fā)明經(jīng)實(shí)際測量，其主要的技術(shù)指標(biāo)為：
俯仰掃描的范圍為-45°～+180°，精度優(yōu)于0.005°，定位精度優(yōu)于0.01°。
方位掃描的范圍為-180°～+180°，精度優(yōu)于0.005°，定位精度優(yōu)于0.01°。
相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：
采用這樣的結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的傳轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)均既簡單、實(shí)用——俯仰傳動僅需安裝1個(gè)軸承、方位傳動不需另行安裝軸承就可實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的軸系傳動；又使各傳轉(zhuǎn)動機(jī)件均具備了模塊化的特性，極便于各機(jī)件的裝拆，不僅利于提高裝配的精度，也易于日常的維護(hù)保養(yǎng)；還由于諧波減速器的高精度傳動特性及調(diào)心球軸承具有的調(diào)心特性，提高了觀測部件的俯仰掃描精度，杜絕了俯仰轉(zhuǎn)軸與軸承座間不同軸對其掃描精度的影響；更因防雨軸套、防塵罩和方位轉(zhuǎn)軸上帶有的密封溝槽，而使其具有了防塵防雨的性能，進(jìn)而使其可廣泛地應(yīng)用于野外無人場合對太陽的高精度跟蹤探測。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一種基本結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
參見圖1，太陽輻射計(jì)多軸掃描裝置的構(gòu)成如下：
觀測部件11、俯仰掃描部件和方位掃描部件依次置于箱座1上，其中，觀測部件11經(jīng)轉(zhuǎn)軸動配合連接于俯仰掃描部件的U型支架4的兩端間，U型支架4與方位掃描部件的方位轉(zhuǎn)軸連接，具體的連接關(guān)系如下：
俯仰掃描部件的U型支架4的一端固定連接有諧波減速器5和第一步進(jìn)電機(jī)7；其中，諧波減速器5與U型支架4靜配合連接，第一步進(jìn)電機(jī)7經(jīng)其上的步進(jìn)電機(jī)座8和第三螺釘6與諧波減速器5固定連接。諧波減速器5的輸入軸與第一步進(jìn)電機(jī)7軸同軸套接、輸出軸與左俯仰轉(zhuǎn)軸10同軸套接，左俯仰轉(zhuǎn)軸10的另一端與觀測部件11固定連接。
U型支架4的另一端固定連接有軸承座14；其中，軸承座14與U型支架4靜配合連接。軸承座14與調(diào)心球軸承15的外圈過渡配合連接，且軸承座14經(jīng)軸承外壓圈16與調(diào)心球軸承15的外圈抵觸連接；其中的軸承外壓圈16與軸承座14間經(jīng)螺紋連接。調(diào)心球軸承15的內(nèi)圈與右俯仰轉(zhuǎn)軸13過渡配合連接，且右俯仰轉(zhuǎn)軸13經(jīng)軸承內(nèi)壓圈17與調(diào)心球軸承15的內(nèi)圈抵觸連接；其中的軸承內(nèi)壓圈17與右俯仰轉(zhuǎn)軸13間經(jīng)螺紋連接。右俯仰轉(zhuǎn)軸13與觀測部件11經(jīng)第一螺釘12固定連接。
左俯仰轉(zhuǎn)軸10與諧波減速器5的殼體間、右俯仰轉(zhuǎn)軸13與軸承座14間置有防雨軸套9。固定連接有諧波減速器5和第一步進(jìn)電機(jī)7，以及軸承座14的U型支架4處罩有防塵罩3。
俯仰掃描部件的U型支架4的底部經(jīng)第二螺釘18與方位轉(zhuǎn)軸固定連接。
方位轉(zhuǎn)軸為帶有與箱座1上的凸圈動配合連接的密封溝槽的轉(zhuǎn)軸2，該帶有密封溝槽的轉(zhuǎn)軸2與方位掃描部件的中空旋轉(zhuǎn)平臺19的輸出軸同軸套接，中空旋轉(zhuǎn)平臺19的輸入軸與第二步進(jìn)電機(jī)20軸同軸套接。
使用時(shí)，第一步進(jìn)電機(jī)7在接到驅(qū)動信號后，將轉(zhuǎn)矩經(jīng)諧波減速器5傳遞至觀測部件11，并在調(diào)心球軸承15的支撐下，實(shí)現(xiàn)觀測部件11的俯仰掃描；第二步進(jìn)電機(jī)20在接到驅(qū)動信號后，將轉(zhuǎn)矩經(jīng)中空旋轉(zhuǎn)平臺19和帶有密封溝槽的轉(zhuǎn)軸2傳遞至俯仰掃描部件的U型支架4，實(shí)現(xiàn)觀測部件11的方位掃描。防雨軸套9、防塵罩3和帶有密封溝槽的轉(zhuǎn)軸2實(shí)現(xiàn)了防雨和防塵。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的太陽輻射計(jì)多軸掃描裝置進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。