CN111064005B - 天线、传动装置及切换机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线、传动装置及切换机构，切换机构，包括：螺杆、输出齿轮及导向件，螺杆可转动设置，输出齿轮设有与螺杆螺旋传动配合的内螺纹孔；导向件与螺杆间隔设置，当导向件相对于螺杆固定时，导向件与输出齿轮导向配合；当导向件相对于螺杆转动时，导向件能够带动输出齿轮转动，使得输出齿轮与螺杆能够同步且同向转动。该切换机构能够减少动力设备的数量，将两个动力转换成至少两个动力进行输出。该传动装置采用了该切换机构有利于简化传动结构，有利于提高多频天线的可靠性。该天线采用了该传动装置，与现有技术相比具有更好的可靠性。

Description

天线、传动装置及切换机构

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种天线、传动装置及切换机构。

背景技术

随着移动通信终端用户数量的不断增加，对移动蜂窝网络中站点的网络容量需求越来越大，同时要求不同站点之间甚至相同站点的不同扇区之间的干扰做到最小，即实现网络容量的最大化和干扰的最小化。要实现这一目的，通常采用调整站上天线波束下倾角的方式来实现。

在调整波束下倾角的两种方式机械下倾和电子下倾中，电子下倾优势明显，是当前的主流和未来的发展趋势。电下倾角的控制主要分内置和外置两大类，其中内置控制又是当前和未来的主流。

但是，传统的传动装置中用来驱动移相器的电机仍然与移相器的传动机构一一对应，电机数量没有减少，且控制模块中驱动电路与电机数一样没有减少。如天线的频段继续增加，会使得传动系统结构更加复杂且笨重，影响多频天线的可靠性。

发明内容

基于此，有必要提供一种天线、传动装置及切换机构。该切换机构能够减少动力设备的数量，将两个动力转换成至少两个动力进行输出。该传动装置采用了该切换机构有利于简化传动结构，有利于提高多频天线的可靠性。该天线采用了该传动装置，与现有技术相比具有更好的可靠性。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种切换机构，包括：螺杆、输出齿轮及导向件，所述螺杆可转动设置，所述输出齿轮设有与所述螺杆螺旋传动配合的内螺纹孔；所述导向件与所述螺杆间隔设置；安装单元，所述螺杆转动设置于所述安装单元，所述导向件可转动设置于所述安装单元上，所述导向件设有与所述输出齿轮相啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮的长度与所述输出齿轮的移动范围相匹配；当所述导向件相对于所述安装单元固定时，所述驱动齿轮与所述输出齿轮导向配合；当所述导向件相对于所述安装单元转动时，所述驱动齿轮能够带动所述输出齿轮转动，使得所述输出齿轮与所述螺杆能够同步且同轴转动。

上述切换机构使用时，将相应的零件安装到设备的预设位置上，利用输出齿轮进行动力输出或传输。具体地，当需要调节某一移相器的介质板时，需要为该介质板的移动提供动力；此时使导向件相对于螺杆固定，该导向件作为输出齿轮的导向结构使用，使螺杆旋转，进而可以带动输出齿轮沿螺杆的轴线方向移动，使得该输出齿轮与该移相器的输入齿轮啮合。再使导向件相对于螺杆转动，然后同时旋转导向件及螺杆，该导向件能够带动输出齿轮转动，使得输出齿轮与螺杆同步且同向转动，输出齿轮不会相对于螺杆的轴线滑动，而随螺杆同步且同向进行转动，并带动输入齿轮转动，为介质板的移动提供动力。该切换机构能够减少动力设备的数量，将两个动力转换成至少两个动力进行输出。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述螺杆设有间隔设置的第一限位部及第二限位部，所述输出齿轮设有与所述第一限位部止转配合的第三限位部、以及与所述第二限位部止转配合的第四限位部。

