CN107293837A - 一种拱形支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种拱形支撑装置，包括：支撑柱，所述支撑柱底部具有卡扣结构，所述卡扣结构包括对称的两个弹性支撑臂、位于所述两个弹性支撑臂之间的弹性薄梁、以及分别固定于所述两个弹性支撑臂的底部外侧的两个第一卡扣，其中，所述卡扣结构能够固定在分别属于两个相邻底板的两个相邻的侧壁上，所述两个第一卡扣用于分别匹配至所述两个相邻的侧壁上的孔中；位于支撑柱上方的拱形梁，其中，所述拱形梁的两端能够被分别固定在属于不同底板且距离最远的两个不相邻的侧壁上。本发明的拱形支撑装置能够支持至少两个底板的应用场景，完全无需占用底板上的空间，具有较强的稳定性和可靠性，便于装配且大大降低了制作成本和难度。

Description

一种拱形支撑装置
技术领域
本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种拱形支撑装置。
背景技术
现有技术的许多应用场景中，支撑装置经常被安置在底板上方用于支撑其他部件，然而，在很多情况下，如当底板的数量较多或底板的宽度较大时，不可避免的需要建立一个大跨度的拱形支撑装置来在多个底板上方起到支撑作用。例如，新的MIMO天线平台的一个重要特征是其具有两个反射板，该两个反射板是由一个加强的互连塑料支架来连接并加固的，当反射板的宽度较大时，不可避免的导致需要在该两个反射板上方建立一个大跨度的拱形支撑装置，以支撑天线罩。
目前通常通过在底板上预留空间用于增加新的支撑柱，来增强拱形支撑装置的强度。然而，上述方案要求底板上必须预留足够的空间，这会带来极大的不便；例如，当偶极子天线的密度极大时，反射板上没有足够的空间来用于增加支撑柱，这使得反射板上方所建立的大跨度的拱形支撑装置会变得相当脆弱；又例如，为了使底板上预留足够的空间，底板可能被设计成更大的宽度，从而导致拱形支撑装置的跨度也相应增大，进而使得拱形支撑装置的制作难度和成本也相应增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种大跨度的拱形支撑装置。
根据本发明的一个方面，提供一种拱形支撑装置，其中，该拱形支撑装置包括：
支撑柱，所述支撑柱底部具有卡扣结构，所述卡扣结构包括对称的两个弹性支撑臂、位于所述两个弹性支撑臂之间的弹性薄梁、以及分别固定于所述两个弹性支撑臂的底部外侧的两个第一卡扣，其中，所述卡扣结构能够固定在分别属于两个相邻底板的两个相邻的侧壁上，所述两个第一卡扣用于分别匹配至所述两个相邻的侧壁上的孔中；
位于支撑柱上方的拱形梁，其中，所述拱形梁的两端能够被分别固定在属于不同底板且距离最远的两个不相邻的侧壁上。
与现有技术相比，本发明的拱形支撑装置支持至少两个底板的应用场景，完全无需占用底板上的空间，具有较强的稳定性和可靠性，便于装配且能够大大降低制作成本和难度。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了本发明一个示例的拱形支撑装置的结构示意图；
图2a示出了图1所示的拱形支撑装置的正视图；
图2b示出了沿图2a中A-A剖面的剖面示意图；
图2c示出了沿图2a中B-B剖面的剖面示意图；
图2d示出了图2a中的M部分的放大图；
图3a示出了图1所示的拱形支撑装置在装配过程中的正视图；
图3b示出了图1所示的拱形支撑装置在装配过程中的左视图；
图3c示出了沿图3b的D-D剖面的剖面示意图；
图3d示出了图3a中的L以及图3c中的L-S的放大图；
图3e示出了图3a中的C以及图3c中的C-S的放大图；
图4a示出了图1所示的拱形支撑装置在装配完成后的正视图；
图4b示出了图1所示的拱形支撑装置在装配完成后的左视图；
图4c示出了沿图4b的E-E剖面的剖面示意图；
图4d示出了图4a中的N以及图4c的N-S的放大图；
