CN109037896A - 气动天线伸缩系统及航行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气动天线伸缩系统及航行器，所述的气动天线伸缩系统包括阀门、真空泵、伸缩装置、天线模块；真空泵包括出气口、进气口；伸缩装置的气动腔室通过阀门的切换，连通至所述出气口或者连通至所述进气口；伸缩装置的伸缩杆连接天线模块；天线模块位于伸缩装置的外部。本发明提供的气动天线伸缩系统及航行器结构合理；占用空间小；提高信号发射和接收的效果。

Description

气动天线伸缩系统及航行器

技术领域

本发明涉及定位系统领域，具体的，涉及一种气动天线伸缩系统及航行器。

背景技术

为了掌握水下航行器的位置信息，需要在航行器上安装定位模块，但在辽阔的水面上，为使GPS信号更好的发射和接收，必须使信号天线尽可能远的离开水面。

为了不影响航行，目前水下航行器用天线主要分为与航行器共形、小距离外凸于航行器表面两种，这两种天线离开水面的距离有限，从而影响了信号的发射和接收。

中国专利文献CN 205488503U公开了可升放式水下航行器卫星天线装置，当水下航行器在水下航行时将卫星天线杆放下，减少碰撞；当水下航行器浮出水面时，将卫星天线杆升起，进行通信。

目前公开的水下航行器用天线系统存在结构不合理、占用的空间大、信号接收效果不佳等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种气动天线伸缩系统及航行器。

根据本发明提供的一种气动天线伸缩系统，包括阀门、真空泵、伸缩装置、天线模块；真空泵包括出气口、进气口；伸缩装置的气动腔室通过阀门的切换，连通至所述出气口或者连通至所述进气口；伸缩装置的伸缩杆连接天线模块；天线模块位于伸缩装置的外部。

优选地，伸缩装置包括活塞、缸筒；所述的气动天线伸缩系统包括安装法兰；安装法兰连接缸筒；活塞设置于缸筒的内部，活塞将缸筒的内部空间分隔为气动腔室、外部连通腔室；伸缩杆穿过安装法兰在气动腔室或外部连通腔室与活塞连接；伸缩杆与安装法兰密封连接；天线模块设置于伸缩杆的顶部。

优选地，伸缩杆内部设置有空腔；气动天线伸缩系统的线缆贯穿空腔；线缆连接天线模块。

优选地，真空泵、阀门设置于缸筒的外部。

优选地，缸筒的气动腔室设置有气孔；所述的气动天线伸缩系统包括连通管；连通管包括第一接管、第二接管；气孔通过第一接管、阀门、第二接管连接真空泵。

优选地，气孔开设在气动腔室的顶部位置处或底部位置处。

优选地，所述的气动天线伸缩系统，包括天线罩；天线罩设置于天线模块的上部；伸缩杆和天线罩之间密封连接形成天线腔室，天线模块安装在所述天线腔室内。

优选地，所述的气动天线伸缩系统包括控制系统；在控制系统的控制下，阀门进行切换，使得伸缩装置的气动腔室连通至所述出气口或者所述进气口。

优选地，所述的气动天线伸缩系统：

-当伸缩装置的气动腔室连通至所述出气口时，出气口产生正压，使得气动腔室的体积增大，驱使伸缩杆带动天线模块下降；当伸缩装置的气动腔室连通至所述进气口时，进气口产生负压，使得气动腔室的体积减小，允许伸缩杆带动天线模块上升；或者

-当伸缩装置的气动腔室连通至所述出气口时，出气口产生正压，使得气动腔室的体积增大，驱使伸缩杆带动天线模块上升；当伸缩装置的气动腔室连通至所述进气口时，进气口产生负压，使得气动腔室的体积减小，允许伸缩杆带动天线模块下降。

根据本发明提供的一种航行器，包括航行主体部分，还包括上述的气动天线伸缩系统；天线模块作下降运动后，能够使得天线模块外的天线罩的外形、航行主体部分的外形共形；天线模块作上升运动后，能够使得天线模块外的天线罩凸出航行主体部分的外形轮廓。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、结构合理；