在其中一个实施例中，该切换机构还包括用于锁定所述导向件或松开所述导向件的锁定结构。

在其中一个实施例中，所述螺杆的转动中心线与所述输出齿轮的转动中心线在同一直线上。

在其中一个实施例中，所述安装单元为安装支架或安装座或安装壳。

在其中一个实施例中，所述螺杆的一端设有第一传动端，所述导向件的一端设有与所述第一传动端错开的第二传动端，所述第一传动端及所述第二传动端设置于所述安装单元。

在其中一个实施例中，该切换机构还包括联动齿轮，所述联动齿轮可相对于所述安装单元移动，所述第一传动端为第一传动齿轮，所述第二传动端为第二传动齿轮；当所述联动齿轮处于第一位置时，所述第一传动齿轮可以转动，所述第二传动齿轮不可以转动；当所述联动齿轮处于第二位置时，所述联动齿轮分别与所述第一传动齿轮及所述第二传动齿轮相啮合。

在其中一个实施例中，所述第一传动端设置于所述螺杆的一端，所述第二传动端靠近所述螺杆的另一端设置。

另一方面，本申请还提供了一种传动装置，包括上述任一实施例中的切换机构，还包括转换机构，所述转换机构包括沿螺杆的长度方向设置的至少两根传动轴、以及与传动轴一一对应的齿轮单元，传动轴可转动安设于安装单元，传动轴的一端设有从动锥齿轮；齿轮单元包括主动锥齿轮及用于带动主动锥齿轮转动的从动齿轮，主动锥齿轮及从动齿轮均可转动安设于安装单元，主动锥齿轮能够带动对应的从动锥齿轮转动，输出齿轮可选择性地带动从动齿轮转动。

上述传动装置使用时，将相应的零件安装到安装单元上，至少两根传动轴沿螺杆的长度方向设置，而输出齿轮沿螺杆的轴线移动，能够根据调节需要与对应的从动齿轮相啮合。具体地，当需要调节某一移相器的介质板时，需要为该介质板的移动提供动力；此时使导向件相对于安装单元固定，该导向件作为输出齿轮的导向结构使用，使螺杆旋转，进而可以带动输出齿轮沿螺杆的轴线方向移动，使得该输出齿轮与从动齿轮啮合。再使导向件相对于安装单元转动，然后同时旋转导向件及螺杆，该导向件能够带动输出齿轮转动，使得输出齿轮与螺杆同步且同向转动，输出齿轮不会相对于螺杆的轴线滑动，而随螺杆同步且同向进行转动，并带动从动齿轮转动，并通过主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，进而带动传动轴转动，利用传动轴为介质板的移动提供动力。该传动装置采用了该切换机构有利于简化传动结构，使得移相器的传动机构沿螺杆的轴线方向间隔设置即可，有利于提高天线的可靠性。

另一方面，本申请还提供了一种天线，包括上述任一实施例中的传动装置。

该天线采用了上述传动装置，与现有技术相比具有更好的可靠性。

附图说明

图1为一实施例中所示的传动装置的结构示意图；

图2为图1所示的转换机构的结构示意图；

图3为图2所示的A的局部放大示意图；

图4为图1所示的切换机构的结构示意图(隐藏了安装单元)；

图5为图1所示的传动装置的另一视角下的结构示意图；

图6为图5所示的输出齿轮的结构示意图。

附图标记说明：

100、切换机构；110、安装单元；120、螺杆；122、第一传动端；124、第一限位部；126、第二限位部；130、输出齿轮；132、内螺纹孔；134、第三限位部；136、第四限位部；140、导向件；142、驱动齿轮；144、第二传动端； 200、转换机构；210、传动轴；220、从动锥齿轮；230、齿轮单元；232、主动锥齿轮；234、从动齿轮；202、第一导入部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“传动连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，能够实现动力传递即可，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在现有技术中可以实现，在此不再累赘。当元件与另一个元件相互垂直或近似垂直是指二者的理想状态是垂直，但是因制造及装配的影响，可以存在一定的垂直误差。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中涉及的“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

天线的下倾角的调节，常依赖移相器来进行调节，且实际调节过程中是调节介质板在移相器内位置，即通过移动介质板来进行下倾角的调节。此时，就需要利用一些传动机构来实现介质板的移动；同时通过传动装置将电机、直线电机、气压缸等现有的动力设备的动力可以在不同位置上进行输出。

如图1至图2所示，本申请提供一种传动装置能实现两个动力源在不同位置的上进行动力输出，且可以根据需要不断地增加输出端，应用于多频天线中，能够简化了传动系统，有利于天线小型化发展。

