CN110492246B - 基站天线电下倾角调节传动机构及基站天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及移动通信技术领域，提供一种基站天线电下倾角调节传动机构及基站天线。基站天线电下倾角调节传动机构包括壳体、蜗杆、蜗轮、齿轮件及齿条，蜗杆与蜗轮均可转动安装于壳体，蜗杆的轴线与蜗轮的轴线垂直，蜗轮与蜗杆啮合，齿轮件固定安装于蜗轮的蜗轮轴，齿轮件与齿条啮合，蜗杆用于在外部动力源的驱动下转动，齿条用于与移相器的移相介质固定连接。本发明提供的基站天线电下倾角调节传动机构，蜗轮蜗杆机构自带的锁止功能可以防止基站天线下倾角在实际工况中因外界条件影响发生变动；相比于传统的螺纹传动，零部件数量少，占用的装配空间小，方便装配并能有效降低装配过程中产生的装配误差提高装配可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种基站天线电下倾角调节传动机构及基站天线。
背景技术
基站天线在工作时通常需要相对于水平线向下倾斜一定的角度，即天线下倾角或俯角，进而直接影响天线的辐射效果即覆盖范围。目前，对天线下倾角的调节主要由机械下倾角和电下倾角两种方式，电下倾角可通过远程电调控制，成本低，因此得到越来越广泛的应用。
现在常用的电下倾角调节装置包括移动天线下倾角的移相器、为移相器提供最终动力的电调单元及将电调单元的旋转运动转化为直线运动的传动机构。其中，传动机构通常采用如图1-3所示的技术方案。图1所示的传动机构采用螺纹传动形态：将螺杆1的轴肩固定，保留径向方向的旋转自由度，同时固定滑块的旋转自由度，保留沿螺杆长度方向的往复自由度，利用螺纹配合的方式，引导滑块沿螺杆长度方向往复运动；图2所示的传动机构采用另一种螺纹传动形态：利用内外螺纹的配合，将内螺纹3的轴端固定，保留径向方向的旋转自由度，同时固定外螺纹的旋转自由度，保留沿轴向方向的往复自由度，利用螺纹配合的方式，引导外螺纹沿轴向方向往复运动；图3所示的传动机构采用又一螺纹传动形态：利用多头螺纹的配合，将两根螺杆1的轴肩固定，保留径向方向的旋转自由度，同时固定滑块2的旋转自由度，保留沿螺杆1长度方向的往复自由度，利用一根螺杆1采用单头螺纹，另一根螺杆1采用多头螺纹的配合方式，引导滑块2沿螺杆长度方向行程做调节。
如图1所示的传动机构，最大行程受整机方案限制，只能按最大的行程设计，经常会出现最大行程未被利用，反而浪费了长度方向空间的情况；同时，若按不同的行程设计，则又会出现多款不同长度规格的螺杆1，造成品种繁多，物料浪费的现象。如图2所示的传动机构，利用内外螺纹的配合，可缩小长度方向(防线)的空间，但是综合考虑强度及加工制造性，内螺纹的螺杆直径一般都需要设计比较大，造成径向空间的浪费，同时外螺纹螺杆只有螺纹端配合固定，会造成可靠性问题。如图3所示的传动机构，利用多头螺纹配合的功能，能对滑块2的行程长度做调节，但是存在沿轴向方向占用空间的问题，同时不同的行程，多头螺纹的设计参数也会有差异，造成物料种类繁多的问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的之一是提供一种基站天线电下倾角调节传动机构，用以解决现有的传动机构占用天线装配空间及当行程不同时需要增加物料种类的问题。
本发明的目的之二是提供一种包括上述电下倾角调节传动机构的基站天线。
(二)发明内容
为了解决上述技术问题之一，本发明提供一种基站天线电下倾角调节传动机构，包括壳体，还包括蜗杆、蜗轮、齿轮件及齿条，所述蜗杆与所述蜗轮均可转动安装于所述壳体，所述蜗杆的轴线与所述蜗轮的轴线垂直，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述齿轮件固定安装于所述蜗轮的蜗轮轴上，所述齿轮件与所述齿条啮合，所述蜗杆用于在外部动力源的驱动下转动，所述齿条用于与移相器的移相介质固定连接。
其中，所述齿轮件包括安装轴及设置在所述安装轴周向的外齿，所述外齿与所述齿条啮合，所述安装轴与所述蜗轮的蜗轮轴固定连接。
其中，所述安装轴与所述蜗轮一体成型。
其中，还包括传动件，所述传动件的一端与所述蜗杆的杆体固定连接，所述传动件的另一端用于与外部动力源相连。
