薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天線反射面技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種靜電成形薄膜反射面邊界索位置 微調(diào)與索力測量裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 薄膜反射面是近年來提出的一種新型天線反射面，通過在聚酷亞胺薄膜材料上鍛 一層金屬反射介質(zhì)來達到反射電磁波的目的，其薄膜反射面的成形方法中靜電拉伸成形是 近年來國內(nèi)外研究的熱口，靜電拉伸成形主要通過控制電極面上電勢的大小和分布來實 現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)簡單，形面易于控制。靜電成形薄膜天線由反射面和電極面構(gòu)成，上為反射面，由 若干塊平面膜片采用對拼形式拼接而成，用膠條粘接，反射面邊緣通過裙邊與拉索相連保 證膜面應(yīng)力均勻，可通過調(diào)整邊界拉索徑向位置改變邊界索索力，調(diào)整邊界拉索豎向位置 改變反射面與電極面之間的距離，進而調(diào)整反射面面形，其拉力大小可由拉力傳感器讀出。 因此一種結(jié)構(gòu)簡單、讀數(shù)精確可靠的邊界拉索位置調(diào)整與索力測量裝置是至關(guān)重要的。
[0003] 現(xiàn)有的位置微調(diào)機構(gòu)，如絲桿螺母、螺栓螺母大多難W實現(xiàn)精密的位置調(diào)整，且不 能直觀的獲得調(diào)整量，同時不具備拉力讀取要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝 置，旨在解決現(xiàn)有的位置微調(diào)機構(gòu)，如絲桿螺母、螺栓螺母大多難W實現(xiàn)精密的位置調(diào)整， 且不能直觀的獲得調(diào)整量，同時不具備拉力讀取要求的問題。
[0005] 本發(fā)明是運樣實現(xiàn)的，一種靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量方 法，所述靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量方法包括：
[0006] 測量實驗前，首先考慮到薄膜反射面屬于柔性形面，從而決定采用非接觸式的測 量方法對其進行形面精度測量。其次，由于薄膜的形面精度較高，要求測量儀器具有高測量 精度。因此，測量實驗基于Digimetric軟件建立攝像測量系統(tǒng)，對薄膜反射面模型進行形面 精度測量。
[0007] 攝影測量系統(tǒng)在IOm范圍內(nèi)測量精度可達到0.1mm，相比于天線反射面的形面精 度，能夠滿足測量精度要求。攝影測量系統(tǒng)的基本部件包括:Digimetric攝影測量軟件、1臺 高精度CCD測量相機、兩根大理石測量標(biāo)尺、編碼點和標(biāo)識點。
[000引反射面精度測量前需做的準(zhǔn)備工作有:設(shè)置正確的相機參數(shù)，合理布置編碼點、標(biāo) 志點W及測量標(biāo)尺的位置，合理選擇拍攝站點，有利于保證系統(tǒng)的測量效率。其中，測量標(biāo) 尺起到比例尺的作用，是W大理石為原材料制作，具有極小的熱膨脹系數(shù)，環(huán)境條件的變化 對其長度的影響極小，所W避免了因周圍環(huán)境的變化而導(dǎo)致系統(tǒng)的測量精度下降。
[0009]測量實驗中，采用手持CCD相機在攝站處W自由拍攝的方式進行拍照。為保證系統(tǒng) 圖像處理和解算測量點坐標(biāo)的精度，在拍照時盡可能保證光線明暗適中，拍攝距離大致不 變，而拍攝角度盡量多變，且照片清晰度高;再者，需保證前后2次拍照所得照片中的同名編 碼點不少于5個。拍攝完畢后，將照片導(dǎo)入到測量系統(tǒng)Digimetric軟件，W標(biāo)尺測量所得長 度與其真實長度的比值為尺寸比例，解算標(biāo)志點和編碼點的=維空間坐標(biāo)，實現(xiàn)反射面的 S維重建。最終，通過Digime化ic軟件導(dǎo)出反射面上標(biāo)識點的S維坐標(biāo)，從而計算得到反射 面的形面精度。
[0010] 計算形面精度時，由于攝影測量系統(tǒng)與天線設(shè)計模型坐標(biāo)系不重疊，因而需對標(biāo) 志點的原始坐標(biāo)進行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。建立攝影測量坐標(biāo)系與天線設(shè)計坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，利用 轉(zhuǎn)換后的節(jié)點坐標(biāo)，可W擬合出該天線實物模型的最佳吻合拋物面，并計算其形面精度。
[0011] 測量實驗中，高精度S形力傳感器通過儀表顯示邊界索的拉力值。
[0012] 調(diào)整時，利用計算得到的形面精度W及邊界索的拉力值，運用攝動法通過對邊界 索位置和電壓值進行協(xié)同調(diào)整來改善膜面面形，提高形面精度。
[0013] 薄膜材料本身具有高度的非線性，那么必須交替進行測量和調(diào)整且重復(fù)多次才能 使精度逐漸提高。