下面对本申请的传动装置进行介绍。

如图1所示，一实施例中，提供一种传动装置，包括切换机构100及转换机构200。该切换机构100能够实现将两个动力转换成多个动力进行输出，该转换机构200能够将动力转换成方便提供给各移相器的动力，为移相器的传动机构提供动力。

一并参见4及图6所示，切换机构100包括：安装单元110、螺杆120、输出齿轮130及导向件140，螺杆120转动设置于安装单元110上，输出齿轮130 设有与螺杆120螺旋传动配合的内螺纹孔132；导向件140与螺杆120间隔设置，当导向件140相对于安装单元110固定(也即相对于螺杆120固定)时，导向件140与输出齿轮130导向配合；当导向件140相对于安装单元110转动(也即相对于螺杆120转动)时，导向件140能够带动输出齿轮130转动，使得输出齿轮130与螺杆120能够同步且同轴转动。

一并参见图2及图3所示，转换机构200包括沿螺杆120的长度方向设置的至少两根传动轴210、以及与传动轴210一一对应的齿轮单元230，传动轴210 可转动安设于安装单元110，传动轴210的一端设有从动锥齿轮220；齿轮单元230包括主动锥齿轮232及用于带动主动锥齿轮232转动的从动齿轮234，主动锥齿轮232及从动齿轮234均可转动安设于安装单元110，主动锥齿轮232能够带动对应的从动锥齿轮220转动，输出齿轮130可选择性地带动从动齿轮234 转动。

上述传动装置使用时，将相应的零件安装到安装单元110上，至少两根传动轴210沿螺杆120的长度方向设置，而输出齿轮130沿螺杆120的轴线移动，能够根据调节需要与对应的从动齿轮234相啮合。具体地，当需要调节某一移相器的介质板时，需要为该介质板的移动提供动力；此时使导向件140相对于安装单元110固定，该导向件140作为输出齿轮130的导向结构使用，使螺杆 120旋转，进而可以带动输出齿轮130沿螺杆120的轴线方向移动(即丝杆带动丝母沿丝杆的长度方向移动)，使得该输出齿轮130与从动齿轮234啮合。再使导向件140相对于安装单元110转动，然后同时旋转导向件140及螺杆120，该导向件140能够带动输出齿轮130转动，使得输出齿轮130与螺杆120同步且同向转动(即丝杆与丝母同步同向转动)，输出齿轮130不会相对于螺杆120的轴线滑动，而随螺杆120同步且同向进行转动，并带动从动齿轮234转动，并通过主动锥齿轮232带动从动锥齿轮220转动，进而带动传动轴210转动，利用传动轴210为介质板的移动提供动力。该传动装置采用了该切换机构100有利于简化传动结构，使得移相器的传动机构沿螺杆120的轴线方向间隔设置即可，有利于提高天线的可靠性。

需要说明的是，“安装单元110”可以是安装支架、安装座、安装壳等任意一种能够实现上述零件的安装的安装结构。

此外，本实施例中，切换机构100的相关零件集成到安装单元110上，便于模块化组装。而在其他实施例中，该切换机构100的相关零件也可以安装到设备的预设位置上，实现上述功能。

需要说明的是，上述提到的主动锥齿轮232与从动锥齿轮220之间、以及主动锥齿轮232与从动齿轮234的配合关系包括但不仅限于直接的啮合传动，也可以是间接的啮合传动，即利用其他齿轮进行动力传递。

此外，“导向件140相对于安装单元110固定(也即相对于螺杆120固定)”及“导向件140相对于安装单元110转动(也即相对于螺杆120转动)”两种状态切换，具体实施时，包括但不仅限于导向件140与安装单元110转动连接，并利用锁定结构(该锁定结构包括机械式锁紧，也包括电控式锁紧)实现导向件140的固定或转动；或者导向件140与安装单元110可转动连接，并利用动力设备来控制导向件140固定或转动。

一实施例中，该切换机构100还包括用于锁定导向件140或松开导向件140 的锁定结构(未示出)。如此，利用锁定结构锁定导向件140，使得导向件140 相对于安装单元110固定；而当松开导向件140后，导向件140相对于安装单元110转动。

