CN111122917A - 一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座，包括方位基座壳体、内方位轴传动机构、外方位轴传动机构和限位机构，限位机构的数量为两个；所述内方位轴传动机构控制内方位轴转动定位；所述外方位轴传动机构控制外方位轴转动定位；所述方位基座壳体为中心对称结构，所述内、外方位轴驱动模块以其重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体内；所述限位机构以其重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体内；对称中心即壳体的重心；所述限位机构对方位转动角度进行限位。该装置重心稳定，结构简洁，实现了双方位轴的高效精确控制。

Description

一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座

技术领域

本申请涉及天线罩测试技术领域，尤其涉及一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座。

背景技术

天线罩电性能测试是天线罩交付使用前最重要的测试内容之一。天线罩测试转台是一种在天线罩电性能测试过程中使用的专用设备。由于在天线罩电性能测试中，需要模拟天线和天线罩的相对运动和位置关系，天线和天线罩需要分别转动(分动)或联合转动(联动)，这就需要转台具备两个同轴的方位运动轴。目前转台方位基座主要的技术方案有单电机驱动和双电机驱动两种。

单电机驱动方案中，需要设计离合机构来对应不同的测试状态。该方案存在以下几个问题：首先增加离合机构，就增加了结构的复杂程度，设备可靠性下降；其次离合机构需要协同伺服驱动系统进行变化，导致相应的控制系统变得复杂；而且离合机构也需要动力源，如果使用气动或液压驱动，则对安装转台的厂房要求较高，需配备气源或泵。若使用双电机驱动，则基座稳定性差，影响天线系统的性能测试精度。

发明内容

本申请提出一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座，解决基座整体重心不稳的问题。

本申请实施例提供的一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座结构，包括方位基座壳体、内方位轴传动机构、外方位轴传动机构和限位机构，所述限位机构的数量为二个。

所述内方位轴传动机构包括内方位轴驱动模块和内方位轴齿圈轴承，控制内方位轴转动定位。

所述内方位轴驱动模块包括内方位轴驱动齿轮，与所述内方位轴齿圈轴承齿轮啮合，驱动待测天线或天线罩转动。

所述外方位轴传动机构包括外方位轴驱动模块和外方位轴齿圈轴承，控制外方位轴转动定位。

所述外方位轴驱动模块包括外方位轴驱动齿轮，与所述外方位轴齿圈轴承齿轮啮合，传输动力转动待测天线。

所述方位基座壳体为中心对称结构；所述内方位轴驱动模块、外方位轴驱动模块以其重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体内；二个所述限位机构以其重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体内；对称中心即壳体的重心。

所述限位机构包括传动齿轮轴和集成限位开关，用于对方位转动角度进行限位。第一限位机构传动齿轮轴与内方位轴齿圈轴承齿轮啮合；第二限位机构传动齿轮轴与外方位轴齿圈轴承齿轮啮合。

优选地，所述内方位轴驱动模块、外方位轴驱动模块和限位机构均采用模块化设计，本体隐藏于方位基座壳体底部，只保留内方位轴驱动齿轮、外方位轴驱动齿轮和传动齿轮轴上探至基座壳体上部。

优选地，本发明还包括位置测量装置，所述位置测量装置包括可粘贴光栅尺的内方位轴光栅安装环、可粘贴光栅尺的外方位轴光栅安装环、光栅尺和读数头。本发明采用齿圈轴承作为传动的中间环节，其上方固定光栅安装环。

优选地，方位基座壳体进行整体机械加工并设计定位止口，同时配合内方位轴齿圈轴承、外方位轴齿圈轴承、内方位轴光栅安装环和外方位轴光栅安装环的定位止口，保证内、外方位轴的同轴度。

