CN107968246B - 安装于移动载体上的卫星天线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种安装于移动载体上的卫星天线装置，包括用于固接移动载体的基座，还包括天线底座，天线底座通过角度调节机构连接于基座上，角度调节机构包括支撑件、调节杆、调节杆以及角度驱动组件，支撑件一端固接于基座上，另一端转动连接于天线底座上；调节杆通过滑动结构与滑轨的滑动配合以支撑天线底座；第一齿轮的端面上设置有环状旋转机构，其通过环状旋转机构转动连接于基座上，其中心孔上设置有内螺纹，角度驱动组件包括角度驱动电机以及由角度驱动电机驱动的第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相啮合。本发明提供的安装于移动载体上的卫星天线装置，降低卫星追踪的盲区，提升天线机构对目标卫星的跟踪能力。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术，具体涉及一种安装于移动载体上的卫星天线装置。
背景技术
卫星天线装置需要持续的转动以跟踪目标卫星，为了全方位的跟踪卫星，卫星天线装置上需要设置诸多的转动副。如授权公告号为103474771B，授权公告日为2015年7月1日，名称为《船用卫星天线》的发明专利，其包括底座，与底座可拆卸连接的天线外壳，在底座上固定有中心轴，在中心轴上穿设有能够绕着中心轴旋转的底板，所述的中心轴上固定有位于底板下侧的中心齿轮，所述的底板上固定有第一驱动电机，该第一驱动电机的输出轴上固定有第一行星齿轮，所述的第一行星齿轮与中心齿轮相啮合，所述的底板上还活动连接有天线，所述的底板上还设置有一个能调节天线俯仰角的俯仰角调节机构(说明书0035-0044段)。该卫星天线通过中心轴实现天线水平方向上360度的转动调节，通过俯仰角调节机构实现天线竖直方向俯仰调节，理论上，当该船用卫星天线被安装到一水平面上时，通过中心轴和俯仰角调节机构的配合，其可以实现对水平面上方水平360度，竖直180度无死角的追踪。
现有技术的不足之处在于，安装于车、船这类移动载体上的卫星天线，在一些使用环境下，移动载体本身具有一定的倾斜角度，同时，由于地球整体呈近似圆形，这些原因导致在理论上能够覆盖水平面上所有空间的跟踪系统难以到达预想的效果，存在一定范围的跟踪死角，从而影响了卫星天线的使用效能。
发明内容
本发明的目的是提供一种安装于移动载体上的卫星天线装置，以解决技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种安装于移动载体上的卫星天线装置，包括用于固接所述移动载体的基座，还包括天线底座、天线机构、俯仰传动机构以及旋转传动机构，所述旋转传动机构通过中心轴转动连接于所述天线底座上，所述天线机构通过俯仰传动机构连接于所述旋转传动机构上，所述天线底座通过角度调节机构连接于所述基座上，所述角度调节机构包括：
支撑件，其一端固接于所述基座上，另一端通过转动轴转动连接于所述天线底座上；
调节杆，其一端连接有滑动结构，所述天线底座上设置有滑轨，所述调节杆通过所述滑动结构与所述滑轨的滑动配合以支撑所述天线底座，所述调节杆的中部设置有外螺纹；所述调节杆上位于所述外螺纹的两端均设置有环状凸起；
第一齿轮，其端面上设置有环状旋转机构，其通过所述环状旋转机构转动连接于所述基座上，其中心孔上设置有内螺纹，所述第一齿轮和调节杆通过所述外螺纹和内螺纹相螺接；
角度驱动组件，包括角度驱动电机以及由所述角度驱动电机驱动的第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合。