[0014] 故而，測量時，邊界索的拉力值通過S型力傳感器和儀表直觀顯示獲取。調(diào)整時，通 過在豎向和徑向上滑塊和導(dǎo)軌的刻度，滑塊利用鎖緊螺母鎖緊，對邊界索進行徑向和豎向 的位置微調(diào)，并通過滑塊和導(dǎo)軌上的刻度直觀獲取邊界索的調(diào)整量。
[0015] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索 力測量方法的靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置，所述靜電成形薄膜反 射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置包括:上管夾、下管夾、徑向微調(diào)滑塊、豎向微調(diào)滑塊、 徑向鎖緊螺母、豎向鎖緊螺母、管夾連接螺栓、S形力傳感器、傳感器連接螺栓、打孔螺栓；
[0016] 該邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置在天線巧架橫桿均勻分布，連接點與巧架中屯、 點連線夾等角，上管夾與下管夾通過螺栓連接，夾緊在橫桿上。
[0017] 所述上管夾的兩端設(shè)置有兩個螺紋通孔，下管夾兩端設(shè)置有有兩個螺紋孔，底部 有高精密的直線燕尾槽導(dǎo)軌，下管夾有刻度，上下管夾通過螺栓連接，夾緊在巧架橫桿上； 徑向微調(diào)滑塊在徑向和豎向兩端都有刻度線，豎向端內(nèi)側(cè)有高精密的直線燕尾槽導(dǎo)軌，下 管夾的燕尾槽導(dǎo)軌與徑向微調(diào)滑塊徑向端配合，豎向微調(diào)滑塊上有一個螺紋通孔，在滑塊 的頂端相連一個轉(zhuǎn)接板，S形力傳感器固定端有兩個沉頭孔，測力端有一個螺紋通孔，豎向 微調(diào)滑塊與S形力傳感器通過螺栓連接。
[0018] 進一步，所述上管夾與下管夾通過螺栓連接，夾緊在天線巧架橫桿上。
[0019] 進一步，豎向微調(diào)滑塊上端轉(zhuǎn)接板與力傳感器通過螺栓連接。
[0020] 進一步，下管夾有等分刻度，最小分度為1毫米。
[0021] 進一步，所述徑向微調(diào)滑塊在徑向和豎向兩端都有刻度線，徑向端上有20個小的 等分刻度，總長19mm，豎向端上的最小分度為1毫米。
[0022] 進一步，所述豎向微調(diào)滑塊上有20個小的等分刻度，總長19毫米。
[0023] 本發(fā)明提供的靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置，提供一種靜 電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置，首先給定一個初始的邊界索位置W及 電極面各區(qū)域電壓值，放置標(biāo)尺，在薄膜反射面上貼標(biāo)識點，通過非接觸式的測量方法對懸 掛好的薄膜反射面進行測量，采用手持相機W自由拍攝的方式進行拍照，拍攝完畢后，將照 片導(dǎo)入測量系統(tǒng)軟件，解算出標(biāo)識點的=維空間坐標(biāo)，通過計算得到反射面的形面精度。高 精度S形力傳感器通過儀表顯示邊界索的拉力值。故而本裝置可W測量得到邊界索的精確 拉力值，并可通過儀表直觀的觀察得到拉力讀數(shù);利用測量得到的目標(biāo)點的=維坐標(biāo)和理 想拋物面的偏差，通過對邊界索位置和電壓值進行協(xié)同調(diào)整來改善膜面面形，提高形面精 度。通過優(yōu)化算法得到一組新的邊界索位置和電極面各區(qū)域的電壓值，繼續(xù)進行測量得到 新的反射面的形面精度，由于薄膜材料本身具有高度的非線性，那么必須交替進行測量和 調(diào)整且重復(fù)多次才能使精度逐漸提高，所W經(jīng)過多次調(diào)整，才能得到理想的形面精度。根據(jù) 每次標(biāo)識點測量得到的=維坐標(biāo)和邊界索拉力值，得到邊界索的位置微調(diào)量和電極面各區(qū) 域新的電壓值，本裝置在豎向和徑向上都有滑塊、導(dǎo)軌。滑塊和導(dǎo)軌上均標(biāo)有刻度，其最小 分度相差0.05毫米，滑塊可沿導(dǎo)軌的燕尾槽壁滑動，滑動到所需刻度位置，利用鎖緊螺母鎖 緊，因此可W對邊界索進行徑向和豎向的位置微調(diào)，微調(diào)精度為0.05毫米。故本裝置可W沿 徑向和豎向進行位置微調(diào)，且微調(diào)量精度達到0.05毫米，并可W通過滑塊和導(dǎo)軌上的刻度 直觀獲取調(diào)整量。本發(fā)明基于位置調(diào)整時出現(xiàn)的零誤差，通過預(yù)先讀取零誤差值，在讀取結(jié) 果基礎(chǔ)上減去零誤差，即為實際結(jié)果；由于工作原理簡單和自身的結(jié)構(gòu)特點使得該邊界索 位置微調(diào)與索力測量裝置具有很高的可靠性和易操作性。
【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明實施例提供的靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置 形面精度測量的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換圖。
[0025] 圖2是本發(fā)明實施例提供的靜電成形薄膜反射面邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置 結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖3是本發(fā)明實施例提供的邊界索位置微調(diào)與索力測量裝置