CN103050746B - 一种电机型驱动的t型微波开关 - Google Patents

Abstract

一种电机型驱动的T型微波开关，包括d-sub连接器(1)、电路板组(5)、定子组(6)、转子组(7)、传动组(8)、盖板组(9)和基座组(10)，电路板组(5)固定在定子组(6)上方，定子组(6)固定在盖板组(9)上方，转子组(7)和传动组(8)布置在定子组(6)和盖板组(9)之间，其中转子组(7)安装在盖板组(9)上的转子轴(48)上，传动组(8)固定在盖板组(9)上。本发明微波开关驱动功率小，电磁系统模块化，装配、生产难度低，双层磁钢控制驱动磁钢，簧片保持力大，开关抗振动冲击性能强。

Description

一种电机型驱动的T型微波开关

技术领域

本发明涉及一种T型微波开关。

背景技术

T型微波开关主要使用在卫星、飞船等宇航设备的通讯链路中，切换微波信号通路。

T型微波开关在宇航应用中，不仅开关的微波参数要符合使用要求，且必须达到某些力学指标要求，从而在振动、冲击等严酷条件下可靠传输微波信号，提高整个产品的可靠性，满足空间环境等复杂情况下的使用要求。

现有的电机型T型开关抗振动冲击能力很差，只能在轨道中稳定后投入使用，无法在发射主动段工作。

发明内容

本发明的技术解决问题是：解决现有电机型微波开关力学性能不足的问题，提供了一种高力学性能电机型驱动的T型微波开关，提高微波开关的抗振动冲击性能。

本发明的技术解决方案是：一种电机型驱动的T型微波开关，包括d-sub连接器、电路板组、定子组、转子组、传动组、盖板组和基座组，电路板组固定在定子组上方，定子组固定在盖板组上方，转子组和传动组布置在定子组和盖板组之间，其中转子组安装在盖板组上的转子轴上，传动组固定在盖板组上；所述的定子组包括沿圆周均布的六个定子绕组，六个定子绕组中相隔180°的为一个工作组，d-sub连接器接收外部的控制信号，电路板组根据所述控制信号为定子组、转子组和传动组供电；所述的基座组包括四个同轴连接器，四个同轴连接器分别位于正三角形的三个顶点以及重心上；所述的转子组包括上层磁钢和下层磁钢，其中上层磁钢包括两个大磁钢和四个小磁钢，六个磁钢沿圆周均布且两个大磁钢在圆周方向上成180°分布，下层磁钢包括两个在圆周方向上成180°分布的下磁钢，大磁钢充磁后的极性与小磁钢充磁后的极性相反，且大磁钢充磁后的极性与下磁钢充磁后的极性相反；所述的盖板组包括上固定板、下固定板和盖板，转子轴位于盖板上，下固定板平面穿过转子轴安装在盖板上，上固定板位于下固定板上方；所述的传动组包括三组结构相同的簧片组，每一个簧片组均包括长簧片、短簧片、长簧片驱动杆、短簧片驱动杆、驱动片、长簧片驱动磁钢、短簧片驱动磁钢，驱动片的中心穿过转子轴，长簧片驱动磁钢和短簧片驱动磁钢固定在驱动片的两端，长簧片驱动磁钢和短簧片驱动磁钢均通过上固定板和下固定板进行上下定位，短簧片通过短簧片驱动杆固定在驱动片上，长簧片通过长簧片驱动杆固定在驱动片上，所述的长簧片对应所述正三角形的一条边，所述的短簧片对应所述正三角形的重心与顶点的连线；所述的长簧片驱动磁钢和短簧片驱动磁钢充磁后的极性与所述大磁钢充磁后的极性相反；通过外部的控制信号对不同的磁钢充磁，控制相互垂直的长簧片和短簧片将相应的同轴连接器导通，形成三种不同形式的T形微波通路。

所述的三组结构相同的簧片组处于不同高度层。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明微波开关的转子组采用了上层磁钢和下层磁钢的布置方式，其中上层磁钢包括两个大磁钢和四个小磁钢，六个磁钢沿圆周均布且两个大磁钢在圆周方向上成180°分布，下层磁钢包括两个在圆周方向上成180°分布的下磁钢，大磁钢充磁后的极性与小磁钢充磁后的极性相反，且大磁钢充磁后的极性与下磁钢充磁后的极性相反。上层的大磁钢产生斥力，下层的下磁钢产生吸力同时作用于传动组中的长簧片驱动磁钢和短簧片驱动磁钢上，使簧片组动作速度更快，从而提高了开关的响应速度；簧片组稳定保持于导通状态后，上、下两层磁钢对其提供的保持力可以极大的提高微波开关整体的抗振动冲击性能，通过试验，采用本发明的设计方式，T型微波开关的抗冲击力可达2000g，随机振均方根28.7g²/Hz。

