CN105356030B - 自主式水下天线折倒机构 - Google Patents

Abstract

自主式水下天线折倒机构，包括底座，底座上设有水平放置的油缸，油缸的缸体与底座铰接，油缸的活塞杆与夹钳座铰接，夹钳座靠近油缸的一端的两侧分别设有连接夹板，两个连接夹板分别与支架的两侧铰接，支架固装在底座上，夹钳座另一端固接有天线；两个连接夹板与支架的铰接中心分别位于活塞杆与夹钳座的铰接中心的两侧，且两个连接夹板与支架的铰接中心高于活塞杆与夹钳座的铰接中心，油缸缸体与底座的铰接中心、活塞杆与夹钳座的铰接中心和两个连接夹板中任一个连接夹板与支架的铰接中心，上述三个铰接中心的连线形成一个直角三角形，且所述直角三角形的直角位于连接夹板与支架的铰接中心处。本发明能够实现天线直立与水平状态的自动转换。

Description

自主式水下天线折倒机构

技术领域

本发明涉及水下作业装置技术领域，具体涉及应用于载人潜水器、潜艇等水下作业装置上的自主式天线折倒机构。

背景技术

天线作为空间能量转换器和空间信号处理器，是无线通信设备尤其是特殊无线信号处理设备不可或缺的重要元件，在船舶和水下作业装置上具有广泛应用。天线需暴露在水面以上，用于接收或发射船舶和水下作业装置内乘员与岸基或母船的通讯信号。船舶的天线装置采用螺栓锁紧的方式，当高度太高无法通过桥梁时，人工拔出螺栓，采用斜置的推拉式伸缩油缸将其放倒至限位处；对于潜艇等水下作业装置，天线往往直接垂直设置。其中，第一种方式每次折倒均须手动完成，对于水下装置根本无法实现；第二种方式简单易行，但水下航行时会增大流体阻力。另一方面，目前刚性连接的方式会使天线受到水面波浪冲击发生损坏而影响后续的通讯。

发明内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种自主式水下天线折倒机构，其能够实现天线直立与水平状态的自动转换。

本发明的技术方案如下：

自主式水下天线折倒机构，包括底座，底座上设有水平放置的油缸，油缸的缸体与底座铰接，油缸的活塞杆与夹钳座铰接，夹钳座靠近油缸的一端的两侧分别设有连接夹板，两个连接夹板分别与支架的两侧铰接，支架固装在底座上，夹钳座另一端固接有天线；两个连接夹板与支架的铰接中心分别位于活塞杆与夹钳座的铰接中心的两侧，且两个连接夹板与支架的铰接中心高于活塞杆与夹钳座的铰接中心，油缸缸体与底座的铰接中心、活塞杆与夹钳座的铰接中心和两个连接夹板中任一个连接夹板与支架的铰接中心，上述三个铰接中心的连线形成一个直角三角形，且所述直角三角形的直角位于连接夹板与支架的铰接中心处。

其进一步技术方案为：

所述夹钳座为U形座，两个连接夹板分别固接在所述U形座的底部的两侧，所述U形座的底部靠近油缸的端面上连接有连接座，活塞杆与连接座铰接。

所述夹钳座与天线之间设有弹簧缓冲装置，所述弹簧缓冲装置包括弹簧，天线的一端为T形连接端，T形连接端的水平段带有弹簧式外螺纹，弹簧一端的内圈与所述水平段的弹簧式外螺纹固接，弹簧一端的外圈与螺母一的弹簧式内螺纹固接，螺母一背离油缸的一端端面与T形连接端的垂直段的端面抵接；弹簧另一端的内圈与螺栓的弹簧式外螺纹固接，弹簧另一端的外圈与螺母二的弹簧式内螺纹固接，螺母二两侧分别通过端盖与所述U形座的两侧壁固接。

