CN111180853B - 一种新型的四连杆面阵折叠机构设计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的四连杆面阵折叠机构设计，包括天线背架，其两侧各设置有一个能沿天线背架收藏和展开的天线框架；所述的两侧的天线框架沿天线背架收藏设置时，从下往上看呈“门”字状；所述的两侧的天线框架沿天线背架展开时，从下往上看呈“一”字状。本发明达到的有益效果是：解决了重载和空间受限的设计问题、设计拓扑性强、同步性能好、定位精度高、可靠性高、结构简单、便于加工和安装。

Description

一种新型的四连杆面阵折叠机构设计
技术领域
本发明涉及车载雷达天线的技术领域，特别是一种新型的四连杆面阵折叠机构设计。
背景技术
为提高车载雷达天线的机动性和阵地适应性，雷达天线机构设计是关键。
常见的机动式车载雷达天线面阵折叠机构多采用单铰点折叠方式来实现，但是该方式下机构布局与油缸选型较为局限。在车载雷达总体战术指标和使用环境的限制下，要求空间收藏比高、质量功率比大、定位精度高，以提高其实用价值；一般的机动式车载雷达天线面阵折叠机构也无法达到这些要求。
考虑到四连杆布局方式，机构设计和油缸选型具有较强的适应性，且能很好地解决载车限高线宽的问题。
为此，本方案在四连杆的基础上进一步设计，使其在空间有限的情况下，面阵折叠姿态转换最大化；并且要求其无论是在运输状态还是工作状态，都能最大化利用空间，从而使其特别适用于驱动装置体积质量要求高、安装空间极为有限和高精度定位的场合。例如，雷达天线单元姿态，设备空间对接等场合。以填补国内在该场合环境下的空白设计。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种解决了重载和空间受限的设计问题、设计拓扑性强、同步性能好、定位精度高、可靠性高、结构简单、便于加工和安装的新型的四连杆面阵折叠机构设计。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种新型的四连杆面阵折叠机构设计，包括天线背架，其两侧各设置有一个能沿天线背架收藏和展开的天线框架；
所述的两侧的天线框架沿天线背架收藏设置时，从下往上看呈“门”字状；
所述的两侧的天线框架沿天线背架展开时，从下往上看呈“一”字状。
进一步地，所述的天线框架与天线背架之间分别铰接设置有双向机械自锁油缸和连杆；所述双向机械自锁油缸推动天线框架沿天线背架转动，实现收藏和展开；所述连杆，在天线框架转动时起支撑作用。之所以采用双向机械自锁油缸，是因为，不仅克服了传统电动丝杠、蜗轮蜗杆及机械制动部件结构复杂、工艺要求较高和质量功率比较低等缺点，也具备了普通油缸所欠缺的双向机械自锁功能，巧妙的结合了两者的优点。
进一步地，所述的连杆包括连杆A和连杆B；所述连杆A的一端铰接在天线框架的内端处，而另一端铰接在天线背架的背面；所述连杆B的一端铰接在天线框架的中部处，而另一端铰接在天线背架的左右侧面中部处；所述双向机械自锁油缸的一端铰接在天线框架靠近外端处，而另一端铰接在天线背架的左右侧面靠近正面处。并且根据不同天线框架的重量问题，能够选择性地多添加双向机械自锁油缸。
所述的双向机械自锁油缸在回缩和展开位置处均设置有对应的接近开关，以判断双向机械自锁油缸的工作状态。
进一步地，所述的两侧的天线框架对应的两双向机械自锁油缸，采用同步马达串联，进行同步折叠和展收，以避免在实际工况中机构动作不协调而产生的偏载。
优选地，所述的天线背架的背面设置有定位块，定位块采用球头式定位。
进一步地，所述的天线背架的背面还设置有锁紧机构，该锁紧机构为插销式锁紧，当天线框架展开时能将其锁紧。
工作时：
展开前，双向机械自锁油缸外置收回到位接近开关处于点亮状态，折叠机构准备就绪；
折叠机构在双向机械自锁油缸作用下开始展开，同步马达控制两侧天线框架的同步动作，当双向机械自锁油缸外置伸出到位接近开关点亮时，判断为两个折叠油缸的伸出到位，到位后由锁紧机构将天线框架锁死在天线背架上；
撤收状态时，双向机械自锁油缸先进行反向注油，锁紧机构解锁，双向机械自锁油缸开始收回，通过双向机械自锁油缸外置收回到位接近开关判断双向机械自锁油缸的到位状态。
本发明具有以下优点：
（1）本方案的四连杆折叠机构设计采用双向自锁液压油缸，结构简单可靠，工艺性好，定位精度高；设计合理的液压系统支路和选择合适的同步方案，能实现较高的同步性能，从而减小天线面阵的变形，提高阵面精度，有利于提高雷达天线的整体战术指标；
（2）该四连杆折叠机构的各连接杆包括相应油缸可根据具体的战术指标进行灵活的拓扑变换，油缸安装距、行程，两连杆的长度均可调整，应对不同收藏状态、工作状态的战术指标进行不同的设计，能最大程度的利用天线载车的有效空间结构；