附图说明

图1是本发明的外形图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是图2的分解示意图；

图4是本发明电路板组安装示意图；

图5是本发明定子组的结构示意图；

图6是本发明转子组的结构示意图；

图7是本发明盖板组的结构示意图；

图8是本发明传动组的结构示意图；

图9是本发明传动组中的单组簧片组的结构示意图；

图10是本发明基座组的结构示意图；

图11是本发明同轴连接器和长、短簧片位置关系的俯视图；

图12是本发明微波开关的电路控制及通路状态示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明T型微波开关包括d-sub连接器1、外壳组3、电路板组5、定子组6、转子组7、传动组8、盖板组9和基座组10组成。电路板组5、定子组6、转子组7、传动组8、盖板组9均位于外壳组3内部。d-sub连接器1通过安装螺钉2与外壳组3紧固，通过螺钉4将外壳组与盖板组9固定在一起。电路板组5固定在定子组6上方，定子组6固定在盖板组9上。基座组10安装在盖板组9的下方。转子组7和传动组8布置在定子组6和盖板组9之间，传动组8与盖板组9装配在一起。

如图4所示，电路板组5由电路板12、第一支撑螺柱13和导线11组成，电路板组5通过四根第一支撑螺柱13固定在定子组6上方，电路板组5的一端通过导线11与d-sub连接器1连接，d-sub连接器1接收外部控制信号，电路板组5的另一端接定子组6中的定子绕组15。外电路通过d-sub连接器1和电路板12将脉冲控制信号传递给定子绕组15，定子绕组15产生磁场使转子组7转动到相应位置，并保持稳定。

如图5所示，定子组6由四根第二支撑螺柱18、固定板17、定子16和绕在定子16的极靴14上的六个定子绕组15构成，六个定子绕组15圆周均布，相隔180°的为一组绕组共三组，定子16固定在固定板17上，通过第二支撑螺柱18固定在盖板组9上。

如图6所示，转子组7由转子螺钉19、转子20、上磁钢盘22、轴承26、两个大磁钢28、四个小磁钢27、三个第三支撑螺柱29、两个下磁钢30和下磁钢盘32构成。转子20上设有中孔21，转子20通过中孔21套在上磁钢盘22的上端，大磁钢28和小磁钢27的极性相反(上下方向充磁)，使用环氧胶粘接分别在上磁钢盘22的大磁钢槽24和小磁钢槽23中，下磁钢30的极性与大磁钢28的极性方向相反，固定在下磁钢盘32的下磁钢安装槽33中，下磁钢30与大磁钢28竖直方向位置相对应，三个第三支撑螺柱29穿过上固定孔25、下固定孔31，将上磁钢盘22、下磁钢盘32固定在一起。转子组7通过转子螺钉19和轴承26固定在盖板组9的转子轴48上。

本发明中的转子组7和定子组6组成电机结构，电机结构为常规60度有限转角电机，可以向顺时针或逆时针方向转动。转子组7带动上磁钢盘22、下磁钢盘32转动，上磁钢盘22位于上固定板41上方、下磁钢盘32位于下固定板43正下方；上固定板41和下固定板43固定在盖板52上并相对静止。

如图7、8所示，盖板组9由上固定板41、下固定板43、三个第四支撑螺柱47、盖板52、18个限位杆53组成，限位杆53可以限制簧片组，保证其严格垂直动作。三个第四支撑螺柱穿过上固定板固定孔44、下固定板固定孔46拧入盖板螺孔49中，将上固定板41、下固定板43固定在盖板52上，此时上固定板41上互成180°分布的两个的磁钢套筒42和下固定板43互成180°分布的两个磁钢套筒45竖直方向重合，将各簧片组的驱动磁钢进行轴向限位，保证簧片组只能在竖直方向活动。

如图3、图8、图9所示，传动组8中由三组结构相同但整体高度不同的簧片组57、58、59构成，以第一簧片组57为例，第一簧片组由长簧片64、短簧片39、长簧片驱动杆40、短簧片驱动杆38、驱动片36、长簧片驱动磁钢35、短簧片驱动磁钢34组成。长簧片驱动杆40、短簧片驱动杆38分别穿过盖板组9的长驱动杆孔51和短驱动杆孔50，长簧片驱动杆40下端与长簧片64固定，上端与驱动片36固定；短簧片驱动杆38下端与短簧片39固定，上端与驱动片36固定。第一簧片组57的长簧片驱动磁钢35、短簧片驱动磁钢34固定在驱动片36的两端，分别被上固定板磁钢套筒42和下固定板磁钢套筒45轴向限位，驱动片36上的中孔37穿过转子轴48，使得第一簧片组可以在上下两个磁钢套筒限定的区域中上下活动。图中标识的短簧片60和长簧片62属于第二簧片组58；短簧片63和长簧片61属于第三簧片组59。三组簧片组可以上下运动，此时三个短簧片和三个长簧片被限制在基座的行腔65中运动。