其中，所述传动件包括柔性轴及连接体，所述柔性轴设有若干沿周向延伸的呈环状的槽体，若干所述槽体沿所述柔性轴的长度方向交错设置；所述柔性轴的一端与所述蜗杆的杆体固定连接，另一端与所述连接体固定连接，所述连接体与外部动力源的动力输出端适配。
其中，所述连接体包括基体及插接单元，所述插接单元垂直固定安装于所述基体的端面，所述基体未安装所述插接单元的端面与所述柔性轴固定连接。
其中，所述插接单元有多个，多个所述插接单元呈圆周状均匀分布于所述基体。
其中，所述基体的横截面呈圆形，所述圆形的直径大于所述柔性轴的轴径，所述基体的中心线与所述柔性轴的轴线重合。
其中，所述壳体顶部的相对两侧分别设有第一套环，所述蜗轮的两个轴肩一一对应地可转动插设于两个所述第一套环，所述壳体底部的相对两端分别设有第二套环，所述蜗杆的两个轴肩一一对应可转动插设于两个所述第二套环。
为了解决上述技术问题之二，本发明提供一种基站天线，包括如上所述的基站天线电下倾角调节传动机构。
(三)有益效果
本发明提供的基站天线电下倾角调节传动机构，蜗杆的轴线与蜗轮的轴线垂直，呈空间叠放式分布，按设计传动比要求降低转速比的同时从空间上大大节省了装配空间；蜗轮蜗杆机构自带的锁止功能可以防止基站天线下倾角在实际工况中因外界条件影响发生变动；蜗轮与齿轮件固定连接，齿轮件与齿条啮合，从而将转动转化为齿条长度方向的往复运动，节省了基站天线长度方向占用的空间；相比于传统的螺纹传动，零部件数量少，占用的装配空间小，方便装配并能有效降低装配过程中产生的装配误差提高装配可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统传动机构采用螺纹传动形态的立体图；
图2为传统传动机构采用另一螺纹传动形态的立体图；
图3为传统传动机构采用又一螺纹传动形态的立体图；
图4为本发明实施例基站天线电下倾角调节传动机构的立体图；
图5为图4中所示的壳体、蜗轮及蜗杆的配合示意图；
图6为图4中所示的壳体的结构示意图；
图7为图4中所示的蜗轮及蜗杆的配合示意图；
图8为图4中所示齿轮件与齿条的配合示意图；
图9为图4中所示的连接件的结构示意图；
图10为本发明实施例基站天线的部分立体图。
图中：1、螺杆；2、滑块；3、内螺纹；10、壳体；11、第一套环；12、第二套环；13、U型凹槽；14、开口；20、蜗杆；21、杆体；22、螺纹；30、蜗轮；31、蜗轮轴；32、轮齿；40、齿轮件；41、安装轴；42、外齿；50、齿条；60、传动件；61、柔性轴；62、连接体；63、槽体；70、移相器；80、条形板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例中的基站天线电下倾角调节传动机构，如图4所示，其包括壳体10、蜗杆20、蜗轮30、齿轮件40及齿条50。其中，如图5所示，蜗杆20与蜗轮30均可转动安装于壳体10，蜗杆20与蜗轮30相互啮合。齿轮件40固定安装于蜗轮30的一端，齿条50与齿轮件40啮合。蜗杆20的轴线与蜗轮30的轴线垂直，蜗杆20在外部动力源的驱动下转动，齿条50用于安装与移相器的移相介质固定连接。
使用时，在外部动力源的驱动下，蜗杆20旋转，带动与其啮合的蜗轮30同步转动，借由与蜗轮30固定连接的齿轮件40将动力传递至齿条50，带动齿条50直线往复运动，由此带动移相器的移相介质直线往复运动，实现电下倾角的调节。
本发明实施例中的基站天线电下倾角调节传动机构，蜗杆20的轴线与蜗轮30的轴线垂直，呈空间叠放式分布，按设计传动比要求降低转速比的同时从空间上大大节省了装配空间；蜗轮蜗杆机构自带的锁止功能可以防止基站天线下倾角在实际工况中因外界条件影响发生变动；蜗轮30与齿轮件40固定连接，齿轮件40与齿条50啮合，从而将转动转化为齿条50长度方向的往复运动，节省了基站天线长度方向占用的空间。另外，相比于图1-3所示的螺纹传导方案，零部件数量少，占用的装配空间小，方便装配并能有效降低装配过程中产生的装配误差提高装配可靠性。
