CN108321538A - 天线方位角转换调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种天线方位角转换调节装置，包括支撑架(101)、动力输入电机(102)、动力转换电机(103)，槽轮(201)、拔轮(202)、主动齿轮(203)、切换齿轮(204)和从动齿轮(205)，动力输入电机(102)直接或转接与槽轮(201)同轴固定，动力转换电机(103)通过直接或转接与拔轮(202)同轴固定；主动齿轮(203)、切换齿轮(204)和从动齿轮(205)构成齿轮组；设置多套蜗轮蜗杆装置，设置相应直齿轮(106)和直齿条(107)将转动转化为直线位移。本发明结合槽轮与蜗轮蜗杆，改变了传统通过太阳轮与行星轮多级齿轮传动的做法，减少了零件数量，节省了装配时间，减少了故障点。

Description

天线方位角转换调节装置

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线方位角转换调节装置。

背景技术

在无线通信系统中，基站天线是收发信机与外界传播介质之间的接口。在基站天线的物理位置不变的的情况下，通常通过电控的动力输出装置通过传动装置在天线内连接各单元的移相器和控制各移相器输出相位。

在站点共享的情况下，为了避免同一站点安装过多的具有不同频段的天线并为了减轻通信塔的承重负担，通常采用一个天线集成多个频段的多频天线。多频天线中各个频段的方位角均需使用各自的移相器，通常给天线内的每个频段的移相器对应单独的控制器，由此导致了天线内部控制器的数量过多，传动装置与天线的体积增大。

由于通信接口及控制接口随着频段数量的增加同比例增长，导致底部接口空间紧张，制造及工程安装维护困难。随着天面资源的整合与稀缺化，电调基站天线向着多频，小型化方向发展，目前的天线下端面在多频兼容的情况下已出现布局上空间不足，同时采用一个频段对应一个电控装置的现有技术方案，因频段数量的增长，成本及控制难度随之增加。

为了适应这种需求，提高目前电调天线结构紧凑水平，并降低电控数量成本，有必要开发一种通用性强并成熟可靠的天线方位角转换调节装置。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有电调天线移相器传动结构存在的缺点和不足，提供一种可在较小体积内实现的可转换调节装置，实现以较少的电控装置实现多频多路移相器高可靠性的控制。

本发明所采用的技术方案为一种天线方位角转换调节装置，包括支撑架101、动力输入电机102、动力转换电机103，槽轮201、拔轮202、主动齿轮203、切换齿轮204和从动齿轮205，槽轮201与拔轮202按半径相切在支撑架101中平行固定轴心并具有转动自由度，动力输入电机102直接或转接与槽轮201同轴固定，动力转换电机103通过直接或转接与拔轮202同轴固定；

主动齿轮203周围等分或不等分均布若干从动齿轮205，从动齿轮205固定在支撑架101上均布的圆形垂直立柱上，切换齿轮204随槽轮201圆周转动时依次分别与各从动齿轮205啮合；主动齿轮203、切换齿轮204和从动齿轮205构成齿轮组；

设置多套蜗轮蜗杆装置，包括在每个从动齿轮205上固定一个蜗杆301，与相应蜗轮302垂直啮合，蜗轮302固定在支撑架101上自转，设置相应直齿轮106和直齿条107将转动转化为直线位移；

当动力转换电机103驱动拔轮202旋转一圈，槽轮201旋转对应的分度，动力输入电机102通过齿轮组将旋转动力输出至分度对应的蜗轮蜗杆装置上。

而且，设置不同长度的延长杆，通过延长杆的转动分别传递至相应直齿轮106上。

而且，设置齿条固定架108和拉杆110，直齿轮106与直齿条107啮合，固定在齿条固定架108上，直齿条107一端通过快装卡扣与拉杆110连接，直齿条107连接的拉杆110带动移相器产生位移，随动力输入电机102主轴正时针或逆时针旋转，拉杆110能够直线双向位移。

而且，槽轮201为圆盘形，中心与主动齿轮203同轴并独立转动，槽轮201边缘固定有一垂直圆柱，将切换齿轮204同轴约束在此垂直圆柱上转动，并使主动齿轮203与切换齿轮204互相啮合的同时切换齿轮204能够绕主动齿轮203圆周运动。

而且，支持使用手动方式替代动力输入电机102和动力转换电机103进行操作。

而且，各部件使用金属或塑料材质开模制造。

本发明同现有技术相比所具有的优点、特点或积极效果：

1、采用本发明结合槽轮与蜗轮蜗杆的方法，改变了传统通过太阳轮与行星轮多级齿轮传动的做法，减少了零件数量，节省了装配时间，减少了故障点。

2、需要重点强调是采用本发明在拔轮轮旋转驱动槽轮过程中，拔轮圆周与槽轮边缘圆弧相配合，拔轮旋转一圈拔动槽轮至下一级分度前，能有效保持槽轮定位并锁止，此种间歇式运动方式可有效避免传动方案中因多级齿轮啮合精度不足造成的切换不足及跳档，滑档现象，对应的时延降低了对电机与零件的精度要求，提升可靠性与准确性的同时改善了经济性。

