CN107796359B - 一种利用无线传感器的基站天线转角传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器，包括基板、横梁、左齿轮、右齿轮和下齿轮，左齿轮、右齿轮、下齿轮转动设置于基板上；左齿轮、右齿轮和下齿轮通过链条传动连接，基站天线固定于下轴上；左轴和右轴上分别缠绕有左钢丝和右钢丝，沿同一方向望去，左钢丝与右钢丝的缠绕方向相反；左钢丝的上方设置有左弹簧和左SAW传感器，右钢丝的上方设置有右弹簧和右SAW传感器。本发明的角度传感器，驱动机构驱使基站天线转动的过程中，使得左钢丝和右钢丝一个被缠绕、一个被释放，进而使得左SAW传感器和右SAW传感器相对于原状态一个拉伸增大、一个拉伸减小，通过对两SAW传感器输出信号做差，即可避免由于外界温度变化对SAW传感器测量精度造成的干扰，保证了测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用无线传感器的基站天线转角传感器，更具体的说，尤其涉及一种通过机械机构来避免环境温度对传感器输出精度造成影响的利用无线传感器的基站天线转角传感器。
背景技术
在诸多场合，需要精准地测量出物体的转动角度，如在转向天线的角度控制过程中，需获知天线精确的转动角度。然而，外界环境温度的变化会对传感器的输出精度造成影响，现在传感器常用的处理方法为，对传感器的输出结果增加温度修正参数，以将温度的影响降到最低。但通过电子元件或程序对传感器输出进行修正，不仅增加了传感器的设计成本，而且随着传感器的长期使用亦会导致测量数据不准确。
现有的基站工程中，受外界环境或安装的影响，天线转角可能偏离设定值，需要定期获取基站天线的转角，以确保基站的正常通信。基站塔上部分一般仅有馈线，馈线用于无线信号的传输，而没有电源线和有限信号线路，因此要实现基站天线转角的测量，需要将测量的信号以无线信号形式进行传输。SAW传感器可进行形变量的测量，其输出信号以无线形式传输，因此可以借助基站上的馈线来传输SAW传感器的测量信号。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种利用无线传感器的基站天线转角传感器。
本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器，包括基板、横梁、左齿轮、右齿轮和下齿轮，在基板沿竖直方向时，横梁沿水平方向固定于基板上；其特征在于：左齿轮和右齿轮设置于横梁的下方，并位于同一高度，下齿轮位于左齿轮与右齿轮连线中点的下方，左齿轮、右齿轮、下齿轮分别固定于左轴、右轴、下轴上，左轴、右轴和下轴均转动设置于基板上；左齿轮、右齿轮和下齿轮通过链条传动连接，基站天线固定于下轴上；
左轴和右轴上分别缠绕有左钢丝和右钢丝，沿同一方向望去，左钢丝与右钢丝的缠绕方向相反；左钢丝的上方设置有左弹簧和左SAW传感器，左弹簧与左SAW传感器相连接后的上端固定于横梁上，下端与左钢丝相连接，右钢丝的上方设置有右弹簧和右SAW传感器，右弹簧与右SAW传感器相连接后的上端固定于横梁上，下端与右钢丝相连接。
本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器，所述左轴、右轴和下轴均通过轴承设置于基板上。
本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器，下轴上的基站天线相对于初始位置正转或反转一周的过程中，左弹簧和右弹簧始终处于被拉伸状态。
本发明的有益效果是：本发明的角度传感器，左齿轮、右齿轮和下齿轮分别通过左轴、右轴和下轴设置于基板上，基站天线固定于下轴上；左轴上的左钢丝依次经左SAW传感器和左弹簧与横梁相连接，右轴上的右钢丝依次经右SAW传感器和右弹簧与横梁相连接，且左钢丝与右钢丝的缠绕方向相反，驱动机构驱使基站天线转动的过程中，3个齿轮会沿同一方向转动，使得左钢丝和右钢丝一个被缠绕、一个被释放，进而使得左SAW传感器和右SAW传感器相对于原状态一个拉伸增大、一个拉伸减小，通过对左SAW传感器与右SAW传感器输出信号做差，即可避免由于外界温度变化对SAW传感器测量精度造成的干扰，保证了被测物体转动角度的测量精度，有益效果显著，适于应用推广。
附图说明
图1为本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器的主视图；
图2为本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器的左视图；
图3为图1中A-A截面的剖视图；
图4为本发明的转角传感器的应用原理图。