在本发明实施例中，如图6所示，壳体10包括本体、第一套环11及第二套环12，本体上设有U型凹槽13，该U型凹槽13贯通本体的相对两端。蜗杆20收容在U型凹槽13的槽底。第一套环11有两个，分别固定安装在本体上并位于U型凹槽13的槽口两侧。蜗轮30的一个轴肩可转动插设在其中一个第一套环11内，另一个轴肩沿U型凹槽13的宽度方向穿过U型凹槽13可转动地插设于另外一个第一套环11。蜗轮30的轮齿部分的长度与U型凹槽13槽口处的宽度相当，以使蜗轮30带齿的部分恰好全部位于U型凹槽13内，减小壳体10尺寸的同时还能避免啮合过程中蜗轮30沿轴向发生偏移。第二套环12有两个，分别固定安装本体上并位于U型凹槽13的两端。蜗杆20的一个轴肩可转动插设在其中一个第二套环12内，蜗杆20的另一个轴肩沿U型凹槽13的长度方向穿过U型凹槽13可转动插设于另一个第二套环12。蜗杆20的螺纹部分的长度与U型凹槽13的长度相当，以使蜗杆20带齿的部分恰好全部位于U型凹槽13内，减小壳体10尺寸的同时还能避免啮合过程中蜗杆20沿轴向发生偏移。
其中，第一套环11与第二套环12均为空心圆柱体，空心圆柱体上设有开口14，开口14从圆柱体的一个端面延伸至另一个端面。第一套环11中空心圆柱体的高度不大于蜗轮30的轴肩长度；第二套环12中空心圆柱体的高度不大于蜗杆20的轴肩长度。具体地，第一套环11的一个端面与U型凹槽13的槽内壁平齐，第一套环11的另一个端面外伸于U型凹槽13的槽壁。第二套环12的端面与U型凹槽13的端部抵接。需要说明的是，当齿轮件40与蜗轮30一体成型时，外齿42与蜗轮30的轮齿32之间的间隔可以作为轴肩，两者之间的间距不小于第一套环11的高度。
其中，如图7所示，蜗杆20包括杆体21及设置在杆体21外侧的螺纹22。其中，杆体21为三段式的阶梯轴，螺纹22位于阶梯轴的中间段，其他两段粗细相同，形成蜗杆20的轴肩。同样的，蜗轮30包括三段式阶梯状的蜗轮轴31及设置在蜗轮轴31中间段的轮齿32，轮齿32与螺纹22啮合，蜗轮轴31的其他两段作为轴肩与其他结构相连。杆体21的轴线与蜗轮轴31的轴线垂直。
具体地，如图8所示，齿轮件40包括安装轴41及设置在安装轴41周向的外齿42，外齿42与齿条50啮合，安装轴41与蜗轮30的蜗轮轴31固定连接。其中，安装轴41呈圆柱状。外齿42可以仅设置在安装轴41的中部，即安装轴41对应于外齿42之外的部位为表面光滑的圆柱体，也即齿轮件40为两端均带有轴肩的齿轮结构，此时，其中一个轴肩通过螺栓或销键与蜗轮30的轴肩固定连接。外齿42也可以覆盖安装轴41的整个外表面，由此，齿轮件40为不带轴肩的齿轮结构；此时，安装轴41可以设置成中空结构套接固定于蜗轮30的轴肩。当然，齿轮件40也可以为仅带有一个轴肩的齿轮结构；此时，齿轮件40的轴肩可以为与蜗轮30的轴肩相连的一端，也可以为远离蜗轮30轴肩的一端。
其中，齿轮件40与蜗轮30可以一体成型，即安装轴41与蜗轮30的蜗轮轴31共用一个轴体，在该轴体上间隔设置外齿42及轮齿32。其中，轮齿32与蜗杆20啮合，外齿42与齿条50啮合。齿轮件40与蜗轮30一体成型的结构形式有助于简化装配过程。
为了方便外部动力源的动力传递，在蜗杆20的杆体21上安装有传动件60。传动件60的一端与蜗杆20的杆体21固定连接，另一端与外部动力源的动力输出端相连。借助传动件60传递动力。
具体地，如图9所示，传动件60包括柔性轴61及连接体62，柔性轴61设有若干环形的槽体63，若干槽体63沿柔性轴61的长度方向交错设置。柔性轴61的一端与蜗杆20的杆体21固定连接，另一端与连接体62固定连接，连接体62与外部动力源的动力输出端相适配。当然，连接体62可以与柔性轴61借助螺栓或销钉固定连接也可以一体成型。其中，柔性轴61为柔性的弹性结构。在该实施例中，若干槽体63交错设置，形成镂空结构，当柔性轴61与蜗杆20连接时按住出现轻微偏差时可以实现多个方向的校正，消除加工偏差和装配偏差，避免因加工偏差和装配偏差引起的磨损。具体地，柔性轴61为两段式的阶梯轴，槽体63分别在阶梯轴较粗的一段上，较细的一段作为轴肩与蜗杆20相连。