所述活塞杆包括活塞头、杆段及套筒，活塞头与夹钳座铰接，所述杆段朝向活塞头的一端带有外螺纹连接头一，活塞头朝向所述杆段的一端带有外螺纹连接头二，外螺纹连接头一的螺纹方向与外螺纹连接头二的螺纹方向相反；套筒的两端设有螺纹方向相反的内螺纹，外螺纹连接头一、外螺纹连接头二分别与套筒两端的内螺纹通过螺纹连接。

所述支架为U形架，所述U形架的底部固装在底座上，所述U形架的两侧壁分别与两个连接夹板铰接。

所述底座上设有支座，支座上设有U形槽口，油缸的缸体与所述U形槽口的两侧侧壁铰接。

本发明的技术效果：

1、本发明通过所述自主式天线折倒机构的组合运动，即通过油缸缸体与支座的铰接、油缸活塞杆与夹钳座底部的铰接、夹钳座两侧与支架两侧分别铰接的四处铰接结构的设置，并使得油缸缸体与底座的铰接中心、活塞杆与夹钳座的铰接中心和两个连接夹板中任一个连接夹板与支架的铰接中心，上述三个铰接中心的连线形成一个直角三角形，所述直角三角形的直角位于连接夹板与支架的铰接中心处，从而，一方面确保通过活塞杆的直线移动和旋转摆动推动会拉动夹钳座、天线及二者之间的弹簧缓冲装置整体旋转运动直至实现天线在水平位置与直立位置之间的自动转换，并利用整个运动结构的死点位置，来确保在直立位置时的锁紧，省却了传统天线折倒机构中的限位锁紧机构。

2、本发明在不需要进行通信时，天线贴合于水下作业设备表面，既可减小流体阻力，又可避免由于撞击对天线造成损害。

3、本发明充分考虑接近水面时波浪等的冲击，采用弹簧缓冲装置能够有效缓冲冲击，减小对天线造成的损害。

附图说明

图1为本发明的立体图。

图2为本发明的主视结构示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为天线处于水平和直立状态的转台示意图，图中天线未示出。

图5为本发明的运动示意原理图，图中仅示出了油缸与支座的铰接中心、连接夹板与支架的铰接中心、活塞杆与连接座的铰接中心即三个铰接中心均为简化结构。

图6为所述弹簧缓冲装置的示意图。

图7为活塞杆的结构示意图。

其中：1、底座；11、支座；2、油缸；21、活塞杆；211、活塞头；212、外螺纹连接头一；213、外螺纹连接头二；214、套筒；3、夹钳座；31、连接夹板；4、天线；41、T形连接端；5、支架；6、弹簧；7、螺母一；8、螺栓；9、螺母二；10、端盖；20、连接座。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

见图1、图2、图3，本实施例的自主式水下天线折倒机构包括底座1，底座1上设有水平放置的油缸2，油缸2的缸体与底座1铰接，具体地，底座1上设有支座11，支座11上设有U形槽口，油缸2的缸体与所述U形槽口的两侧侧壁铰接；油缸2的活塞杆21与夹钳座3铰接，夹钳座3靠近油缸2的一端的两侧分别设有连接夹板31，两个连接夹板31分别与支架5的两侧铰接，支架5固装在底座1上，夹钳座3另一端固接有天线4；两个连接夹板31与支架5的铰接中心分别位于活塞杆21与夹钳座3的铰接中心的两侧，且两个连接夹板31与支架5的铰接中心高于活塞杆21与夹钳座3的铰接中心，见图5，油缸2缸体与底座1的铰接中心A、活塞杆21与夹钳座3的铰接中心B和两个连接夹板31中任一个连接夹板31与支架5的铰接中心C，上述三个铰接中心的连线形成一个直角三角形，即连线AB、BC和CA形成一个直角三角形，且所述直角三角形的直角位于连接夹板31与支架5的铰接中心C处。

