CN108963458A - 一种用于伺服转台的天线俯仰机构 - Google Patents

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赵利青
付会强
魏少鹏
石蛟
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
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Abstract

一种用于伺服转台的天线俯仰机构，包括连接结构和驱动结构。驱动结构包括伸缩部件和滑动部件。滑动部件能够驱动伸缩部件包含的伸缩杆下端靠近或远离天线运动，所以天线的俯仰是通过滑动部件驱动伸缩杆和伸缩杆的伸缩共同实现的，而且伸缩杆与天线的夹角不同，其所受到的负载并不相同，所以，通过优化设计滑动部件的运动轨迹，便能优化降低对伸缩杆最大长度以及负载的要求。另外，连接结构中的第一连接臂垂直固定于天线背面，包括以天线中心左右对称设置的两个，也就是天线俯仰的轴线左右设置，且位于其背面上下方向的中间，这样就减小了天线的俯仰半径，也就意味着降低了所需伸缩杆的最大长度。

Description

一种用于伺服转台的天线俯仰机构
技术领域
本发明涉及伺服转台领域，尤其涉及一种用于伺服转台的天线俯仰机构。
背景技术
现行的用于伺服转台的天线俯仰机构大多采用伸缩杆单独调节，这种结构中需要伸缩杆具有较长的最大长度和较大的负载能力。而伸缩杆的最大长度越长且所要求的负载能力越大，成本就越高，而且伸缩杆的最大长度越长，伺服转台的长度也要相对加长，这就增加了整个机构的体积和重量，这对天线的使用尤其是携式式天线的使用会带来很大的不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够降低对伸缩杆最大长度以及负载要求的用于伺服转台的天线俯仰机构。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种用于伺服转台的天线俯仰机构，所述天线借助俯仰机构的连接结构和驱动结构能够俯仰运动；其特征在于：连接结构，包括驱动平台、第一连接臂和第二连接臂，所述驱动平台水平设于天线的背面，并位于天线中心的下方，所述第一连接臂垂直固定于天线的背面，包括以天线中心左右对称设置的两个，所述第二连接臂竖直固定于驱动平台上，包括与第一连接臂对应设置的两个，所述第一连接臂与对应的第二连接臂相交并铰接；驱动结构包括伸缩部件和滑动部件；伸缩部件，包括第一动力源和伸缩杆；伸缩杆，位于两个第二连接臂之间，所述伸缩杆两端能够相对伸缩且上端铰接于天线背面的上部；第一动力源，能够驱动伸缩杆伸缩；滑动部件，水平设置于驱动平台上，所述滑动部件与伸缩杆下端相铰接，用于驱动伸缩杆下端靠近或远离天线运动，并能够将伸缩杆与驱动平台锁定。
进一步的技术特征在于：所述滑动部件包括与伸缩杆下端相铰接，用于驱动伸缩杆下端靠近或远离天线运动的滑动组件和对滑动组件的运动进行导向的导向组件。
进一步的技术特征在于：所述滑动组件包括位移丝杠和滑动块，所述位移丝杠靠近或远离天线方向设置，且其两端部均可旋转连接有支撑底座，两个所述支撑底座固定于驱动平台上，所述位移丝杠的一端对应连接有第二动力源，所述位移丝杠上设有与其螺纹配合连接的滑动块，所述滑动块的上表面与伸缩杆下端铰接。
进一步的技术特征在于：所述导向组件包括分别对应设于位移丝杠左右两侧的两个导向导轨，所述导向导轨设有沿其靠近或远离天线滑动的导向滑块，两个所述导向滑块均与滑动块相固定。
进一步的技术特征在于：所述支撑底座内设有用于支撑位移丝杠旋转的圆锥滚子轴承。
进一步的技术特征在于：所述伸缩部件采用电动推杆结构。
进一步的技术特征在于：所述第二动力源采用伺服电机及减速机的组合，所述伺服电机的输出轴连接减速机的输入轴，所述减速机的输出轴连接对应的位移丝杠的一端。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