例如，连接体62包括基体及插接单元，插接单元垂直固定安装于基体的端面，基体未安装插接单元的端面与柔性轴61固定连接。为了方便插接单元与外部动力源的动力输出端相连，插接单元端部处的截面面积逐渐减小，可以呈直线状或弧形状渐变，形成引导部。插接单元包括多个，多个插接单元均匀分布在基体上，多个插接单元与基体的连接点顺次相连呈圆周状，即多个插接单元呈圆周状均匀分布在基体上。基体可以为方形或圆形，对此，本发明实施例不做具体限定。比如，当基体为圆形板时，插接单元的横截面呈短圆环状，沿基体的边缘处周向均匀分布；圆形板的外径大于柔性轴61的轴径，基体的中心线与柔性轴61的轴线重合。优选的，基体与插接单元一体成型。当基体为方形板时，方形板的横截面面积大于柔性轴61的面积，方形板对角线的交点位于柔性轴61的轴线上。
除此之外，本发明实施例还提供了一种基站天线，如图10所示，包括移相器70及上述基站天线电下倾角调节传动机构，移相器70内的移相介质与条形板80螺栓固定连接，齿条50螺栓螺栓固定安装在条形板80上，当外部动力源驱动传动件60转动时，带动蜗杆20圆周转动，再经由蜗轮30及齿轮件40将旋转运动转化为齿条50的直线往复运动，由此带动条形板80直线往复运动，进而带动移相器70内的移相介质发生位置变化，改变移相器70的相位参数，进而实现电下倾角的调节。其中，齿条50可以为直齿条或斜齿条，具体根据实际工况进行选择。
本发明实施例提供的基站天线，通过使用基站天线电下倾角调节传动机构，减小了空间占用，优化了装配空间，而且通过合理设计齿条50中带齿部分的长度即可借助单一尺寸的齿条50满足不同行程的调节需求，解决了现有螺纹传动方式中物料种类繁多的问题。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基站天线电下倾角调节传动机构，包括壳体，其特征在于，还包括蜗杆、蜗轮、齿轮件及齿条，所述蜗杆与所述蜗轮均可转动安装于所述壳体，所述蜗杆的轴线与所述蜗轮的轴线垂直，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述齿轮件固定安装于所述蜗轮的蜗轮轴，所述齿轮件与所述齿条啮合，所述蜗杆用于在外部动力源的驱动下转动，所述齿条用于与移相器的移相介质固定连接；还包括传动件，所述传动件的一端与所述蜗杆的杆体固定连接，所述传动件的另一端用于与外部动力源相连；所述传动件包括柔性轴及连接体，所述柔性轴设有若干沿周向延伸的呈环状的槽体，若干所述槽体沿所述柔性轴的长度方向交错设置；所述柔性轴的一端与所述蜗杆的杆体固定连接，另一端与所述连接体固定连接，所述连接体与外部动力源的动力输出端适配。
2.根据权利要求1所述的基站天线电下倾角调节传动机构，其特征在于，所述齿轮件包括安装轴及设置在所述安装轴周向的外齿，所述外齿与所述齿条啮合，所述安装轴与所述蜗轮的蜗轮轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的基站天线电下倾角调节传动机构，其特征在于，所述安装轴与所述蜗轮一体成型。
4.根据权利要求1所述的基站天线电下倾角调节传动机构，其特征在于，所述连接体包括基体及插接单元，所述插接单元垂直固定安装于所述基体，所述基体未安装所述插接单元的端面与所述柔性轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的基站天线电下倾角调节传动机构，其特征在于，所述插接单元有多个，多个所述插接单元呈圆周状均匀分布于所述基体。
6.根据权利要求4所述的基站天线电下倾角调节传动机构，其特征在于，所述基体的横截面呈圆形，所述圆形的直径大于所述柔性轴的轴径，所述基体的中心线与所述柔性轴的轴线重合。
7.根据权利要求1所述的基站天线电下倾角调节传动机构，其特征在于，所述壳体顶部的相对两侧分别设有第一套环，所述蜗轮的两个轴肩一一对应地可转动插设于两个所述第一套环，所述壳体底部的相对两端分别设有第二套环，所述蜗杆的两个轴肩一一对应可转动插设于两个所述第二套环。
8.一种基站天线，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的基站天线电下倾角调节传动机构。
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