具体地，见图1，所述夹钳座3为U形座，两个连接夹板31分别固接在所述U形座的底部的两侧，所述U形座的底部靠近油缸2的端面上连接有连接座20，活塞杆21与连接座20铰接。

进一步地，为了有效缓冲冲击，减轻对天线造成的损害，见图6，在所述夹钳座3与天线4之间设有弹簧缓冲装置，所述弹簧缓冲装置包括弹簧6，天线4的一端为T形连接端41，T形连接端41的水平段带有弹簧式外螺纹，弹簧6一端的内圈与所述水平段的弹簧式外螺纹固接，弹簧6一端的外圈与螺母一7的弹簧式内螺纹固接，螺母一7背离油缸2的一端端面与T形连接端41的垂直段的端面抵接；弹簧6另一端的内圈与螺栓8的弹簧式外螺纹固接，弹簧6另一端的外圈与螺母二9的弹簧式内螺纹固接，螺母二9两侧分别通过端盖10与所述U形座的两侧壁固接。

进一步地，油缸2的活塞杆21设计成长度可调的结构，见图7，所述活塞杆21包括活塞头211、杆段及套筒214，活塞头211与夹钳座3上的连接座20铰接，所述杆段朝向活塞头211的一端带有外螺纹连接头一212，活塞头211朝向所述杆段的一端带有外螺纹连接头二213，外螺纹连接头一212的螺纹方向与外螺纹连接头二213的螺纹方向相反；套筒214的两端设有螺纹方向相反的内螺纹，外螺纹连接头一212、外螺纹连接头二213分别与套筒214两端的内螺纹通过螺纹连接。由于套筒214两端带有相反的内螺纹，通过顺时针或者逆时针旋转套筒214，螺纹连接在套筒214两端的外螺纹连接头一212和外螺纹连接头二213则沿着活塞杆21的轴向同时相互靠近或者相互背离移动，从而带动活塞头211和所述杆段沿着活塞杆21的轴向相互靠近或者相互背离移动，由此实现活塞杆21长度的可调。

进一步地，所述支架5为U形架，所述U形架的底部固装在底座1上，所述U形架的两侧壁分别与两个连接夹板31铰接。

在本发明实际使用中，底座1与水下作业设备固定连接，本发明的运行方式如下：

天线4由水平位置到直立位置：图4中实线所示活塞杆21处于水平位置，此时，天线4于水平位置，驱动油缸2，活塞杆21伸出，同时活塞杆21绕着油缸2的缸体与支座11的铰接中心A顺时针旋转，由于活塞杆21与夹钳座3的铰接中心B位于连接夹板21与支架5的铰接中心C的下方，活塞杆21的直线移动和旋转运动带动夹钳座3、天线4以及二者之间的所述弹簧缓冲装置绕着连接夹板31与支架5的铰接中心C顺时针旋转，直至夹钳座3、天线4以及二者之间的所述弹簧缓冲装置整体位于直立位置，见图4中虚线部分，此时，活塞杆21与夹钳座3的铰接中心B从原来的B位置运动至B′位置，且连线B′C和连线AC在竖向平面内的投影位于同一条直线上，由此，本发明所述天线折倒处于运动死点位置，从而确保夹钳座3、天线4以及二者之间的所述弹簧缓冲装置整体锁死在直立位置，相比于传统的天线折倒机构，省却了天线直立状态下的限位锁紧机构；

天线4由直立位置到水平位置：撤去油缸2的动力源，则活塞杆21在夹钳座3、天线4以及二者之间的所述弹簧缓冲装置、油缸2的整体重力作用下，活塞杆21回缩，同时绕着油缸2的缸体与支座11的铰接中心A逆时针旋转，直至活塞杆21与夹钳座3的铰接中心从B′位置运动至B位置，夹钳座3、天线4以及二者之间的所述弹簧缓冲装置整体通过上面两个铰接中心C和下面一个铰接中心B三处的连接结构从而支撑在水平位置。

