三軸雷達(dá)仿真轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（全套）2012本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
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- 第1章 緒 論
1.1 課題背景
遠(yuǎn)古時(shí)代，人類的祖先面對(duì)著充滿神秘色彩的天空，編織出許多美麗、動(dòng)人的神話、傳說(shuō)故事。這些故事經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)代人的流傳，便真有了冒險(xiǎn)者，不惜生命代價(jià)嘗試原始的飛行探險(xiǎn)。
1903年12月17日，萊特兄弟第一架動(dòng)力飛機(jī)的試飛成功，使人類飛行的夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。但是人類并沒(méi)有為此而滿足，他們將眼光瞄準(zhǔn)了更遙遠(yuǎn)的宇宙空間。1926年3月16日，美國(guó)人戈達(dá)德制成了世界首枚液體火箭。1957年蘇聯(lián)衛(wèi)星首次進(jìn)入太空。1969年7月20日，阿波羅11號(hào)飛船登月成功。1981年4月12日，世界上第一架航天飛機(jī)哥倫比亞號(hào)發(fā)射。從此人類進(jìn)入了宇宙探險(xiǎn)時(shí)代。最早，飛行器上天之前要用許多實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，這樣不僅造成許多財(cái)力、物力、和人力的浪費(fèi)，而且有限的實(shí)驗(yàn)所獲得的規(guī)律也不是十分的準(zhǔn)確，其中存在很大的偶然性。隨著人類航天活動(dòng)的越來(lái)越頻繁，對(duì)設(shè)備的可靠性及經(jīng)濟(jì)性的要求也越來(lái)越高。尤其是近幾年來(lái)幾次重大的航天飛行事故促使人們對(duì)以往的實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行了深刻的反省，開(kāi)始了仿真測(cè)試設(shè)備的研究，仿真轉(zhuǎn)臺(tái)就是在這樣的背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的。二十世紀(jì)七十年代后，計(jì)算機(jī)尤其是數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展為仿真技術(shù)提供了更高的技術(shù)基礎(chǔ)。現(xiàn)在仿真轉(zhuǎn)臺(tái)已應(yīng)用到航空、航天設(shè)備的研制和測(cè)試的各個(gè)環(huán)節(jié)。
1.2 仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.2.1 國(guó)外仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展?fàn)顩r
美國(guó)是世界上最早研制和使用轉(zhuǎn)臺(tái)的國(guó)家，它的第一臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)于1945年誕生于麻省理工學(xué)院。從那時(shí)起直到現(xiàn)在，美國(guó)的轉(zhuǎn)臺(tái)研制和使用，無(wú)論在數(shù)量、種類，還是在精度和自動(dòng)化程度上都居于世界領(lǐng)先水平，代表了當(dāng)今世界轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展水平和方向。此外，英、法、德、俄等國(guó)也投入了大量的人力、財(cái)力進(jìn)行仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的研究。但是以美國(guó)最為典型，下面主要以美國(guó)的轉(zhuǎn)臺(tái)研究和發(fā)展為例進(jìn)行介紹。回顧美國(guó)轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展過(guò)程，大體可以分為以下幾個(gè)階段：
第一階段的主要標(biāo)志：用機(jī)械軸承支撐臺(tái)軸，軸的驅(qū)動(dòng)采用交流力矩電機(jī)。
1945年，美國(guó)麻省理工學(xué)院儀表實(shí)驗(yàn)室研制成功世界上第一臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)，開(kāi)始了轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)展的第一個(gè)階段。此轉(zhuǎn)臺(tái)后來(lái)命名為A型臺(tái)，臺(tái)軸的支撐采用一般的滾珠軸承，軸的驅(qū)動(dòng)直接用交流力矩電機(jī)完成。在A型臺(tái)的基礎(chǔ)上，于1950和1953年又相繼研制出了B型臺(tái)和C型臺(tái)。