上述的卫星天线装置，所述支撑件上具有一膨大部，所述转动轴设置于所述膨大部上，
所述天线底座包括外壳和设置于所述外壳内部的底板，所述底板上设置有通孔，所述通孔的相对两孔壁上均设置有块体，各所述块体上均固接一轴承的外圈，所述转动轴的相对两端分别固接于两所述轴承的内圈上。
上述的卫星天线装置，所述底板上设置有一条形孔，所述调节杆的中上部具有一缩颈部，所述缩颈部位于所述条形孔中，所述缩颈部的直径小于所述条形孔的宽度，所述条形孔的宽度小于所述调节杆的中部和上部的直径。
上述的卫星天线装置，所述滑动机构包括滑板和设置于所述滑板上的滑棱，所述滑棱滑动连接于所述滑轨上；
所述调节杆上固接有托板，所述托板和所述滑板间通过弹簧相连，所述托板有两个，每个所述托板上均设置有两个所述弹簧，四个所述弹簧环绕所述调节杆布置。
上述的卫星天线装置，所述托板与所述底板倾斜布置，所述托板与所述底板间的夹角等于所述底板被所述调节杆所能驱动的极限转动角度的一半；
所述极限转动角度指的是，所述第一齿轮从所述调节杆的外螺纹的一端转动到另一端这个过程中，所述调节杆驱动所述底板转动的角度。
上述的卫星天线装置，所述滑板、托板以及弹簧均有两组，两组所述滑板、托板以及弹簧分置于所述底板的相对两侧，两组所述滑板分别贴合于所述底板的相对两侧面上。
上述的卫星天线装置，所述环状旋转机构包括环状支架，所述环状支架上设置有多个球状的贯穿孔，各所述贯穿孔内均滚动连接有滚珠，所述第一齿轮的端面上设置有第一环状槽，所述基座上设置有第二环状槽，各所述滚珠的相对两端分别滚动连接于所述第一环状槽和第二环状槽中。
上述的卫星天线装置，还包括密封罩，所述密封罩与所述基座围成一密封腔，所述调节杆的一端、第一齿轮以及角度驱动组件均位于所述密封罩内，所述密封罩上设置有插孔，所述调节杆通过密封垫套接于所述插孔中。
上述的卫星天线装置，所述基座包括基架和设置于所述基架上的基板，所述基架和基板之间层叠有多层调节板，所述基架、各调节板以及基板通过螺栓相连接；
各所述调节板上从第一侧边到第二侧边，其厚度逐渐变小，各所述调节板均设置有安装槽，所述安装槽在所述调节板的第二侧边上具有开口，所述螺栓位于所述安装槽中，所述第一侧边和第二侧边为所述调节板的两个相对侧边。
上述的卫星天线装置，所述调节板的相对两侧面上分别设置有凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽均从所述第一侧边延伸到第二侧边，所述凸棱和凹槽的外形相契合。
在上述技术方案中，本发明提供的安装于移动载体上的卫星天线装置，通过一角度调节机构调节天线底座相对于移动载体的角度，如此确保当移动载体整体处于非水平面时，天线底座仍旧可以处于水平状态，从而降低卫星追踪的盲区，提升天线机构对目标卫星的跟踪能力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的安装于移动载体上的卫星天线装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的底板的俯视图；
图3为本发明实施例提供的环状支架的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的调节板的结构示意图。
附图标记说明：