3、需要重点强调是采用本发明在动力输入电机通过齿轮组将旋转动力输出至分度对应的蜗轮蜗杆装置上，使用蜗杆驱动蜗轮，使用小体积改变传动比，对比传统方案传动比变化需靠改变齿轮组直径的方法，螺纹可使用较大的齿高以增加传动部件强度，更重要的是，利用蜗杆向蜗轮单向传动的特性，可有效的实现移相器位移锁定。

4、需要重点强调是采用本发明采用蜗轮蜗杆通过可设计多种长度的连接杆及对应的齿轮齿条驱动调节对应的移相器的做法，通过改变杆长，可在水平方向调整对应的从动装置固定位以适应不同的移相器布局，对比之下，传统方案受齿轮级数影响无法调整移相器布局。

5、采用本发明相关传动零件均可使用金属或塑料材质开模制造，可实现经济性的规模化生产，并可避免对天线互调指标产生不良影响。

附图说明

图1为本发明实施例的天线方位角转换调节装置的结构立体图；

图2为本发明实施例的天线方位角转换调节装置的结构主视图；

图3为本发明实施例的天线方位角转换调节装置的槽轮部分的结构立体图；

图4为本发明实施例的天线方位角转换调节装置的槽轮部分的结构主视图；

图5为本发明实施例的天线方位角转换调节装置的蜗轮蜗杆部分的结构立体图；

图中：

100—调节装置，101—支撑架，102—动力输入电机，103—动力转换电机，104—延长杆一，105—延长杆二，106—直齿轮，107—直齿条，108—齿条固定架，109—快装卡扣，110—拉杆；

200—槽轮转换装置，201—槽轮，202—拔轮；203—主动齿轮，204—切换齿轮，205—从动齿轮，206—拔轮拔杆，207—槽轮槽位，208—拔轮侧凸弧面，209—槽轮侧凹弧面；

300—蜗轮蜗杆装置，301—蜗杆，302—蜗轮；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明提出使用两只电机进行全部的电控操作，也可使用手动方式进行操作。一只电机进行相位移动动力输入，另一只电机通过槽轮进行动力切换。切换电机驱动拔轮旋转一圈，槽轮旋转对应的分度，动力输入电机通过齿轮组将旋转动力输出至分度对应的蜗轮蜗杆装置上。此过程可循环进行。每套蜗轮蜗杆通过可改变长度的杆及对应的齿轮齿条驱动调节对应的移相器。

本发明实施例的实施例的天线方位角调节装置具体实施方式如下：

1)如图1，2所示，装置主要包括支撑架101、动力输入电机102、动力转换电机103，槽轮201、拔轮202、主动齿轮203、切换齿轮204和从动齿轮205，调节装置100主体使用支撑架101作基本支撑，槽轮201与拔轮202按半径相切在支撑架101中平行固定轴心并具有转动自由度，动力输入电机102直接或转接与槽轮201同轴固定，动力转换电机103直接或转接与拔轮202同轴固定。主动齿轮203从动力输入电机102转动，槽轮201靠拔轮202驱动，两路动力不互相影响。

2)如图1，2所示，除靠近支撑架101的两路直接利用直齿轮106与直齿条107啮合外，其余几路动力通过延长杆一104或延长杆二105(每路可设为不同杆长)的转动分别传递至直齿轮106上，直齿轮106与直齿条107啮合，固定在齿条固定架108上，直齿条107一端通过快装卡扣与拉杆110连接。延长杆一104和延长杆二105可以通过设计不同的长度值横向对应不同的拉杆110位置。

3)如图3所示，同轴的动力输入电机102固定主动齿轮203，动力输入电机102主轴可直接驱动主动齿轮203双向旋转，槽轮201为圆盘形，中心与主动齿轮203同轴并独立转动，槽轮201边缘固定有一垂直圆柱，将切换齿轮204同轴约束在此垂直圆柱上转动，并使主动齿轮203与切换齿轮204互相啮合的同时切换齿轮204可绕主动齿轮203圆周运动。

3)如图4所示，主动齿轮203周围等分或不等分均布N(N≥2)个从动齿轮205，从动齿轮205固定在支撑架101上均布的圆形垂直立柱上，切换齿轮204随槽轮201圆周转动时依次分别与从动齿轮205啮合。

4)如图5所示，每个从动齿轮205上固定一个蜗杆301，与蜗轮302垂直啮合，蜗轮302固定在支撑架101上自转，延长杆一104和延长杆二105截面设计成D形，以使之与蜗轮302同轴同步旋转，一端分别同轴插入蜗轮302，与蜗轮302同步转动，另一端如2)所述，插入直齿轮106轴心中。