伸缩杆的两端能够相对伸缩，其上端铰接于天线背面的上部，下端铰接于滑动部件，而滑动部件能够驱动伸缩杆下端靠近或远离天线运动，所以天线的俯仰是通过滑动部件驱动伸缩杆和伸缩杆的伸缩共同实现的，也就是说天线要俯仰一定角度时，可以通过合理设计滑动部件的运动轨迹来得到较小的伸缩杆长度；而且伸缩杆与天线的夹角不同，其所受到的负载并不相同，同样可以通过合理设计滑动部件的运动轨迹来降低伸缩杆的负载。所以，通过优化设计滑动部件的运动轨迹，便能优化降低对伸缩杆最大长度以及负载的要求。
另外，第一连接臂垂直固定于天线的背面，包括以天线中心左右对称设置的两个，也就是天线俯仰的轴线左右设置，且位于其背面上下方向的中间，这样就减小了天线的俯仰半径，也就意味着降低了所需伸缩杆的最大长度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的轴测图示意图；
图2是本发明的局部A的放大轴测图示意图；
图3是本发明中滑动部件和伺服转台的安装右视图示意图；
图4是本发明的局部A的放大主视图示意图；
图5是本发明的控制系统工作示意图。
具体实施方式
下面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的一部分实施例，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。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1～5所示，一种用于伺服转台的天线俯仰机构，所述天线1借助俯仰机构的连接结构和驱动结构能够俯仰运动；连接结构，包括驱动平台2、第一连接臂31和第二连接臂32，所述驱动平台2水平设于天线的背面，并位于天线1中心的下方，所述第一连接臂31垂直固定于天线1的背面，包括以天线1中心左右对称设置的两个，所述第二连接臂32竖直固定于驱动平台2上，包括与第一连接臂31对应设置的两个，所述第一连接臂31与对应的第二连接臂32相交并铰接。
两组铰接的所述第一连接臂31和第二连接臂32以天线1中心左右对称设置，这使得天线1俯仰时的受力均匀。而且天线1俯仰的轴线位于其背面上下方向的中间，这样就减小了天线1的俯仰半径，也就意味着降低了所需伸缩杆42的最大长度。
驱动结构包括伸缩部件和滑动部件。伸缩部件，包括第一动力源41和伸缩杆42。伸缩杆42，位于两个第二连接臂32之间，所述伸缩杆42两端能够相对伸缩且上端铰接于天线1背面的上部。第一动力源41，能够驱动伸缩杆42伸缩。滑动部件，水平设置于驱动平台2上，所述滑动部件与伸缩杆42下端相铰接，用于驱动伸缩杆42下端靠近或远离天线1运动，并能够将伸缩杆42与驱动平台2锁定。
滑动部件驱动伸缩杆42靠近或远离天线1运动和伸缩杆42的伸缩共同实现天线1的俯仰。
当天线1与伸缩杆42铰接处距离天线1俯仰的轴线的距离为1m，天线1与驱动平台2的初始角度为90°，且天线1自身重量为4300N，则如下表所示：
表1
进一步限定，当天线1与驱动平台2的夹角一定，且伸缩杆42处于最小负载，则如下表所示:
表2
如表1和表2所示，相比于现有的伸缩杆42固定的方法，本发明所采用的伸缩杆42移动的方式，只要合理设置滑动部件的行程，则无论是对伸缩杆42的负载的要求，还是对伸缩杆42的最大长度的要求，均能优化下降。
优选的，滑动部件包括与伸缩杆42下端相铰接，用于驱动伸缩杆42下端靠近或远离天线1运动的滑动组件和对滑动组件的运动进行导向的导向组件，这种组合运行稳定可靠且可以有多重选择，例如，所述滑动组件包括位移丝杠521和滑动块522，所述位移丝杠521靠近或远离天线1方向设置，且其两端部均可旋转连接有支撑底座523，两个所述支撑底座523固定于驱动平台2上，所述位移丝杠521的一端对应连接有第二动力源51，所述位移丝杠521上设有与其螺纹配合连接的滑动块522，所述滑动块522的上表面与伸缩杆42下端铰接。这种结构比较简单，而且可以通过控制位移丝杠521的旋转圈数就可以实现滑动块522的直线位移距离。进一步的，导向组件包括分别对应设于位移丝杠521左右两侧的两个导向导轨531，所述导向导轨531设有沿其靠近或远离天线滑动的导向滑块532，两个所述导向滑块532均与滑动块522相固定，这样可以使滑动块522靠近或远离天线1的运动平稳可靠。为了使位移丝杠521的旋转更加平稳流畅,支撑底座523内设有用于支撑位移丝杠521旋转的圆锥滚子轴承。