1、基座；1.1、基架；1.2、基板；2、天线底座；2.1、外壳；2.2、底板；2.2.1、条形孔；2.3、通孔；2.4、块体；2.5、滑轨；3、旋转传动机构；4、角度调节机构；4.1、支撑件；4.1.1、膨大部；4.2、转动轴；4.3、调节杆；4.3.1、缩颈部；4.3.2、外螺纹；4.4、第一齿轮；4.5、滑动结构；4.6、托板；4.7、环状旋转机构；4.7.1、环状支架；4.8、角度驱动组件；4.9、弹簧；5、密封罩；6、密封腔；7、调节板；7.1、安装槽；7.2、凸棱；7.3、凹槽；7.4、第一侧边；7.5、第二侧边。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1-4所示，本发明实施例提供的一种安装于移动载体上的卫星天线装置，包括用于固接所述移动载体的基座1，还包括天线底座2、天线机构、俯仰传动机构以及旋转传动机构3，所述旋转传动机构3通过中心轴转动连接于所述天线底座2上，所述天线机构通过俯仰传动机构连接于所述旋转传动机构3上，所述天线底座2通过角度调节机构4连接于所述基座1上，所述角度调节机构4包括支撑件4.1、调节杆4.3、第一齿轮4.4以及角度驱动组件4.8，支撑件4.1一端固接于所述基座1上，另一端通过转动轴4.2转动连接于所述天线底座2上；调节杆4.3一端连接有滑动结构4.5，所述天线底座2上设置有滑轨2.5，所述调节杆4.3通过所述滑动结构4.5与所述滑轨2.5的滑动配合以支撑所述天线底座2，所述调节杆4.3的中部设置有外螺纹4.3.2；第一齿轮4.4的端面上设置有环状旋转机构4.7，其通过所述环状旋转机构4.7转动连接于所述基座1上，其中心孔上设置有内螺纹，所述第一齿轮4.4和调节杆4.3通过所述外螺纹4.3.2和内螺纹相螺接；角度驱动组件4.8包括角度驱动电机以及由所述角度驱动电机驱动的第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮4.4相啮合。
具体的，天线机构为接受卫星信号的机构，一般的，其包括一个金属抛物面和设置于金属抛物面的焦点处的馈源和高频头。天线机构通过俯仰传动机构连接于旋转传动机构3上，旋转传动机构3通过中心轴转动连接于天线底座2上，如此相对天线底座2，天线机构可以通过俯仰传动机构进行俯仰运动(竖直方向摆动)，也可以通过旋转传动机构3发生旋转(水平面上转动)，俯仰传动机构以及旋转传动机构3均为机械领域的常见机构，其具有诸多的可实现结构，如背景技术中涉及的现有专利所提供的机构，其为机械领域的公知常识和惯用技术手段，本实施例不一一赘述各种可能实现的具体结构。
本实施例的创新点在一设置角度调节机构4，本实施例提供的卫星天线装置通过基座1固接于相应的移动载体如车、船等工具上，天线底座2通过角度调节机构4连接于基座1上，角度调节机构4包括支撑件4.1、调节杆4.3、第一齿轮4.4以及角度驱动组件4.8，其中，支撑件4.1和调节杆4.3分置于所述基座1上的相对两侧，在基座1的一侧，支撑件4.1的一端固定连接于基座1上，另一端通过转动轴4.2与天线底座2转动连接，如此通过支撑件4.1和转动轴4.2，天线底座2可以相对基座1也即移动载体发生转动；在基座1的另一侧，基座1通过调节杆4.3连接天线底座2，调节杆4.3可旋转的连接于基座1上，具体结构上，基座1上设置有环状的轨道类结构，第一齿轮4.4的端面上设置有环状旋转机构4.7，这里旋转指的是第一齿轮4.4以其内孔的中心线为转动轴4.2线而发生的自转，环状旋转机构4.7为接受驱动后可以在环状轨道上旋转的机构，如圆环状的滑棱，布置于圆环状支架4.7.1上的轮子或球体等等，调节杆4.3中部的外壁上设置有外螺纹4.3.2，而第一齿轮4.4的中心孔上设置有内螺纹，两者通过外螺纹4.3.2和内螺纹相螺接，如此第一齿轮4.4和调节杆4.3形成类似滚珠丝杠的结构，当第一齿轮4.4受驱动而发生转动时，其通过螺纹驱动调节杆4.3自转的同时向上或者向下运动。