该锁定结构包括但不仅于任意一种能够锁定转轴或转动件的现有机械式锁定结构或电控式锁定结构。

在上述任一实施例的基础上，如图3所示，一实施例中，从动齿轮234的轮齿的两侧均设有第一导入部202，相邻两个第一导入部202相配合形成第一导入槽。如此，利用第一导入部202形成第一导入槽，便于从动齿轮234的轮齿导入输出齿轮130的轮齿中，使得二者的啮合更加顺畅，切换更加流畅，可以避免卡死现象。

同理，一实施例中，输出齿轮130的轮齿的两侧均设有第二导入部(未示出)，相邻两个第二导入部相配合形成第二导入槽(未示出)。有利于从动齿轮234的轮齿导入主动齿轮的轮齿中，使得二者的啮合更加顺畅，切换更加流畅，可以避免卡死现象。

上述第一导入部202或第二导入部可为倒圆角结构或倒锥角结构。

在上述任一实施例的基础上，如图4所示，一实施例中，导向件140可转动设置于安装单元110上，导向件140设有与输出齿轮130相啮合的驱动齿轮 142；当导向件140相对于安装单元110固定时，驱动齿轮142与输出齿轮130 导向配合；当导向件140相对于安装单元110转动时，驱动齿轮142能够带动输出齿轮130转动，使得输出齿轮130与螺杆120能够同步且同轴转动。如此，利用驱动齿轮142实现输出齿轮130的导向及带动输出齿轮130转动，易于实施，无需频繁进行切换。

具体地，驱动齿轮142的长度与输出齿轮130移动范围相匹配。如此只需一个齿轮即可实现输出齿轮130在预设范围内移动及带动输出齿轮130转动，有利于提高装配效率。

可选地，螺杆120的转动中心线及输出齿轮130的转动中心线在同一直线上，使得二者之间的传动精度更高。

在上述任一实施例的基础上，如图5及图6所示，一实施例中，螺杆120 设有间隔设置的第一限位部124及第二限位部126，输出齿轮130设有与第一限位部124止转配合的第三限位部134、以及与第二限位部126止转配合的第四限位部136。如此，利用第一限位部124与第三限位部134的配合、以及第二限位部126与第四限位部136的配合实现输出齿轮130在预设范围内移动，避免输出齿轮130与导向件140脱离(具体可为与驱动齿轮142脱离)或与其他零件产生干涉。

在上述任一实施例的基础上，如图4及图5所示，一实施例中，螺杆120 设有第一传动端122，导向件140设有与第一传动端122错开的第二传动端144，第一传动端122及第二传动端144设置于安装单元110。如此，可以通过驱动第一传动端122转动来带动螺杆120转动，通过驱动第二传动端144转动来带动螺杆120转动，便于将动力设备安装在安装单元110上。

第一传动端122及第二传动端144的具体结构可以根据实际需要进行设置，如齿形结构、多边形结构等非圆柱形结构。

进一步地，一实施例中，该切换机构100还包括联动齿轮(未示出)，联动齿轮可相对于安装单元110移动，第一传动端122为第一传动齿轮，第二传动端144为第二传动齿轮；当联动齿轮处于第一位置时，第一传动齿轮可以转动，第二传动齿轮不可以转动；当联动齿轮处于第二位置时，联动齿轮分别第一传动齿轮及第二传动齿轮相啮合。如此，可以通过第一动力设备驱动联动齿轮在第一位置及第二位置之间进行切换，利用第二动力设备直接或间接带动第一传动端122，进而也可以带动第二传动端144同步传动，形成机械同步结构。

具体地，一实施例中，当需要调节某一移相器的介质板时，需要为该介质板的移动提供动力；此时使联动齿轮处于第一位置，使导向件140相对于安装单元110固定，该导向件140作为输出齿轮130的导向结构使用，使螺杆120 旋转，进而可以带动输出齿轮130沿螺杆120的轴线方向移动，使得该输出齿轮130与该移相器的输入齿轮啮合。利用第一设备使联动齿轮移动至第二位置，导向件140相对于安装单元110转动，然后同时旋转导向件140及螺杆120，导向件140能够带动输出齿轮130转动，使得输出齿轮130与螺杆120同步且同轴转动，为该介质板的移动提供动力。

该第一动力设备可以为能够提供伸缩动力的现有设备，如直线电机、气压缸、液压缸等。第二动力设备可以为能够提供旋转动力的现有设备，如伺服电机，旋转液压缸等。

如图4所示，另一实施例中，第一传动端122设置于螺杆120的一端，第二传动端144靠近螺杆120的另一端设置。如此，利用一个动力设备来驱动螺杆120转动，另一个动力设备来驱动导向件140转动，该动力设备可为伺服电机。