优选地，所述限位机构的传动齿轮轴采用聚四氟乙烯材质制作。

优选地，内方位轴齿圈轴承为外齿圈形式，外方位轴齿圈轴承为内齿圈形式。或者，内方位轴齿圈轴承为内齿圈形式，外方位轴齿圈轴承为外齿圈形式。

优选地，所述内方位轴光栅安装环和所述外方位轴光栅安装环侧面加工一对环形凹槽，用于粘贴光栅尺时定位；

所述内方位轴光栅安装环和所述外方位轴光栅安装环最多可粘贴两条对称的光栅尺，用于方位转动角度大于360°的情况。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明使用双电机驱动方案，避免了离合机构，两个电机分别驱动两个方位轴，控制对象类型单一，控制过程较为简单。为了解决基座整体重心不稳的问题，本发明提出对称结构，使得方位基座重心稳定，结构简洁，适应性强，同时减少了传动环节，传动效率提高，增加了传动精度，实现了双方位轴的高效精确控制。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为方位基座结构构成示意图；

图2(a)为方位基座壳体轴测图；

图2(b)为方位基座壳体下视图；

图3为方位基座结构剖视图；

图4为内、外方位轴驱动模块轴测图；

图5为限位机构轴测图；

图6为包含位置测量装置的方位基座结构构成示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1为方位基座结构构成示意图。

具备对称结构的天线罩测试转台方位基座，包括方位基座壳体1、内方位轴传动机构2、外方位轴传动机构4和限位机构3，所述限位机构的数量为二个。

所述方位基座壳体1用于固定方位基座结构的其它机构及装置。

所述内方位轴传动机构2用于控制内方位轴转动定位，驱动待测天线或天线罩转动。

所述限位机构3用于限制内方位轴、外方位轴转动角度，保护转台设备。

所述外方位轴传动机构4用于控制外方位轴转动定位，驱动待测天线转动。

需要说明的是，待测天线不会既连接在外方位轴传动机构4上、又连接在内方位轴传动机构2上。例如，当所述外方位轴传动机构4用于驱动天线时，内方位轴传动机构2用于驱动天线罩，使天线和天线罩之间实现相对转动。

同样，待测天线罩也不会既连接在外方位轴传动机构4上、又连接在内方位轴传动机构2上。

还需要说明的是，待测天线和天线罩可以同时连接在内方位轴传动机构2上，使天线和天线罩的整体被内方位轴传动机构2带动。此时，外方位轴传动机构4上不安装天线或天线罩。

作为本发明的最佳实施例，天线罩仅连接在内方位轴传动机构2上；天线连接在内方位轴传动机构2或外方位轴传动机构4上。

图2(a)～(b)为方位基座壳体1，其中图2(a)为方位基座壳体1轴测图，图2(b)为方位基座壳体1下视图。

优选地，方位基座壳体1为中心对称结构。在一种实施例中，方位基座壳体1为圆柱体。

图3为方位基座结构剖视图。

所述内方位轴传动机构2包括内方位轴驱动模块201和内方位轴齿圈轴承202，控制内方位轴转动定位；

内方位轴齿圈轴承202为定制一体化齿圈轴承，实现轴承和齿轮功能合二为一，内圈或外圈为齿轮结构。

通过内方位轴驱动模块201和内方位轴齿圈轴承202的协调使用，能够控制内方位轴转动定位。

所述内方位轴驱动模块201包括内方位轴驱动齿轮，与所述内方位轴齿圈轴承202齿轮啮合，驱动待测天线或天线罩转动。具体地，内方位轴驱动齿轮与内方位轴齿圈齿轮啮合，动力传输至内方位轴齿圈轴承202。内方位轴齿圈轴承202的转动带动与其固定的其他结构，完成动力的传输。

所述外方位轴传动机构4包括外方位轴驱动模块401和外方位轴齿圈轴承402，控制外方位轴转动定位；

外方位轴传动机构4与内方位轴传动机构2近似。需要说明的是，由于内、外方位轴齿轮大小的不同，外方位轴驱动模块401和内方位轴驱动模块201的减速比有差别。

所述外方位轴驱动模块401包括外方位轴驱动齿轮，与所述外方位轴齿圈轴承402齿轮啮合，驱动待测天线转动。具体地，外方位轴驱动齿轮与外方位轴齿圈齿轮啮合，动力传输至外方位轴齿圈轴承402。外方位轴齿圈轴承402的转动带动与其固定的其他结构，完成动力的传输。