2、气动天线伸缩系统在非工作状态下，能够与航行器共形，占用的空间小；

3、气动天线伸缩系统在有限的空间中能够自动的伸出、缩回，在需要发射和接收信号时，能够增加天线模块和水面的距离，提高信号发射和接收的效果；

4、利用简单的控制系统，在有限的空间中实现了天线模块的自动伸缩功能，节省了控制电路的空间；

5、中空的伸缩杆方便了天线模块与内部电路的连接。

附图说明

通过阅读参照以下附图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是气动天线伸缩系统的外部结构图；

图2是气动天线伸缩系统的内部结构图；

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1、图2所示，本发明提供的气动天线伸缩系统901，包括阀门2、真空泵3、伸缩装置4、天线模块5；真空泵3包括出气口、进气口；伸缩装置4的气动腔室401通过阀门2的切换，连通至所述出气口或者连通至所述进气口；伸缩装置4的伸缩杆41连接天线模块5；天线模块5位于伸缩装置4的外部。

具体的，伸缩装置4包括活塞42、缸筒6；所述的气动天线伸缩系统901包括安装法兰7；安装法兰7连接缸筒6；活塞42设置于缸筒6的内部，活塞42将缸筒6的内部空间分隔为气动腔室401、外部连通腔室402；伸缩杆41穿过安装法兰7在气动腔室401或外部连通腔室402与活塞42连接；伸缩杆41与安装法兰7密封连接；天线模块5设置于伸缩杆41的顶部。在这里，外部连通腔室402优选为与外部大气连通。如图2所示，活塞42下降至缸筒6的底部，因此外部连通腔室402在图中并不明显，当活塞42上升至缸筒6的中部时，外部连通腔室402的体积相较图2中将增大。

具体的，伸缩杆41内部设置有空腔411；气动天线伸缩系统901的线缆8贯穿空腔411；线缆8连接天线模块5。具体的，真空泵3、阀门2设置于缸筒6的外部。具体的，缸筒6的气动腔室401设置有气孔61；所述的气动天线伸缩系统901包括连通管821；连通管821包括第一接管81、第二接管82；气孔61通过第一接管81、阀门2、第二接管82连接真空泵3。具体的，气孔61开设在气动腔室401的顶部位置处或底部位置处。具体的，所述的气动天线伸缩系统901包括天线罩51；天线罩51设置于天线模块5的上部；伸缩杆41和天线罩51之间密封连接形成天线腔室，天线模块5安装在所述天线腔室内。具体的，所述的气动天线伸缩系统901包括控制系统9；在控制系统9的控制下，阀门2进行切换，使得伸缩装置4的气动腔室401连通至所述出气口或者所述进气口。

具体的，所述的气动天线伸缩系统901：

-当伸缩装置4的气动腔室401连通至所述出气口时，出气口产生正压，使得气动腔室401的体积增大，驱使伸缩杆41带动天线模块5下降；当伸缩装置4的气动腔室401连通至所述进气口时，进气口产生负压，使得气动腔室401的体积减小，允许伸缩杆41带动天线模块5上升；或者

-当伸缩装置4的气动腔室401连通至所述出气口时，出气口产生正压，使得气动腔室401的体积增大，驱使伸缩杆41带动天线模块5上升；当伸缩装置4的气动腔室401连通至所述进气口时，进气口产生负压，使得气动腔室401的体积减小，允许伸缩杆41带动天线模块5下降。

根据本发明提供的一种航行器，包括航行主体部分，还包括上述的气动天线伸缩系统901；天线模块5作下降运动后，能够使得天线模块5外的天线罩51的外形、航行主体部分的外形共形；天线模块5作上升运动后，能够使得天线模块5外的天线罩51凸出航行主体部分的外形轮廓。

下面对本发明进行更为具体的说明。

如图1、图2所示，天线模块5固定在伸缩杆41顶部，天线罩51与伸缩杆41通过螺钉固定，两者采用O型圈密封，天线罩51外形与航行器外形共形。安装法兰7与缸筒6连接，活塞42装入缸筒6，伸缩杆41穿过安装法兰7后与活塞42固定连接。伸缩杆41与安装法兰7之间采用O型圈密封。伸缩杆41为中空结构，连接天线模块5的线缆8从中穿过。真空泵3及电磁阀21固定在缸筒6外侧。天线模块5、天线罩51、活塞42与伸缩杆41作为一个整体一起上升下降。

阀门2可以是电磁阀21、气动阀，本领域技术人员参照现有技术还可以实现阀门2的其它结构，在此不予赘述。缸筒6上部气孔61通过连通管821，经电磁阀21与真空泵3连接。电磁阀21控制端及真空泵3控制端与控制系统9相连。控制系统9向电磁阀21和真空泵3发送控制信号，真空泵3有进气口和出气口。