调节杆4.3的顶端设置有滑动结构4.5，天线底座2上设置有滑轨2.5，滑动结构4.5与滑轨2.5滑动配合，滑动结构4.5可以是凸起的棱状结构或者滚轮类机构，其可以在滑轨2.5上滑动，即调节杆4.3通过滑动结构4.5支撑天线底座2。本实施例中，天线底座2的两端分别通过支撑件4.1和调节杆4.3支撑于基座1上，其中，天线底座2与支撑件4.1转动连接，天线底座2与调节杆4.3滑动连接，而且调节杆4.3接受角度驱动组件4.8驱动后可上下往复运动，如此当调节杆4.3上下运动后天线底座2即与基座1发生角度调节运动。
本实施例中，为了保证对天线底座2支撑的稳固性，支撑件4.1对天线底座2可以有多个支撑点，调节杆4.3可以有多个，如此天线底座2可以具有多个支撑部，使得支撑件4.1和调节杆4.3对天线底座2的支撑较为稳定。
本实施例中，所述调节杆4.3上位于所述外螺纹4.3.2的两端均设置有环状凸起；环状凸起用于限位，将第一齿轮4.4限位于两个环状凸起之间，防止其转离外螺纹环状凸起。
本发明实施例提供的安装于移动载体上的卫星天线装置，通过一角度调节机构4调节天线底座2相对于移动载体的角度，如此确保当移动载体整体处于非水平面时，如汽车在斜坡上，或者船舶位于南半球而需要追踪北半球上空的卫星时，通过角度调节机构4的调节，天线底座2仍旧可以处于水平状态，从而降低卫星追踪的盲区，提升天线机构对目标卫星的跟踪能力。
本发明另一个实施例中，进一步的，所述支撑件4.1上具有一膨大部4.1.1，所述转动轴4.2设置于所述膨大部4.1.1上，提升支撑件4.1对转动轴4.2的支撑力，所述天线底座2包括外壳2.1和设置于所述外壳2.1内部的底板2.2，外壳2.1包裹角度调节机构4以保护后者，降低外界负面因素如雨尘对角度调节机构4的影响，所述底板2.2上设置有通孔2.3，所述通孔2.3的相对两孔壁上均设置有块体2.4，各所述块体2.4上均固接一轴承的外圈，所述转动轴4.2的相对两端分别固接于两所述轴承的内圈上，轴承使得转动轴4.2与地板的转动连接较为顺畅，块体2.4增加转动轴4.2对底板2.2的施力承载面积，提升支撑力。
本发明再一个实施例中，进一步的，所述底板2.2上设置有一条形孔2.2.1，所述调节杆4.3的中上部具有一缩颈部4.3.1，所述缩颈部4.3.1位于所述条形孔2.2.1中，所述缩颈部4.3.1的直径小于所述条形孔2.2.1的宽度，所述条形孔2.2.1的宽度小于所述调节杆4.3的中部和上部的直径，如此缩颈部4.3.1被限位于条形孔2.2.1中，其顶部和底部无法穿过条形孔2.2.1，调节杆4.3本身具有一限位作用，防止调节杆4.3运动到过上或者过下的位置。
本发明再一个实施例中，进一步的，所述滑动机构包括滑板和设置于所述滑板上的滑棱，所述滑棱滑动连接于所述滑轨2.5上；所述调节杆4.3上固接有托板4.6，所述托板4.6和所述滑板间通过弹簧4.9相连，所述托板4.6有两个，每个所述托板4.6上均设置有两个所述弹簧4.9，四个所述弹簧4.9环绕所述调节杆4.3布置，如此调节杆4.3通过托板4.6、弹簧4.9和滑板支撑托板4.6，其对托板4.6的支撑为柔性支撑，移动载体常处于较为剧烈的运动状态，弹簧4.9起到缓冲的作用，防止卫星天线装置在剧烈运动过程中角度调节机构4的运行受到刚性冲击。