内/外方位轴齿圈轴承将轴承和齿圈合二为一，减少传动环节，结构上更加精简。同时，齿圈轴承的采用，一方面可以方便线缆从方位基座中心孔中通过并固定；另一方面可以保护齿面，避免啮合传动时有异物进入造成破坏。

作为本申请方案可选择的一个实施例，所述内方位轴齿圈轴承202为外齿圈形式，外方位轴齿圈轴承402为内齿圈形式。具体地，内方位轴齿圈轴承202外圈为齿轮，内圈与方位基座壳体1固定；外方位轴齿圈轴承402内圈为齿轮，外圈与方位基座壳体1固定。

作为本申请方案可选择的另一个实施例，所述内方位轴齿圈轴承202为内齿圈形式，外方位轴齿圈轴承402为外齿圈形式。具体地，内方位轴齿圈轴承202内圈为齿轮，外圈与方位基座壳体1固定；外方位轴齿圈轴承402外圈为齿轮，内圈与方位基座壳体1固定。

所述内方位轴驱动模块201、外方位轴驱动模块401以二者的重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体1内；二个所述限位机构3以二者的重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体1内。对称中心即壳体的重心。优选地，所述内、外方位轴驱动模块重心连线与二个所述限位机构3的重心连线垂直。

内、外方位轴驱动模块重心连线与所述二个限位机构3的重心连线垂直，即在各自的重心位置中心对称安装的基础上，内、外方位轴驱动模块与限位机构3整体也中心对称。所有的对称中心，都位于方位基座壳体1的重心，并且位于内方位轴和外方位轴的轴线上。

所述内方位轴驱动模块201、外方位轴驱动模块401和限位机构3均采用模块化设计，本体隐藏于方位基座壳体1底部。

方位基座壳体1进行整体机械加工并设计定位止口，同时配合内方位轴齿圈轴承202、外方位轴齿圈轴承402、保证内外方位轴的同轴度。方位基座壳体1整体机械加工能够保证内、外方位轴的同轴度，结构刚性高，承载能力大。方位基座壳体1预留内、外方位轴驱动模块固定接口，预留限位机构可调安装板固定接口。止口，即阴阳坎，凸止口为阳坎，凹止口为阴坎。通过定位止口，方位基座壳体1使内方位轴齿圈轴承202、外方位轴齿圈轴承402保证同轴。

图4为内、外方位轴驱动模块轴测图。

内、外方位轴驱动模块用于产生内、外方位轴转动的动力，通过可调安装对接法兰固定于方位基座壳体1的底部。内方位轴驱动模块201和外方位轴驱动模块401的结构相同。

内方位轴驱动模块201包括电机、行星减速机、同步带及带轮、蜗轮蜗杆减速机、安装对接法兰、消隙齿轮和调整块等。通过调整不同减速比可适应不同的转矩输出要求，使内方位轴驱动模块201具备一定的适应性。

在一种实施方式中，内方位轴驱动齿轮使用消隙齿轮，可以消除内方位轴驱动齿轮和内方位轴齿圈轴承202之间的背隙。通过调整内方位轴驱动模块201安装对接法兰的位置也可以调整内方位轴驱动齿轮与内方位轴齿圈轴承202齿轮的间隙。

与内方位轴驱动齿轮使用消隙齿轮相同，外方位轴驱动齿轮也可以使用消隙齿轮。同时，也可通过调整外方位轴驱动模块401安装对接法兰的位置调整外方位轴驱动齿轮与外方位轴齿圈轴承402齿轮的间隙。