图4e示出了图4a中的Z以及图4c中的Z-S的放大图；
图5示出了基于图1所示的拱形支撑装置完成的整体装配视图；
图6所示为本发明另一个示例的拱形支撑装置的结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
本发明提供了一种拱形支撑装置，其中，该拱形支撑装置包括：
支撑柱，所述支撑柱底部具有卡扣结构，所述卡扣结构包括对称的两个弹性支撑臂、位于所述两个弹性支撑臂之间的弹性薄梁、以及分别固定于所述两个弹性支撑臂的底部外侧的两个第一卡扣，其中，所述卡扣结构能够固定在分别属于两个相邻底板的两个相邻的侧壁上，所述两个第一卡扣用于分别匹配至所述两个相邻的侧壁上的孔中；
位于支撑柱上方的拱形梁，其中，所述拱形梁的两端能够被分别固定在属于不同底板且距离最远的两个不相邻的侧壁上。
其中，所述底板包括任何能够位于拱形支撑装置下方的板结构，所述底板上可设置有其他部件，且所述底板可具有多种形状，如平面板，曲面板等。需要说明的是，本领域技术人员应能理解，所述底板侧壁需具有能够匹配至拱形支撑装置的相应位置处(如支撑柱底部的卡扣结构或拱形梁的两端)的连接结构，如后续实施例中的弯曲支撑结构。
其中，所述拱形支撑装置能够用于固定在至少两个底板上，以起到支撑作用；例如，所述拱形支撑装置被用于天线产品中，所述底板为反射板，所述拱形支撑装置用于固定在至少两个反射板上，以起到支撑天线罩的作用。需要说明的是，在特定应用场景中，所述拱形支撑装置还可起连接作用或固定作用，如将所述拱形支撑装置用于玩具制作，以起到连接多个不同的底板的作用，或者将多个不同的底板连接至其他部件的作用。
其中，所述拱形支撑装置可包括至少一个支撑柱，以固定在至少两个底板上。具体地，当包括一个支撑柱时，拱形支撑装置可用于固定在两个底板上，每增加一个支撑柱，拱形支撑装置可多支持一个底板，如拱形支撑装置包括两个支撑柱时，该拱形支撑装置可支持三个底板。
需要说明的是，当拱形支撑装置用于固定在两个相邻底板(如水平放置的两个反射板)上时，用于连接至拱形支撑装置的拱形梁的两端的两个不同底板即为所述两个相邻地板；当拱形支撑装置用于固定在两个以上的底板上时，用于连接至拱形支撑装置的拱形梁的两端的两个不同底板是不相邻的两个底板。
作为一种优选方案，拱形支撑装置的拱形梁采用工形梁结构，以增加所述拱形梁的强度。
作为一种优选方案，拱形支撑装置的拱形梁上还包括对称地设置在支撑柱两侧的孔结构，其中，所述孔结构包括多种形状，如圆形、长形、不规则形等；优选地，所述孔结构为三角孔结构。通过FEA(Finite Element Analysis，有限元分析)模拟分析，当所述孔结构为三角孔结构时，可使拱形梁的强度增加约4倍。
作为一种优选方案，所述卡扣结构还包括分别设置在所述两个弹性支撑臂的顶端两侧的两个第二卡扣，每个第二卡扣与其相近的弹性支撑臂之间形成凹槽，所述两个第二卡扣用于分别将所述两个相邻的侧壁的顶端边缘固定在相应的凹槽内。优选地，所述第二卡扣与所述第一卡扣的形状相同。
需要说明的是，所述拱形梁的两端可以采用多种方式来分别固定在所述两个不相邻的侧壁上，如通过直接焊接固定在相应的侧壁上、通过可拆卸结构固定在相应的侧壁上等。
作为一种优选方案，所述拱形梁的两端处均设置有通孔，通过所述通孔能够将所述拱形梁的两端分别固定于所述两个不相邻的侧壁上。优选地，所述通孔下方还设置有第三卡扣，所述第三卡扣用于匹配至所述两个不相邻的侧壁上的孔中。优选地，所述第三卡扣与所述第一卡扣的形状相同；更优选地，所述底板的每个侧壁上具有相同的孔，用于匹配至拱形支撑装置的第一卡扣或第三卡扣。
在拱形支撑装置与多个底板的装配过程中，当所述卡扣结构沿所述两个相邻的侧壁中间向下滑动时，所述两个弹性支撑臂收到向内的挤压力，使得所述弹性薄梁的弯曲度增大；当所述卡扣结构的两个第一卡扣分别匹配至所述两个相邻的侧壁上的孔中时，所述弹性薄梁基本返回初始状态。需要说明的是，弹性薄梁的初始状态为稍向上弯曲的状态。