更进一步的，所述托板4.6与所述底板2.2倾斜布置，所述托板4.6与所述底板2.2间的夹角等于所述底板2.2被所述调节杆4.3所能驱动的极限转动角度的一半；所述极限转动角度指的是，所述第一齿轮4.4从所述调节杆4.3的外螺纹4.3.2的一端转动到另一端这个过程中，所述调节杆4.3驱动所述底板2.2转动的角度，如第一齿轮4.4驱动调节杆4.3在往复运动的最大行程的条件下可以使得底板2.2转动30度，则托板4.6与底板2.2的倾斜角度为15度。如此布置，在调节杆4.3的运动过程中，降低托板4.6与底板2.2间的角度差，使得弹簧4.9的两端所连接的面的差异度更小，从而延长弹簧4.9的使用寿命。
再进一步的，所述滑板、托板4.6以及弹簧4.9均有两组，两组所述滑板、托板4.6以及弹簧4.9分置于所述底板2.2的相对两侧，两组所述滑板分别贴合于所述底板2.2的相对两侧面上，其中，位于底板2.2上端面的托板4.6和弹簧4.9对托板4.6施加的为压力，位于底板2.2下端面的托板4.6和弹簧4.9对托板4.6施加的为支撑力，如此两侧夹住稳定性更好，且多组弹簧4.9均衡施加支撑力。
本发明再一个实施例中，进一步的，所述环状旋转机构4.7包括环状支架4.7.1，所述环状支架4.7.1上设置有多个球状的贯穿孔，各所述贯穿孔内均滚动连接有滚珠，环状支架4.7.1、贯穿孔以及滚珠组成类似于轴承外圈和内圈间的结构，所述第一齿轮4.4的端面上设置有第一环状槽，所述基座1上设置有第二环状槽，各所述滚珠的相对两端分别滚动连接于所述第一环状槽和第二环状槽中，第一齿轮4.4、基座1、环状支架4.7.1、贯穿孔以及滚珠组成类似轴承上的相对运动结构，如此成熟的轴承类似机构使得基座1对第一齿轮4.4的支撑效果较好。
本发明再一个实施例中，进一步的，还包括密封罩5，所述密封罩5与所述基座1围成一密封腔6，所述调节杆4.3的一端、第一齿轮4.4以及角度驱动组件4.8均位于所述密封罩5内，所述密封罩5上设置有插孔，所述调节杆4.3通过密封垫套接于所述插孔中，密封罩5防止外界的雨尘进入密封腔6中，降低这些因素对节杆、第一齿轮4.4以及角度驱动组件4.8的负面影响。
本发明再一个实施例中，进一步的，所述基座1包括基架1.1和设置于所述基架1.1上的基板1.2，所述基架1.1和基板1.2之间层叠有多层调节板7，所述基架1.1、各调节板7以及基板1.2通过螺栓相连接；各所述调节板7上从第一侧边7.4到第二侧边7.5，其厚度逐渐变小，各所述调节板7均设置有安装槽7.1，所述安装槽7.1在所述调节板7的第二侧边7.5上具有开口，所述螺栓位于所述安装槽7.1中，所述第一侧边7.4和第二侧边7.5为所述调节板7的两个相对侧边，公知的调节垫板在使用时，需要先卸下螺栓，拆开基板1.2和基架1.1，添加上合适层数的调节垫板，再合上基板1.2和基架1.1，安装上螺栓，操作较为复杂，本实施例提供的调节板7，通过设置具有开口的安装槽7.1，如此在调节时进行插入和抽出相应层数的调节板7即可，而无需安装和拆卸螺栓，省却较多的安装和维护步骤。另外，厚度依次变化使得调节板7不仅可以调节厚度，各调节板7以其厚度较大的部分相叠加还可以调节基架1.1和基板1.2之间的角度。
本发明再一个实施例中，更进一步的，所述调节板7的相对两侧面上分别设置有凸棱7.2和凹槽7.3，所述凸棱7.2和凹槽7.3均从所述第一侧边7.4延伸到第二侧边7.5，所述凸棱7.2和凹槽7.3的外形相契合，多层调节板7使用时，凸棱7.2和凹槽7.3相插接以配合，如此降低两层调节板7间的连接力。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (8)