内方位轴驱动模块201和外方位轴驱动模块401均采用同步带作为传动的中间环节。由于同步带具有换向功能，内外方位轴驱动模块本体可隐藏在方位基座壳体底部，只保留内方位轴驱动齿轮、外方位轴驱动齿轮上探至基座壳体上部，驱动内方位轴齿圈轴承202和外方位轴齿圈轴承402。

图5为限位机构3轴测图。

所述限位机构3包括传动齿轮轴301和集成限位开关302，可以对方位转动角度进行限位。限位模块本体隐藏在方位基座壳体1底部，只保留传动齿轮轴301上探至基座壳体上部，由内方位轴齿圈轴承202和外方位轴齿圈轴承402驱动转动。

限位机构3通过可调安装板固定安装于方位基座壳体1底部。限位机构3为高度集成化的模块结构，包括传动齿轮轴301、集成限位开关302(内含蜗轮蜗杆副、限位开关、撞块、外壳等)等。通过调整蜗轮蜗杆副的减速比及撞块的位置，可以适应不同的方位轴转角限位需求，具备一定的通用性。

所述集成限位开关包括撞块，当内方位轴齿圈轴承202或外方位轴齿圈轴承402转动时，可驱动传动齿轮轴301转动，带动集成限位开关302内部的撞块转动，直到撞击限位开关。当传动齿轮轴301转动时，撞块转动，当转动角度达到预设限定角度时，撞块撞击限位开关，传动齿轮轴301停止转动，内方位轴齿圈轴承202或外方位轴齿圈轴承402停止转动。

需要说明的是，可以通过调整撞块的位置，适应不同的方位轴转角限位需求。

优选地，所述限位机构3的传动齿轮轴301采用聚四氟乙烯材质制作。聚四氟乙烯的摩擦系数低，传动齿轮轴301采用聚四氟乙烯材质制作，能够保护齿圈轴承齿面。

第一限位机构传动齿轮轴与内方位轴齿圈轴承202齿轮啮合，内方位轴齿圈轴承202带动第一限位机构传动齿轮轴转动。第一限位机构传动齿轮轴动力来源于内方位轴齿圈轴承202，当第一限位机构传动齿轮轴转动角度达到预设值时，第一限位机构停止传动齿轮轴转动，内方位轴齿圈轴承202停止转动，保护方位基座结构。

第二限位机构传动齿轮轴与外方位轴齿圈轴承402齿轮啮合，外方位轴齿圈轴承402带动第二限位机构传动齿轮轴转动。第二限位机构传动齿轮轴动力来源于外方位轴齿圈轴承402，当第二限位机构传动齿轮轴转动角度达到预设值时，第二限位机构停止传动齿轮轴转动，外方位轴齿圈轴承402停止转动，保护方位基座结构。

图6为包含位置测量装置的方位基座结构构成示意图。

作为本申请进一步优化的实施例，还包括位置测量装置，用于测量内方位轴、外方位轴转动角度，实现转动角度精确控制。所述位置测量装置包括可粘贴光栅尺的内方位轴光栅安装环503、可粘贴光栅尺的外方位轴光栅安装环504、光栅尺501和读数头502。

本发明方案采用齿圈轴承作为传动的中间环节，其上方固定光栅安装环。

内方位轴光栅安装环503用于粘贴光栅尺501。外方位轴光栅安装环504用于粘贴光栅尺501。光栅尺501和读数头502配合使用，可实时读取方位轴的位置信息并反馈给伺服驱动系统，实现位置闭环控制，提高方位轴定位精度。光栅尺501和读数头502包括内方位轴光栅尺、内方位轴读数头、外方位轴光栅尺和外方位轴读数头。

