俯仰机构电动缸推力与俯仰角度关系分析

李汉林，陈 君

(中国船舶集团有限公司第八研究院，江苏 扬州 225101)

0 引 言

车载电子设备为满足公路铁路运输条件，通常需将天线阵面倒伏撤收后进行运输，工作时再展开至所需角度。目前阵面展开/撤收执行单元主流采用电动缸和液压缸。电动缸因结构简单、伺服相应迅速等优点而被广泛应用。

倒伏过程中，阵面受力状态随倒伏角度变化而动态变化，电动缸推力也随之变化。分析电动缸推力与俯仰角度之间的关系能更准确地判断电动缸支点选择是否合理，并能确定电动缸主要参数，指导电动缸设计。

本文就某一倒伏机构电动缸推力与俯仰角度之间的关系进行了详细分析。

1 问题描述

某阵面采用电动缸执行倒伏运动，如图1所示，运输时阵面水平布置，工作时翻转到指定角度，相关参数如下：

图1 倒伏机构外形图

(1) 几何参数

阵面重量：500 kg；阵面最大迎风面积：=1.2 m×1 m。

(2) 运动参数

(3) 环境参数：风速=25 m/s。

电动缸额定推力是电动缸设计的重要指标之一，直接决定俯仰机构能否正常工作。故根据上述条件计算出电动缸推力，明确电动缸推力变化趋势，并根据变化趋势推断电缸支点位置是否合理是本机构设计的核心问题之一。

2 计算过程

2.1 电缸力臂与俯仰角关系分析

将上述结构进行简化，俯仰机构运动简图如图2所示。图2中，点为阵面回转点，为电缸支点，是电缸起始位置，是电缸终点位置，是电缸在运动过程中的任意位置，为阵面俯仰角度。

图2 俯仰机构运动简图