根据本发明的拱形支撑装置，能够支持多个底板，具有较高的稳定性和可靠性，完全不需要占用底板上的空间，便于装配且能够大大降低自身以及底板的制作成本；能够适用于多种场景，如用于MIMO天线产品、玩具行业、电子设备、其他机械设备等。
图1所示为本发明一个示例的拱形支撑装置的结构示意图。该拱形支撑装置包括支撑柱1和拱形梁2。
其中，所述拱形支撑装置能够支持两个底板，所述支撑柱1能够固定在分别属于所述两个底板的两个相邻的侧壁(也即分别属于所述两个底板且距离最近的两个侧壁)上，所述拱形梁2的两端能够分别固定在分别属于所述两个底板且距离最远的两个不相邻的侧壁(以及所述两个底板的除所述两个相邻的侧壁之外的其他两个侧壁)上。
图2a示出了图1所示拱形支撑装置的正视图，图2b示出了沿图2a的A-A剖面的剖面示意图，图2c示出了沿图2a的B-B剖面的剖面示意图。其中，所述拱形梁2上包括对称地设置在支撑柱1两侧的三角孔结构201、位于拱形梁2两端的通孔202以及第三卡扣203，且所述拱形梁2上采用工形梁结构204。其中，所述通孔202以及第三卡扣203用于匹配至相应底板的相应侧壁上。需要说明的是，所述通孔202以及第三卡扣203的形状仅为示例，而非对本发明的限制，本领域技术人员应能理解，所述通孔202以及第三卡扣203也可采用能够匹配至相应底板的相应侧壁上的其他形状。
图2d示出了图2a中的M部分(也即位于支撑柱1底部的卡扣结构)的放大图。其中，所述卡扣结构包括对称的两个弹性支撑臂101，位于两个弹性支撑臂101之间的弹性薄梁102，分别固定于两个弹性支撑臂101的底部外侧的两个第一卡扣103，分别设置在两个弹性支撑臂101的顶端两侧的两个第二卡扣104，以及第二卡扣104与其相邻的弹性支撑臂101之间形成的凹槽105。
需要说明的是，基于图1所示的拱形支撑装置，可通过增加支撑柱1和拱形梁2的梁臂部分以支持更多的底板，如图6所示为本发明另一示例的拱形支撑装置的结构示意图，其在图1所示的拱形支撑装置的基础上，增加了一个支撑柱1，且相应的增加了梁臂部分(包括设置在新增的支撑柱1两侧的三角孔结构201)，该优化后的拱形支撑装置能够支持三个底板。
根据本实施例的拱形支撑装置，其拱形梁采用了工形梁结构，且拱形梁上还包括对称地设置在支撑柱两侧的三角孔接口，使得拱形支撑装置具备强大的梁强度，从而具有较高的稳定性和可靠性。
以下以MIMO平台为例，将反射板F1和F2作为两个底板，结合附图来示例性地说明将图1所示的拱形支撑装置与该两个底板进行组合装配的过程中(也即装配过程中)的场景，以及将图1所示的拱形支撑装置与该两个底板进行组合装配后(也即装配完成后)的场景。
图3a示出了图1所示的拱形支撑装置在装配过程中的正视图，图3b示出了图1所示的拱形支撑装置在装配过程中的左视图，图3c示出了沿图3b的D-D剖面的剖面示意图，图3d示出了图3a中的L以及图3c中的L-S的放大图，图3e示出了图3a中的C以及图3c中的C-S的放大图。
其中，图3d中所示的w1为F1的左侧侧壁，图3e中的w2为F1的右侧侧壁(也即与F2相邻的一侧的侧壁)，w3为F2的左侧侧壁(也即与F1相邻一侧的侧壁)。需要说明的是，本实施例中，w1、w2、w3以及未被示出的F2的右侧侧壁上均具有相同的弯曲支撑结构3，图5中箭头指向的部分示出了弯曲支撑结构3的放大图，该弯曲支撑结构3包括位于上方的圆孔以及位于下方的长形孔；其中，所述圆孔用于与拱形梁2上的通孔202相匹配以使拱形梁2固定于相应底板的相应侧壁上；其中，所述长形孔用于匹配至支撑柱1底部的第一卡扣103，或者匹配至拱形梁2上的第三卡扣203。本实施例中，图1所示拱形支撑装置的凹槽105用于固定在相应的弯曲支撑结构3的顶部边缘，以进一步固定弯曲支撑结构3。