1.一种安装于移动载体上的卫星天线装置，包括用于固接所述移动载体的基座，还包括天线底座、天线机构、俯仰传动机构以及旋转传动机构，所述旋转传动机构通过中心轴转动连接于所述天线底座上，所述天线机构通过俯仰传动机构连接于所述旋转传动机构上，其特征在于，所述天线底座通过角度调节机构连接于所述基座上，所述角度调节机构包括：
支撑件，其一端固接于所述基座上，另一端通过转动轴转动连接于所述天线底座上；
调节杆，其一端连接有滑动结构，所述天线底座上设置有滑轨，所述调节杆通过所述滑动结构与所述滑轨的滑动配合以支撑所述天线底座，所述调节杆的中部设置有外螺纹；所述调节杆上位于所述外螺纹的两端均设置有环状凸起；
第一齿轮，其端面上设置有环状旋转机构，其通过所述环状旋转机构转动连接于所述基座上，其中心孔上设置有内螺纹，所述第一齿轮和调节杆通过所述外螺纹和内螺纹相螺接；
角度驱动组件，包括角度驱动电机以及由所述角度驱动电机驱动的第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合；
所述支撑件上具有一膨大部，所述转动轴设置于所述膨大部上，
所述天线底座包括外壳和设置于所述外壳内部的底板，所述底板上设置有通孔，所述通孔的相对两孔壁上均设置有块体，各所述块体上均固接一轴承的外圈，所述转动轴的相对两端分别固接于两所述轴承的内圈上；
所述滑动机构包括滑板和设置于所述滑板上的滑棱，所述滑棱滑动连接于所述滑轨上；
所述调节杆上固接有托板，所述托板和所述滑板间通过弹簧相连，所述托板有两个，每个所述托板上均设置有两个所述弹簧，四个所述弹簧环绕所述调节杆布置。
2.根据权利要求1所述的卫星天线装置，其特征在于，所述底板上设置有一条形孔，所述调节杆的中上部具有一缩颈部，所述缩颈部位于所述条形孔中，所述缩颈部的直径小于所述条形孔的宽度，所述条形孔的宽度小于所述调节杆的中部和上部的直径。
3.根据权利要求1所述的卫星天线装置，其特征在于，所述托板与所述底板倾斜布置，所述托板与所述底板间的夹角等于所述底板被所述调节杆所能驱动的极限转动角度的一半；
所述极限转动角度指的是，所述第一齿轮从所述调节杆的外螺纹的一端转动到另一端这个过程中，所述调节杆驱动所述底板转动的角度。
4.根据权利要求1所述的卫星天线装置，其特征在于，所述滑板、托板以及弹簧均有两组，两组所述滑板、托板以及弹簧分置于所述底板的相对两侧，两组所述滑板分别贴合于所述底板的相对两侧面上。
5.根据权利要求1所述的卫星天线装置，其特征在于，所述环状旋转机构包括环状支架，所述环状支架上设置有多个球状的贯穿孔，各所述贯穿孔内均滚动连接有滚珠，所述第一齿轮的端面上设置有第一环状槽，所述基座上设置有第二环状槽，各所述滚珠的相对两端分别滚动连接于所述第一环状槽和第二环状槽中。
6.根据权利要求5所述的卫星天线装置，其特征在于，还包括密封罩，所述密封罩与所述基座围成一密封腔，所述调节杆的一端、第一齿轮以及角度驱动组件均位于所述密封罩内，所述密封罩上设置有插孔，所述调节杆通过密封垫套接于所述插孔中。
7.根据权利要求1所述的卫星天线装置，其特征在于，所述基座包括基架和设置于所述基架上的基板，所述基架和基板之间层叠有多层调节板，所述基架、各调节板以及基板通过螺栓相连接；
各所述调节板上从第一侧边到第二侧边，其厚度逐渐变小，各所述调节板均设置有安装槽，所述安装槽在所述调节板的第二侧边上具有开口，所述螺栓位于所述安装槽中，所述第一侧边和第二侧边为所述调节板的两个相对侧边。
8.根据权利要求7所述的卫星天线装置，其特征在于，所述调节板的相对两侧面上分别设置有凸棱和凹槽，所述凸棱和凹槽均从所述第一侧边延伸到第二侧边，所述凸棱和凹槽的外形相契合。
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