本发明的动力源采用液压源，液压源既可采用手动液压泵也可采用液压泵站。当需要使天线直立时，按动手动液压泵把手，油源推动油缸活塞杆伸出并摆动，当需要天线水平时，打开手动液压泵的回油底阀，油缸活塞杆在缸体内弹簧的作用下缩回及转动回到初始位置。油缸、液压泵采用市售产品。

本发明的油缸可换成电动推杆或气缸，其动力源相应改为电源或气源。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.自主式水下天线折倒机构，其特征在于：包括底座（1），底座（1）上设有水平放置的油缸（2），油缸（2）的缸体与底座（1）铰接，油缸（2）的活塞杆（21）与夹钳座（3）铰接，夹钳座（3）靠近油缸（2）的一端的两侧分别设有连接夹板（31），两个连接夹板（31）分别与支架（5）的两侧铰接，支架（5）固装在底座（1）上，夹钳座（3）另一端固接有天线（4）；两个连接夹板（31）与支架（5）的铰接中心分别位于活塞杆（21）与夹钳座（3）的铰接中心的两侧，且两个连接夹板（31）与支架（5）的铰接中心高于活塞杆（21）与夹钳座（3）的铰接中心，油缸（2）缸体与底座（1）的铰接中心、活塞杆（21）与夹钳座（3）的铰接中心和两个连接夹板（31）中任一个连接夹板（31）与支架（5）的铰接中心，上述三个铰接中心的连线形成一个直角三角形，且所述直角三角形的直角位于连接夹板（31）与支架（5）的铰接中心处。

2.按权利要求1所述的自主式水下天线折倒机构，其特征在于：所述夹钳座（3）为U形座，两个连接夹板（31）分别固接在所述U形座的底部的两侧，所述U形座的底部靠近油缸（2）的端面上连接有连接座（20），活塞杆（21）与连接座（20）铰接。

3.按权利要求2所述的自主式水下天线折倒机构，其特征在于：所述夹钳座（3）与天线（4）之间设有弹簧缓冲装置，所述弹簧缓冲装置包括弹簧（6），天线（4）的一端为T形连接端（41），T形连接端（41）的水平段带有弹簧式外螺纹，弹簧（6）一端的内圈与所述水平段的弹簧式外螺纹固接，弹簧（6）一端的外圈与螺母一（7）的弹簧式内螺纹固接，螺母一（7）背离油缸（2）的一端端面与T形连接端（41）的垂直段的端面抵接；弹簧（6）另一端的内圈与螺栓（8）的弹簧式外螺纹固接，弹簧（6）另一端的外圈与螺母二（9）的弹簧式内螺纹固接，螺母二（9）两侧分别通过端盖（10）与所述U形座的两侧壁固接。

4.按权利要求1或2所述的自主式水下天线折倒机构，其特征在于：所述活塞杆（21）包括活塞头（211）、杆段及套筒（214），活塞头（211）与夹钳座（3）铰接，所述杆段朝向活塞头（211）的一端带有外螺纹连接头一（212），活塞头（211）朝向所述杆段的一端带有外螺纹连接头二（213），外螺纹连接头一（212）的螺纹方向与外螺纹连接头二（213）的螺纹方向相反；套筒（214）的两端设有螺纹方向相反的内螺纹，外螺纹连接头一（212）、外螺纹连接头二（213）分别与套筒（214）两端的内螺纹通过螺纹连接。

5.按权利要求1所述的自主式水下天线折倒机构，其特征在于：所述支架（5）为U形架，所述U形架的底部固装在底座（1）上，所述U形架的两侧壁分别与两个连接夹板（31）铰接。

6.按权利要求1所述的自主式水下天线折倒机构，其特征在于：所述底座（1）上设有支座（11），支座（11）上设有U形槽口，油缸（2）的缸体与所述U形槽口的两侧侧壁铰接。