图中：1基板，2横梁，3左齿轮，4右齿轮，5下齿轮，6链条，7左轴，8右轴，9下轴，10左弹簧，11左SAW传感器，12右弹簧，13右SAW传感器，14左钢丝，15右钢丝，16轴承，17基站天线，18基站塔，19 2G/3G/4G无线设备，20馈线，21转角传感器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，给出了本发明的利用无线传感器的基站天线转角传感器的主视图和左视图，图3给出了图1中A-A截面的剖视图，所示的角度传感器有基板1、横梁2、左齿轮3、右齿轮4、下齿轮5、链条6、左轴7、右轴8、下轴9、左弹簧10、左SAW传感器11、右弹簧12、右SAW传感器13、左钢丝14、右钢丝15组成，所示的基板1起固定和支撑作用，在基板1沿竖直方向设置的情况下，横梁2沿水平方向固定于基板1上。左齿轮3和右齿轮4位于横梁2的下方，且处于同一高度上，下齿轮5位于左齿轮3与右齿轮4连线中点的下方。
左齿轮3、右齿轮4和下齿轮9分别固定于左轴7、右轴8和下轴9上，左轴7、右轴8和下轴9均通过轴承16设置于基板1上，以保证左轴7、右轴8和下轴9的自由转动。左齿轮3、右齿轮4和下齿轮5经同一链条6传动连接，基站天线17固定于下轴9上，在驱动机构带动基站天线17转动的过程中，在链条6的带动下，可实现左齿轮3、右齿轮4和下齿轮5的同步转动。
左钢丝14缠绕于左轴7上，右钢丝15缠绕于右轴8上，沿同一方向望去，左钢丝14与右钢丝15的缠绕方向相反。如图3所示，如果从外侧朝向基板1望去，左钢丝14在左轴7上沿顺时针方向缠绕，右钢丝15在右轴8上沿逆时针方向缠绕。
左弹簧10和左SAW传感器11位于左钢丝14的上方，左弹簧10的上端固定于横梁2上，下端与左SAW传感器11的上端相固定，左SAW传感器11的下端与左钢丝14相连接。右弹簧12和右SAW传感器13位于右钢丝15的上方，右弹簧12的上端固定于横梁2上，下端与右SAW传感器13的上端相固定，右SAW传感器13的下端与右钢丝15相连接。在下轴9上的基站天线17相对于初始位置逆时针或顺时针转动一周的过程中，左弹簧10和右弹簧12始终处于被拉绳状态，以实现左SAW传感器11和右SAW传感器13的差分输出。
假设基站天线17顺时针转动，左齿轮3、右齿轮4和下齿轮5也同时顺时针转动，使得左钢丝10被缠绕，右钢丝12被释放，进而使得左SAW传感器11相对于原状态的拉伸增大，右SAW传感器13相对于原状态的拉伸减小，通过对左SAW传感器11与右SAW传感器13输出信号做差，即可避免由于外界温度变化对SAW传感器测量精度造成的干扰，保证了被测物体转动角度的测量精度。同样地，当基站天线17逆时针转动情况下，同样可通过差分计算保证测量精度。
如图4所示，给出了本发明的转角传感器的应用原理图，所示的基站由基站塔18构成，基站天线17设置于基站塔18的顶端，下部设置有2G/3G/4G无线设备19，2G/3G/4G无线设备19与基站天线17之间经馈线20进行无线信号传输。本发明的转角传感器21固定于基站塔18的顶端，基站天线17固定于转角传感器21的下轴9上，左SAW传感器11和右SAW传感器13输出的差分信号即可反应出基站天线17的转动角度，同时用于采用了差分输出，可避免外界温度变换的影响。左SAW传感器11和右SAW传感器13输出的无线信号也经馈线20传输至2G/3G/4G无线设备19中，既保证了基站天线17无线转动角度信号的传输，又避免了增设线缆。
Claims (2)
1.一种利用无线传感器的基站天线转角传感器，包括基板（1）、横梁（2）、左齿轮（3）、右齿轮（4）和下齿轮（5），在基板沿竖直方向时，横梁沿水平方向固定于基板上；其特征在于：左齿轮和右齿轮设置于横梁的下方，并位于同一高度，下齿轮位于左齿轮与右齿轮连线中点的下方，左齿轮、右齿轮、下齿轮分别固定于左轴（7）、右轴（8）、下轴（9）上，左轴、右轴和下轴均转动设置于基板上；左齿轮、右齿轮和下齿轮通过链条（6）传动连接，基站天线（17）固定于下轴上；
左轴和右轴上分别缠绕有左钢丝（14）和右钢丝（15），沿同一方向望去，左钢丝与右钢丝的缠绕方向相反；左钢丝的上方设置有左弹簧（10）和左SAW传感器（11），左弹簧与左SAW传感器相连接后的上端固定于横梁上，下端与左钢丝相连接，右钢丝的上方设置有右弹簧和右SAW传感器，右弹簧与右SAW传感器相连接后的上端固定于横梁上，下端与右钢丝相连接；
下轴（9）上的基站天线（17）相对于初始位置正转或反转一周的过程中，左弹簧（10）和右弹簧（12）始终处于被拉伸状态；
驱动机构驱使基站天线转动的过程中，3个齿轮会沿同一方向转动，使得左钢丝和右钢丝一个被缠绕、一个被释放，进而使得左SAW传感器和右SAW传感器相对于原状态一个拉伸增大、一个拉伸减小；
左SAW传感器11和右SAW传感器（13）输出的差分信号即可反应出基站天线（17）的转动角度；
基站由基站塔（18）构成，基站天线（17）设置于基站塔（18）的顶端，下部设置有2G/3G/4G无线设备（19），2G/3G/4G无线设备（19）与基站天线（17）之间经馈线（20）进行无线信号传输。
2.根据权利要求1所述的利用无线传感器的基站天线转角传感器，其特征在于：所述左轴（7）、右轴（8）和下轴（9）均通过轴承（16）设置于基板（1）上。
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