所述的气动天线伸缩系统901在工作时，控制系统9向真空泵3发出控制指令后，进气口产生负压，出气口产生正压，电磁阀21根据接收到的控制信号来控制接入缸筒6的是真空泵3的进气口还是出气口。当真空泵3的进气口被接入时，活塞42在大气压的压力下带动伸缩杆41上升，实现天线上升功能；当真空泵3的出气口被接入时，活塞42带动伸缩杆41下降，实现天线下降功能。

所述的气动天线伸缩系统901安装到在航天器时，当天线模块5作下降运动后，气动天线伸缩系统901的天线罩51的外形、航天器的航行主体部分的外形共形；当天线模块5作上升运动后，气动天线伸缩系统901的天线罩51的外形伸出航天器的航行主体部分的外形。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，包括阀门(2)、真空泵(3)、伸缩装置(4)、天线模块(5)；

真空泵(3)包括出气口、进气口；

伸缩装置(4)的气动腔室(401)通过阀门(2)的切换，连通至所述出气口或者连通至所述进气口；

伸缩装置(4)的伸缩杆(41)连接天线模块(5)；天线模块(5)位于伸缩装置(4)的外部。

2.根据权利要求1所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，伸缩装置(4)包括活塞(42)、缸筒(6)；

所述的气动天线伸缩系统(901)包括安装法兰(7)；

安装法兰(7)连接缸筒(6)；

活塞(42)设置于缸筒(6)的内部，活塞(42)将缸筒(6)的内部空间分隔为气动腔室(401)、外部连通腔室(402)；

伸缩杆(41)穿过安装法兰(7)在气动腔室(401)或外部连通腔室(402)与活塞(42)连接；

伸缩杆(41)与安装法兰(7)密封连接；

天线模块(5)设置于伸缩杆(41)的顶部。

3.根据权利要求2所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，伸缩杆(41)内部设置有空腔(411)；

气动天线伸缩系统(901)的线缆(8)贯穿空腔(411)；

线缆(8)连接天线模块(5)。

4.根据权利要求1所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，真空泵(3)、阀门(2)设置于缸筒(6)的外部。

5.根据权利要求1所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，缸筒(6)的气动腔室(401)设置有气孔(61)；

所述的气动天线伸缩系统(901)包括连通管(821)；

连通管(821)包括第一接管(81)、第二接管(82)；

气孔(61)通过第一接管(81)、阀门(2)、第二接管(82)连接真空泵(3)。

6.根据权利要求1所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，气孔(61)开设在气动腔室(401)的顶部位置处或底部位置处。

7.根据权利要求2所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，包括天线罩(51)；

天线罩(51)设置于天线模块(5)的上部；

伸缩杆(41)和天线罩(51)之间密封连接形成天线腔室，天线模块(5)安装在所述天线腔室内。

8.根据权利要求1所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，包括控制系统(9)；

在控制系统(9)的控制下，阀门(2)进行切换，使得伸缩装置(4)的气动腔室(401)连通至所述出气口或者所述进气口。

9.根据权利要求8所述的气动天线伸缩系统(901)，其特征在于，

-当伸缩装置(4)的气动腔室(401)连通至所述出气口时，出气口产生正压，使得气动腔室(401)的体积增大，驱使伸缩杆(41)带动天线模块(5)下降；当伸缩装置(4)的气动腔室(401)连通至所述进气口时，进气口产生负压，使得气动腔室(401)的体积减小，允许伸缩杆(41)带动天线模块(5)上升；或者

-当伸缩装置(4)的气动腔室(401)连通至所述出气口时，出气口产生正压，使得气动腔室(401)的体积增大，驱使伸缩杆(41)带动天线模块(5)上升；当伸缩装置(4)的气动腔室(401)连通至所述进气口时，进气口产生负压，使得气动腔室(401)的体积减小，允许伸缩杆(41)带动天线模块(5)下降。

10.一种航行器，其特征在于，包括航行主体部分，还包括权利要求1至9中任一项所述的气动天线伸缩系统(901)；

天线模块(5)作下降运动后，能够使得天线模块(5)外的天线罩(51)的外形、航行主体部分的外形共形；

天线模块(5)作上升运动后，能够使得天线模块(5)外的天线罩(51)凸出航行主体部分的外形轮廓。