如图10所示，基座组10由四个同轴连接器56和基座54组成。四个同轴连接器56安装在基座54的四个螺纹孔55中，同轴连接器56的尾部呈圆柱状。三个长簧片、三个短簧片与同轴连接器的投影关系如图11所示：三个长簧片成形排布，可将处于正三角形顶点位置的射频接口两两导通，三个短簧片成Y形排列；可将处于正三角形重心位置与顶点位置的同轴连接器导通。

如图12所示，当1-和C+之间接通电源时，电机转动到状态“1”相应位置，此时第一簧片组57与大磁钢28相斥、下磁钢30相吸，向下运动接通相应的同轴连接器，而第二簧片组58和第三簧片组59与小磁钢27相吸向上运动，相应的同轴连接器断开，即第一簧片组57的短簧片39、长簧片64下压接通，第二簧片组58的长簧片61、短簧片63向上运动断开、第三簧片组59的短簧片60、长簧片62向上运动断开，形成状态“1”；同理，当2-和C+之间接通电源时形成状态“2”；当3-和C+之间接通电源时形成状态“3”。通过外部控制信号可以控制任意一组簧片组下压将相应的同轴连接器导通，另外两组簧片组抬起，形成三种不同形式的T形微波通路。图12中标识的二极管安装在电路板12上，用来泄放定子绕组15断电时的瞬态电流。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (2)

1.一种电机型驱动的T型微波开关，其特征在于包括：d-sub连接器(1)、电路板组(5)、定子组(6)、转子组(7)、传动组(8)、盖板组(9)和基座组(10)，电路板组(5)固定在定子组(6)上方，定子组(6)固定在盖板组(9)上方，转子组(7)和传动组(8)布置在定子组(6)和盖板组(9)之间，其中转子组(7)安装在盖板组(9)上的转子轴(48)上，传动组(8)固定在盖板组(9)上；所述的定子组(6)包括沿圆周均布的六个定子绕组(15)，六个定子绕组(15)中相隔180°的为一个工作组，d-sub连接器(1)接收外部的控制信号，电路板组(5)根据所述控制信号为定子组(6)、转子组(7)和传动组(8)供电；所述的基座组(10)包括四个同轴连接器(56)，四个同轴连接器(56)分别位于正三角形的三个顶点以及重心上；所述的转子组(7)包括上层磁钢和下层磁钢，其中上层磁钢包括两个大磁钢(28)和四个小磁钢(27)，六个磁钢沿圆周均布且两个大磁钢(28)在圆周方向上成180°分布，下层磁钢包括两个在圆周方向上成180°分布的下磁钢(30)，大磁钢(28)充磁后的极性与小磁钢(27)充磁后的极性相反，且大磁钢(28)充磁后的极性与下磁钢(30)充磁后的极性相反；所述的盖板组(9)包括上固定板(41)、下固定板(43)和盖板(52)，转子轴(48)位于盖板(52)上，下固定板(43)平面穿过转子轴(48)安装在盖板(52)上，上固定板(41)位于下固定板(43)上方；所述的传动组(8)包括三组结构相同的簧片组(57、58、50)，每一个簧片组均包括长簧片(41)、短簧片(39)、长簧片驱动杆(40)、短簧片驱动杆(38)、驱动片(36)、长簧片驱动磁钢(35)、短簧片驱动磁钢(34)，驱动片(36)的中心穿过转子轴(48)，长簧片驱动磁钢(35)和短簧片驱动磁钢(34)固定在驱动片(36)的两端，长簧片驱动磁钢(35)和短簧片驱动磁钢(34)均通过上固定板(41)和下固定板(43)进行上下定位，短簧片(39)通过短簧片驱动杆(38)固定在驱动片(36)上，长簧片(41)通过长簧片驱动杆(40)固定在驱动片(36)上，所述的长簧片(41)对应所述正三角形的一条边，所述的短簧片(39)对应所述正三角形的重心与顶点的连线；所述的长簧片驱动磁钢(35)和短簧片驱动磁钢(34)充磁后的极性与所述大磁钢(28)充磁后的极性相反；通过外部的控制信号对定子组(6)中的定子绕组(15)供电，控制转子组(7)的位置，进而通过传动组(8)控制相互垂直的长簧片(41)和短簧片(39)将相应的同轴连接器(56)导通，形成三种不同形式的T形微波通路。 

2.根据权利要求1所述的一种电机型驱动的T型微波开关，其特征在于：所述的三组结构相同的簧片组(57、58、50)处于不同高度层。