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定位精度（mm）：≤±0.01（负载不变的情况下）（7）内部防转机构：有（8）防护等级：IP67（9）使用温度范围（℃）：-40 - +60（10）抗侧向负载能力（N）：≥5500（11）垂直破坏负载力（N）：≥7,000。

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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

射电望远镜的发明，拓展了我们地球人的眼界，使我们看见了很多地球外的天体。随着世界科技的发展，人们已经不仅仅满足于看在地球周围的一些天体，想通过建设更大口径的射电望远镜来观察离我们更远的天体，甚至去发现除地球意外的其他生命，纵使到现在为止，我们还什么都没有发现，但是人类的好奇心是很深重的。到目前为止，世界上有很多的射电望远镜，有单个的大型射电望远镜，有排列成一个方阵的很多小型的射电望远镜。单个大型射电望远镜口径达到了300多米，这种望远镜的精度非常的高，比如始建于1963年，有美国国防部投资建设建立在美国的波多黎个自由邦的阿雷西博射电望远镜，口径305m，天顶角扫描20°，它是目前世界上灵敏度最高的宇宙监听系统。再古代，军队打仗的时候都会组成很多的方阵，例如八卦阵，一字长蛇阵等，这些阵型可以很有效的狙击敌人，那如果由很多望远镜组成一个矩阵，那么是不是比他们单个使用的效率和精度要高呢。目前，由中国、日本、韩国三国的科学家正在努力的设计一个直径达到2.4万公里的巨型射电望远镜方阵。这个巨型方阵的建立，我们就有可能了解到银河系的构架和宇宙黑洞的奥秘。

外太空在古代就是一个未知的存在，那时候的人大多数是很迷信的，以为天上都是神仙居住的地方，那时候不存在什么望远镜。西方的科技使我们知道了其他星体的存在。伽利略发明的30倍的望远镜使我们知道了月亮上并没有住着嫦娥现在，天上也没有什么神仙的存在，甚至没有生命的存在。太阳的温度很高，上面有黑子、月亮的表面存在这很多的小型火山。我们生活在一个叫地球的行星上，天上还有除地球以外其他的六个行星，七个行星都是绕着一个叫做太阳的恒星转动，所在的星系就做银河系。恒星爆炸了就会产生黑洞，黑洞会吸收一切东西，甚至我们摸不着的的光在经过黑洞时都会被吸进去。总之，有了射电望远镜，我们发现了很多新奇的东西。最近几年，科学家们通过望远镜发现了好多适合生命成长的星体，只是距离我们很远，我相信，总有一天我们人类会突破距离的界

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限，去探索宇宙的更深处。

要想建立精度更好，稳定性更强的射电望远镜，你就必须不断的去更新促动器，使促动器可以很快捷的，方便的去调整望远镜的精度，使望远镜可以看的更远。目前，促动器的更新也是很快的，它分为电气缸，液态缸，气缸三种促动器。这三种各有各的优点，各有各的好处。我们这次设计的主要是使用电气缸。这种促动器更容易去维修和保养，使用寿命也很长。上海佘山的60m口径的射电望远镜就是使用的电气缸的促动望远镜。上海佘山的射电望远镜作为亚洲最大的射电望远镜，他的工作效率也是很高的，它凝聚了上海政府和许多方面专家的心血。促动器的设计是影响射电望远镜精度的关键，射电望远镜经过风吹雨淋的，它上面的主动发射面难免肯定会有一定的改变，这一点小小的改变，可能会对我们在天文科学上的发现有很重大的影响，可能会错过那么一点的但是对我们人类发展有很大影响的东西。射电望远镜作为地球观察宇宙的眼睛，我们要使他更为精确，使他更为清晰，让它可以更好的去发现未知的事物。

1.1.2 促动器的传动机构原理和优点

作为调节射电望远镜反射面的主要核心促动器，它分为驱动单元和执行单元。一般的驱动单元微变频器，执行单元是电机+制动器+齿轮（蜗轮蜗杆）减速器+滚珠丝杠。要根据方案选择不同的电机。射电望远镜在建设中，而它的促动器已经设计完毕了，它根据主动反射面所需的运动速度范围、驱动力的情况建立了一个法方案，由变频器、电机、锥齿轮、滚珠丝杠组成一套促动器。在促动器的选择上，我们必须要确保促动器的传动精度，使用寿命，负载能力。促动器的工作效率很大情况下直接影响力望远镜的工作效率，所以我们经过了很长时间的思考，决定选用电动缸启动器。智能摆线针轮促动器的运动原理图如图1-1。

促动器可以很精确的调解射电望远镜主动面反射板的角度。促动器所选用的标准件如制动器、减速器都是很精密的仪器，特别是减速器，体积小，可以达到很大的速比。

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图1-1

1-智能步进电机 2-制动器 3-锥齿轮 4-底座 5-减速器 6-电动缸 7-支架

本次设计的是促动器执行元件。由智能步进电机+制动器+锥齿轮+摆线针轮减速器+滚珠丝杠组成的。制动器放在了智能步进电机的后面，当射电望远镜的主动反射面已经调整好的时候，促动器里面的传动机构就需要立即停止，可是由于惯性，传动元件还会由很小的转动，电机不能是它们立即停止。所以将制动器放在了电机的后面。本次设计的促动器选择了两个锥齿轮，用锥齿轮来把横向的传动该变为纵向的传动。并且锥齿轮寿命长，具有高负载和的能力，降噪音和减震的作用，并且它的润滑性好，促动器在刚出厂的时候，里面就会加满润滑油，所以后期不能在给里面加润滑油了。减速器用的是摆线针轮减速器，摆线针轮减速器目前是世界上比较先进的一种减速器，它的体积很小，重量轻，但是它可以达到很大的速比，结构紧凑。这样，就可以很大程度上的减轻促动器的重量，并且会达到我们想要的那种减速效果。促动器没有是同普通的滚珠丝杠，使用了电动缸螺母，这样可有有效的用电来控制丝杠的传动，电动缸螺母两侧开了槽，来

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装滑动轴承，电动缸螺母可以再电动缸里面上下移动，并且滚珠丝杠还有自锁功能。可以很大的减少促动器调节所带来的误差。

1.2促动器的应用

促动器的应用比较广泛：油压促动器可以应用在机车车辆的悬挂系统中、医学上、测量仪器上等。

促动器也分为电动、液动、气动三种。

电动促动器的应用范围比较广：主要是用在军事领域，如雷达、升降机。有的农用拖拉机后车厢。

气动促动器因为空气的粘度小，多以应用与很多危险，环境恶劣等情况之下。 液压启动器主要应用在很多机床上，例如刨床、铣床、磨床、钻床等。也用在很多冶炼厂的机械上。

1.3.促动器的发展趋势

随着科技的发展，促动器的发展也越来越迅速。促动器的主要发展方向有精度、速度，重量，微控等方向。现如今促动器越来越融入我们普通人类的生活，越来越多的领域都需要促动器，机器人，起重机，农用拖拉机等甚至现在小孩子的玩具车里面也出现了促动器的身影。所以促动器的集成化，轻盈化，简单化，高节能低消耗，高寿命都是我们需要要考虑的方向。

当然，科技是要发展的，但环境的保护还是不能忽略的。所以，促动器也要做到环保，低耗等。

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