一实施例中，提供一种天线，包括上述任一实施例中的传动装置。该天线采用了上述传动装置，简化了传动系统，且能够适应天线频段的增加，有利于提高多频天线的工作性能的可靠性。

目前对于超多频段天线，随着频段的增多，比如大于8频以后，传统的传动装置的体积将会大大的增加，比如传动装置中各个频段为圆环性分布，频段越多直径越大，而且随着频段的增加，传动装置选频的时间也会大大增加，响应速度慢等问题，也影响多频天线工作性能的可靠性。

与现有技术相比，本申请具备如下优点和有益效果：

1、可以只用两个动力源即可控制至少两个天线电下倾角的调整，应用于多频天线中，能够大大降低成本。

2、传动装置可实现单元化设计和生产，大大提高生产效率，提高传动系统可靠性。

3、传动装置的结构非常紧凑，且能够适应天线频段的增加而扩展主动齿轮及传动轴210即可，不会导致传动结构的体积过大或传动结构更复杂，整体转动效率基本不变，有利于提高多频天线的工作性能的可靠性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种切换机构，其特征在于，包括：

螺杆，所述螺杆可转动设置；

输出齿轮，所述输出齿轮设有与所述螺杆螺旋传动配合的内螺纹孔；及

导向件，所述导向件与所述螺杆间隔设置；

安装单元，所述螺杆转动设置于所述安装单元，所述导向件可转动设置于所述安装单元上，所述导向件设有与所述输出齿轮相啮合的驱动齿轮，所述驱动齿轮的长度与所述输出齿轮的移动范围相匹配；当所述导向件相对于所述安装单元固定时，所述驱动齿轮与所述输出齿轮导向配合；当所述导向件相对于所述安装单元转动时，所述驱动齿轮能够带动所述输出齿轮转动，使得所述输出齿轮与所述螺杆能够同步且同轴转动。

2.根据权利要求1所述的切换机构，其特征在于，所述螺杆设有间隔设置的第一限位部及第二限位部，所述输出齿轮设有与所述第一限位部止转配合的第三限位部、以及与所述第二限位部止转配合的第四限位部。

3.根据权利要求1所述的切换机构，其特征在于，还包括用于锁定所述导向件或松开所述导向件的锁定结构。

4.根据权利要求1所述的切换机构，其特征在于，所述螺杆的转动中心线与所述输出齿轮的转动中心线在同一直线上。

5.根据权利要求1所述的切换机构，其特征在于，所述安装单元为安装支架或安装座或安装壳。

6.根据权利要求1所述的切换机构，其特征在于，所述螺杆的一端设有第一传动端，所述导向件的一端设有与所述第一传动端错开的第二传动端，所述第一传动端及所述第二传动端设置于所述安装单元。

7.根据权利要求6所述的切换机构，其特征在于，还包括联动齿轮，所述联动齿轮可相对于所述安装单元移动，所述第一传动端为第一传动齿轮，所述第二传动端为第二传动齿轮；当所述联动齿轮处于第一位置时，所述第一传动齿轮可以转动，所述第二传动齿轮不可以转动；当所述联动齿轮处于第二位置时，所述联动齿轮分别与所述第一传动齿轮及所述第二传动齿轮相啮合。

8.根据权利要求6所述的切换机构，其特征在于，所述第一传动端设置于所述螺杆的一端，所述第二传动端靠近所述螺杆的另一端设置。

9.一种传动装置，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的切换机构，还包括转换机构，所述转换机构包括沿螺杆的长度方向设置的至少两根传动轴、以及与传动轴一一对应的齿轮单元，传动轴可转动安设于安装单元，传动轴的一端设有从动锥齿轮；齿轮单元包括主动锥齿轮及用于带动主动锥齿轮转动的从动齿轮，主动锥齿轮及从动齿轮均可转动安设于安装单元，主动锥齿轮能够带动对应的从动锥齿轮转动，输出齿轮可选择性地带动从动齿轮转动。

10.一种天线，其特征在于，包括如权利要求9所述的传动装置。

Images