为了使天线1的旋转角度精确控制，第二动力源51采用伺服电机及减速机的组合，所述伺服电机的输出轴连接减速机的输入轴，所述减速机的输出轴连接对应的位移丝杠521的一端。同样的，伸缩部件采用电动推杆结构。本机构还可以设有基于单片机的控制系统6，所述控制系统6连接第一动力源41和第二动力源51的信号输入端，这样可以根据需要设置滑动块522和伸缩杆42的运动轨迹。
以上仅是本发明的较佳实施例，任何人根据本发明的内容对本发明作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于伺服转台的天线俯仰机构，所述天线(1)借助俯仰机构的连接结构和驱动结构能够俯仰运动；
其特征在于：
连接结构，包括驱动平台(2)、第一连接臂(31)和第二连接臂(32)，所述驱动平台(2)水平设于天线的背面，并位于天线(1)中心的下方，所述第一连接臂(31)垂直固定于天线(1)的背面，包括以天线(1)中心左右对称设置的两个，所述第二连接臂(32)竖直固定于驱动平台(2)上，包括与第一连接臂(31)对应设置的两个，所述第一连接臂(31)与对应的第二连接臂(32)相交并铰接；
驱动结构包括伸缩部件和滑动部件；
伸缩部件，包括第一动力源(41)和伸缩杆(42)；
伸缩杆(42)，位于两个第二连接臂(32)之间，所述伸缩杆(42)两端能够相对伸缩且上端铰接于天线(1)背面的上部；
第一动力源(41)，能够驱动伸缩杆(42)伸缩；
滑动部件，水平设置于驱动平台(2)上，所述滑动部件与伸缩杆(42)下端相铰接，用于驱动伸缩杆(42)下端靠近或远离天线(1)运动，并能够将伸缩杆(42)与驱动平台(2)锁定。
2.根据权利要求1所述一种用于伺服转台的天线俯仰机构，其特征在于：所述滑动部件包括与伸缩杆(42)下端相铰接，用于驱动伸缩杆(42)下端靠近或远离天线(1)运动的滑动组件和对滑动组件的运动进行导向的导向组件。
3.根据权利要求2所述一种用于伺服转台的天线俯仰机构，其特征在于：所述滑动组件包括位移丝杠(521)和滑动块(522)，所述位移丝杠(521)靠近或远离天线(1)方向设置，且其两端部均可旋转连接有支撑底座(523)，两个所述支撑底座(523)固定于驱动平台(2)上，所述位移丝杠(521)的一端对应连接有第二动力源(51)，所述位移丝杠(521)上设有与其螺纹配合连接的滑动块(522)，所述滑动块(522)的上表面与伸缩杆(42)下端铰接。
4.根据权利要求3所述一种用于伺服转台的天线俯仰机构，其特征在于：所述导向组件包括分别对应设于位移丝杠(521)左右两侧的两个导向导轨(531)，所述导向导轨(531)设有沿其靠近或远离天线(1)滑动的导向滑块(532)，两个所述导向滑块(532)均与滑动块(522)相固定。
5.根据权利要求3所述一种用于伺服转台的天线俯仰机构，其特征在于：所述支撑底座(523)内设有用于支撑位移丝杠(521)旋转的圆锥滚子轴承。
6.根据权利要求3所述一种用于伺服转台的天线俯仰机构，其特征在于：所述第二动力源(51)采用伺服电机及减速机的组合，所述伺服电机的输出轴连接减速机的输入轴，所述减速机的输出轴连接对应的位移丝杠(521)的一端。
7.根据权利要求1所述一种用于伺服转台的天线俯仰机构，其特征在于：所述伸缩部件采用电动推杆结构。
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