第二階段的主要標(biāo)志：采用液體靜壓軸承支撐臺(tái)體，用支流力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸系。
1956年，美國(guó)開(kāi)始研制液體靜壓軸承轉(zhuǎn)臺(tái)，并研制出了D型液體軸承臺(tái)，他的摩擦力矩僅為C型轉(zhuǎn)臺(tái)的1/8，有利于提高精度。
從五十年代開(kāi)始，除了麻省理工學(xué)院，美國(guó)還有一些公司也開(kāi)始研制轉(zhuǎn)臺(tái)。如Carco公司于1967年生產(chǎn)了T-025、026和081型轉(zhuǎn)臺(tái)。Fecker公司于1964年和1965年先后生產(chǎn)了352型、452型轉(zhuǎn)臺(tái)。
1968年，E型臺(tái)的研制成功被認(rèn)為是美國(guó)轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)展的第二個(gè)階段。E型臺(tái)的主要材料是非磁性材料356號(hào)鋁，采用軸向和徑向帶有壓力補(bǔ)償?shù)囊后w軸承，并在耳軸上采用了空氣軸承。
第三階段的主要標(biāo)志：采用計(jì)算機(jī)控制和測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)。
從1968年到1969年Fecher公司生產(chǎn)了3768、3769型單軸轉(zhuǎn)臺(tái)及5768、5569型雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)，這期間一個(gè)引人注目的發(fā)展是這幾類轉(zhuǎn)臺(tái)均采用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，其中5569型轉(zhuǎn)臺(tái)還可用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，可工作在伺服、同步速率、輔助速率、數(shù)字位置、自動(dòng)轉(zhuǎn)位及紙帶定位等狀態(tài)。
1969年之后，美國(guó)的轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)和制造進(jìn)入了系列化階段，技術(shù)得到發(fā)展和完善，相應(yīng)地轉(zhuǎn)臺(tái)也成為一種廣泛使用的測(cè)試設(shè)備。從那時(shí)起至今，位于賓西法尼亞洲匹茲堡的CGC公司成為美國(guó)制造慣性導(dǎo)航測(cè)試設(shè)備和運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)的主要廠商，并一直代表著美國(guó)乃至世界慣性設(shè)備，尤其是轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展水平。
CGC公司于六十年代末至七十年代初研制了51系列轉(zhuǎn)臺(tái)，包括51A型、51C型、51D型、和51G型等。這一系列轉(zhuǎn)臺(tái)的主要特點(diǎn)是：臺(tái)體形式為雙軸臺(tái)，采用氣浮軸承。從七十年代初開(kāi)始，CGC著手研制53系列多軸轉(zhuǎn)臺(tái)。先后研制成功了53B、53D、53E、53G、53W等型轉(zhuǎn)臺(tái)。53系列轉(zhuǎn)臺(tái)的主要特點(diǎn)是：臺(tái)體形式均為多軸臺(tái)，普遍采用氣浮軸承，軸系回轉(zhuǎn)精度和正交精度均達(dá)到角秒級(jí)；使用感應(yīng)同步器作測(cè)角元件。CGC生產(chǎn)的51系列雙軸臺(tái)和53系列多軸臺(tái)在控制上均采用了MPACS30H系列模塊化精密角度控制系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的應(yīng)用是轉(zhuǎn)臺(tái)技術(shù)的重大發(fā)展。從此，轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)入了計(jì)算機(jī)控制和測(cè)試自動(dòng)化階段。
1984年，CGC公司提出了改進(jìn)的三軸臺(tái)（Improved Three Axis Test Table,簡(jiǎn)稱ITATT）的制造方案。在CGC的設(shè)計(jì)制造方案中，規(guī)定ITTATT是一臺(tái)超精密三軸設(shè)備。ITATT三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)可用于艦船導(dǎo)航和空間傳感器的測(cè)試，還可用于戰(zhàn)略系統(tǒng)的測(cè)試。
ITATT轉(zhuǎn)臺(tái)在制造方案中采用了新材料和許多新技術(shù)。
在臺(tái)體材料與機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，采用了石墨復(fù)合材料...
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