5)工作过程如下：动力转换电机103按控制信号驱动拔轮202旋转，当拔轮202上的拔轮拔杆206进入槽轮201中的槽轮槽位207，使槽轮201旋转360/N度等分位后，拔轮拔杆206脱出槽轮槽位207，拔轮侧凸弧面208旋入槽轮侧凹弧面209，在槽轮201转动下一等分位前，约束槽轮201转动自由度。这种间歇式运动方式可有效避免传动方案中因多级齿轮啮合精度不足造成的切换不足及跳档、滑档现象，对应的时延降低了对电机与零件的精度要求。此时，切换齿轮204随槽轮201圆周转动后与某一从动齿轮205啮合，按动力传递方向，主动齿轮203与切换齿轮204与从动齿轮205顺序啮合。动力输入电机102主轴按控制信号驱动主动齿轮203旋转，驱使从动齿轮205及其上固定的蜗杆301，使轴向垂直对应的蜗轮302按一定的减速比旋转。使用小体积实现较大传动比，对比传统方案传动比变化需靠改变齿轮组直径的方法，螺纹可使用较大的齿高以增加传动部件强度，更重要的是，利用蜗杆向蜗轮单向传动的特性，可有效的实现移相器位移锁定。通过延长杆104(105)及直齿轮106将转动通过直齿条107转化为直线位移，直齿条107连接的拉杆110带动移相器产生位移，随动力输入电机102主轴正时针或逆时针旋转，拉杆110可直线双向位移。通过改变延长杆长度，可在水平方向调整对应的从动装置固定位以适应不同的移相器布局。拉杆110位移达到设定值时，可经预设的配属控制电路进行程序判断，输出信号使动力输入电机102停转，并使动力转换电机103再次旋转，进入下一次换档循环。

本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种天线方位角转换调节装置，其特征在于：包括支撑架(101)、动力输入电机(102)、动力转换电机(103)，槽轮(201)、拔轮(202)、主动齿轮(203)、切换齿轮(204)和从动齿轮(205)，

槽轮(201)与拔轮(202)按半径相切在支撑架(101)中平行固定轴心并具有转动自由度，动力输入电机(102)直接或转接与槽轮(201)同轴固定，动力转换电机(103)通过直接或转接与拔轮(202)同轴固定；

主动齿轮(203)周围等分或不等分均布若干从动齿轮(205)，从动齿轮(205)固定在支撑架(101)上均布的圆形垂直立柱上，切换齿轮(204)随槽轮(201)圆周转动时依次分别与各从动齿轮(205)啮合；主动齿轮(203)、切换齿轮(204)和从动齿轮(205)构成齿轮组；

设置多套蜗轮蜗杆装置，包括在每个从动齿轮(205)上固定一个蜗杆(301)，与相应蜗轮(302)垂直啮合，蜗轮(302)固定在支撑架(101)上自转，设置相应直齿轮(106)和直齿条(107)将转动转化为直线位移；

当动力转换电机(103)驱动拔轮(202)旋转一圈，槽轮(201)旋转对应的分度，动力输入电机(102)通过齿轮组将旋转动力输出至分度对应的蜗轮蜗杆装置上。

2.根据权利要求1所述天线方位角转换调节装置，其特征在于：设置不同长度的延长杆，通过延长杆的转动分别传递至相应直齿轮(106)上。

3.根据权利要求1所述天线方位角转换调节装置，其特征在于：设置齿条固定架(108)和拉杆(110)，直齿轮(106)与直齿条(107)啮合，固定在齿条固定架(108)上，直齿条(107)一端通过快装卡扣与拉杆(110)连接，直齿条(107)连接的拉杆(110)带动移相器产生位移，随动力输入电机(102)主轴正时针或逆时针旋转，拉杆(110)能够直线双向位移。

4.根据权利要求1所述天线方位角转换调节装置，其特征在于：槽轮(201)为圆盘形，中心与主动齿轮(203)同轴并独立转动，槽轮(201)边缘固定有一垂直圆柱，将切换齿轮(204)同轴约束在此垂直圆柱上转动，并使主动齿轮(203)与切换齿轮(204)互相啮合的同时切换齿轮(204)能够绕主动齿轮(203)圆周运动。

5.根据权利要求1或2或3或4所述天线方位角转换调节装置，其特征在于：支持使用手动方式替代动力输入电机(102)和动力转换电机(103)进行操作。

6.根据权利要求1或2或3或4所述天线方位角转换调节装置，其特征在于：各部件使用金属或塑料材质开模制造。

7.根据权利要求5所述天线方位角转换调节装置，其特征在于：各部件使用金属或塑料材质开模制造。