需要说明的是，尽管本实施例中底板的每个侧壁上具有相同的弯曲支撑结构3，但本领域技术人员应能理解，底板的每个侧壁上可基于实际需要而设置不同的结构来与拱形支撑装置相匹配。例如，本实施例中，w2和w3上的弯曲支撑结构可仅具有位于下方的长形孔。
其中，图3e中C部分的箭头指示当前拱形支撑装置正沿w2和w3中间向下滑动，C-S部分下方的两个箭头示出了弹性支撑臂101当前的受力方向，需要说明的是，由于拱形支撑装置向下滑动的过程中，两个弹性支撑臂101受到了向内的挤压力，因此，使得弹性薄梁102的弯曲度增大(也即变得向上弯曲)。
需要说明的是，由图3d和图3e可看出，当前，拱形梁2的第三卡扣203尚未向下滑动至能够与其匹配的位于弯曲支撑结构3下方的长形孔处，支撑柱1底部的第一卡扣103也尚未向下滑动至与其匹配的位于弯曲支撑结构3下方的长形孔处。
图4a示出了图1所示的拱形支撑装置在装配完成后的正视图，图4b示出了图1所示的拱形支撑装置在装配完成后的左视图，图4c示出了沿图4b的E-E剖面的剖面示意图，图4d示出了图4a中的N以及图4c的N-S的放大图，图4e示出了图4a中的Z以及图4c中的Z-S的放大图。
由图4d和图4e可看出，在拱形支撑装置与底板F1和F2进行组合装配之后，支撑柱1底部的两个第一卡扣103已分别匹配至w2和w3的弯曲支撑结构3上，拱形梁2两端的第三卡扣203分别匹配至w1和F2的右侧侧壁的弯曲支撑结构3下方的长形孔，且拱形梁2两端的通孔202分别与w1和F2的右侧侧壁的弯曲支撑结构3上方的圆孔相匹配，并通过螺丝进行固定。需要说明的是，装配完成后，弹性薄梁102基本返回初始状态。
图5示出了在MIMO平台基于图1所示的拱形支撑装置所完成的整体装配视图，由图5可看出，拱形支撑装置完全不需要占用反射板上的空间。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (9)

1.一种拱形支撑装置，其中，该拱形支撑装置包括：
支撑柱，所述支撑柱底部具有卡扣结构，所述卡扣结构包括对称的两个弹性支撑臂、位于所述两个弹性支撑臂之间的弹性薄梁、以及分别固定于所述两个弹性支撑臂的底部外侧的两个第一卡扣，其中，所述卡扣结构能够固定在分别属于两个相邻底板的两个相邻的侧壁上，所述两个第一卡扣用于分别匹配至所述两个相邻的侧壁上的孔中；
位于支撑柱上方的拱形梁，其中，所述拱形梁的两端能够被分别固定在属于不同底板且距离最远的两个不相邻的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的拱形支撑装置，其中，所述拱形梁采用工形梁结构。
3.根据权利要求1所述的拱形支撑装置，其中，所述拱形梁上还包括对称地设置在支撑柱两侧的孔结构。
4.根据权利要求3所述的拱形支撑装置，其中，所述孔结构为三角孔结构。
5.根据权利要求1所述的拱形支撑装置，其中，所述卡扣结构还包括分别设置在所述两个弹性支撑臂的顶端两侧的两个第二卡扣，每个第二卡扣与其相近的弹性支撑臂之间形成凹槽，所述两个第二卡扣用于分别将所述两个相邻的侧壁的顶端边缘固定在相应的凹槽内。
6.根据权利要求1所述的拱形支撑装置，所述拱形梁的两端处均设置有通孔，通过所述通孔能够将所述拱形梁的两端分别固定于所述两个不相邻的侧壁上。
7.根据权利要求6所述的拱形支撑装置，所述通孔下方还设置有第三卡扣，所述第三卡扣用于匹配至所述两个不相邻的侧壁上的孔中。
8.根据权利要求1所述的拱形支撑装置，其中，当所述卡扣结构沿所述两个相邻的侧壁中间向下滑动时，所述两个弹性支撑臂收到向内的挤压力，使得所述弹性薄梁的弯曲度增大；当所述卡扣结构的两个第一卡扣分别匹配至所述两个相邻的侧壁上的孔中时，所述弹性薄梁基本返回初始状态。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的拱形支撑装置，其中，所述底板为反射板。
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