内方位轴光栅安装环503固定于内方位轴齿圈轴承202上，与其同轴。外方位轴光栅安装环504固定于外方位轴齿圈轴承402上，与其同轴。

所述内方位轴光栅安装环503和所述外方位轴光栅安装环504侧面加工一对环形凹槽，用于粘贴光栅尺501时定位；

光栅尺501环状对接固定于环形凹槽。读数头502通过安装板固定于方位基座壳体1上，光栅尺501与读数头502配合，读取位置信息。

一条光栅尺环状对接固定于环形凹槽，读数头最大能够读取360°数据，无法分辨超过360°角度。所述内方位轴光栅安装环503和所述外方位轴光栅安装环504最多可粘贴两条对称的光栅尺，用于方位转动角度大于360°的情况。两条光栅尺分别环状对接固定于环形凹槽，且对接点错开。当安装两条光栅尺且对接点错开时，不同读数头可读取不同光栅尺数据，实现超过360°角度读取。

需要说明的是，读数头502与光栅尺501配合使用，当安装两条光栅尺时，读数头也需要两个。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。本申请文件中的“第一”、“第二”是为了区分不同的部件，没有特殊的含义。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种具备对称结构的天线罩测试转台方位基座，其特征在于，包括方位基座壳体、内方位轴传动机构、外方位轴传动机构和限位机构，所述限位机构的数量为二个；

所述内方位轴传动机构包括内方位轴驱动模块和内方位轴齿圈轴承，控制内方位轴转动定位；

所述内方位轴驱动模块包括内方位轴驱动齿轮，与所述内方位轴齿圈轴承齿轮啮合，驱动待测天线或天线罩；

所述外方位轴传动机构包括外方位轴驱动模块和外方位轴齿圈轴承，控制外方位轴转动定位；

所述外方位轴驱动模块包括外方位轴驱动齿轮，与所述外方位轴齿圈轴承齿轮啮合，驱动天线转动；

所述方位基座壳体为中心对称结构；所述内方位轴驱动模块、外方位轴驱动模块以其重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体内；二个所述限位机构以其重心位置按中心对称方式安装于所述方位基座壳体内；对称中心即壳体的重心；

所述限位机构包括传动齿轮轴和集成限位开关，对方位转动角度进行限位；第一限位机构所述传动齿轮轴与内方位轴齿圈轴承齿轮啮合；第二限位机构所述传动齿轮轴与外方位轴齿圈轴承齿轮啮合。

2.如权利要求1所述方位基座，其特征在于，所述内方位轴驱动模块、外方位轴驱动模块和限位机构均采用模块化设计，本体隐藏于方位基座壳体底部，只保留内方位轴驱动齿轮、外方位轴驱动齿轮和传动齿轮轴上探至基座壳体上部。

3.如权利要求1所述的方位基座，其特征在于，还包括位置测量装置，所述位置测量装置包括可粘贴光栅尺的内方位轴光栅安装环、可粘贴光栅尺的外方位轴光栅安装环、光栅尺和读数头。

4.如权利要求1所述的方位基座，其特征在于，采用齿圈轴承作为传动的中间环节，并在其上方固定光栅安装环。

5.如权利要求1所述的方位基座，其特征在于，方位基座壳体进行整体机械加工并设计定位止口，同时配合内方位轴齿圈轴承、外方位轴齿圈轴承、内方位轴光栅安装环和外方位轴光栅安装环的定位止口，保证内、外方位轴的同轴度。

6.如权利要求1所述的方位基座，其特征在于，所述限位机构的传动齿轮轴采用聚四氟乙烯材质制作。

7.如权利要求4所述的方位基座，其特征在于，内方位轴齿圈轴承为外齿圈形式，外方位轴齿圈轴承为内齿圈形式。

8.如权利要求4所述的方位基座，其特征在于，内方位轴齿圈轴承为内齿圈形式，外方位轴齿圈轴承为外齿圈形式。

9.如权利要求5所述的方位基座，其特征在于，所述内方位轴光栅安装环和所述外方位轴光栅安装环侧面加工一对环形凹槽，用于粘贴光栅尺时定位；

所述内方位轴光栅安装环和所述外方位轴光栅安装环最多可粘贴两条对称的光栅尺，用于方位转动角度大于360°的情况。

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