（3）本方案的四连杆折叠机构设计方案全部由纯机械机构组成，相比电气元件可靠性高，具有结构简单紧凑，可靠性高等特点；
（4）锁紧机构设计简单，能保证面阵天线在长时间工作状态下的稳定性。
附图说明
图1 为天线框架沿天线背架收藏的结构示意图；
图2 为图1中除去左侧天线框架有从左向右看的结构示意图；
图3 为天线框架沿天线背架展开的结构示意图；
图4 为图2中A-A的放大图；
图5 为球头定位的结构示意图；
图中：图中：1-天线背架，2-天线框架，3-双向机械自锁油缸，4-连杆A，5-连杆B，6-锁紧机构，601-伸缩油缸，602-双耳，603-单耳，604-插销，7-球头定位柱，8-球面凹槽导向块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1~图5所示，一种新型的四连杆面阵折叠机构设计，包括天线背架1、天线框架2。天线背架1固定在车上，天线背架1的两侧各设置有一个天线框架2，且天线框架2能沿天线背架1转动，实现收藏和展开。
如图1和图3所示，当两侧的天线框架2沿天线背架1展开时，从下往上看呈“一”字状，即处于展翅状。当两侧的天线框架2沿天线背架1收藏设置时，从下往上看呈“门”字状，即处于收翅状。
在实现天线框架2的动作时，由于整个天线框架2的重量很大，还必须要求左右两侧的天线框架2对称平稳动作，不发生偏载，否则可能导致车的倾翻。为此，本方案中，天线背架1和天线框架2之间设置有双向机械自锁油缸3和连杆。双向机械自锁油缸3推动天线框架2沿天线背架1转动，实现收藏和展开；而连杆，则在天线框架2转动时起支撑作用，以保证平稳性。
本实施例中，双向机械自锁油缸3在回缩和展开位置处均设置有对应的接近开关。并且两侧的天线框架2对应的两双向机械自锁油缸3，采用同步马达串联，进行同步折叠和展收。
进一步地，如图1和图3所示，连杆包括连杆A4和连杆B5；连杆A4的一端铰接在天线框架2的内端处，而另一端铰接在天线背架1的背面；连杆B5的一端铰接在天线框架2的中部处，而另一端铰接在天线背架1的左右侧面中部处；双向机械自锁油缸3的一端铰接在天线框架2靠近外端处，而另一端铰接在天线背架1的左右侧面靠近正面处。以实现收藏和展开动作。
优选地，天线背架1的背面设置有定位块，定位块采用球头式定位。如图5所示，在天线框架2上设置有球头定位柱7，在天线背架1上设置有球面凹槽导向块8，在天线框架2展开时，球头定位柱7的球头卡进球面凹槽导向块8的球面凹槽中，实现定位，提高天线框架2和天线背架1在展开状态时的精度。
本实施例中，优选地，天线框架2采用4000mm×2000mm×400mm的桁架结构，其总总量约为1吨。而连杆A4和连杆B5则采用50mm×50mm×4mm的矩管。
本实施例中，双向机械自锁油缸3则采用伸出到位的钢球自锁油缸，其主要包括缸筒、活塞杆、锁定钢珠、浮动活塞、间隙调节螺母、弹簧；当其运行到位后，活塞杆内部的锁定钢珠在弹簧作用下，落入缸筒上的钢珠槽内，实现油缸机械锁定。由于这种双向机械自锁油缸3可承受3吨的锁紧载荷，因此本实施例中，优先地，每个天线框架2可采用两个双向机械自锁油缸3。
由于整个面阵天线工作时间较长，且对天线面阵的平面度要求高，因此要进一步保证天线框架2的位置，以保证面阵在长时间工作状态下的稳定性。为此，在天线背架1的背面还设置有锁紧机构6，当天线框架2展开处于工作状态时，锁死在天线背架1上。
本实施例中，如图4所示，锁紧机构包括伸缩油缸601、双耳602、单耳603、插销604，双耳602固定在天线背架1的背面处，双耳602的一侧设置有伸缩油缸601，伸缩油缸601的输出轴为插销604，在双耳603的两个耳上开有与插销604相对应的销孔A。而单耳603则固定在天线框架2上，单耳603上开有销孔B；当天线框架2展开时，则单耳603随天线框架2一起转动，最后单耳603位于双耳602的耳之间且销孔B和销孔A位置相对，插销604在伸缩油缸601的作用下伸出且插入销孔B和销孔A中，实现天线框架2与天线背架1之间的锁紧固定。

Claims (1)

1.一种新型的四连杆面阵折叠机构设计，其特征在于：包括天线背架(1)，其两侧各设置有一个能沿天线背架(1)收藏和展开的天线框架(2)；
所述的两侧的天线框架(2)沿天线背架(1)收藏设置时，从下往上看呈“门”字状；
所述的两侧的天线框架(2)沿天线背架(1)展开时，从下往上看呈“一”字状；
所述的天线框架(2)与天线背架(1)之间分别铰接设置有双向机械自锁油缸(3)和连杆；所述双向机械自锁油缸(3)推动天线框架(2)沿天线背架(1)转动，实现收藏和展开；所述连杆，在天线框架(2)转动时起支撑作用；
所述的连杆包括连杆A(4)和连杆B(5)；所述连杆A(4)的一端铰接在天线框架(2)的内端处，而另一端铰接在天线背架(1)的背面；所述连杆B(5)的一端铰接在天线框架(2)的中部处，而另一端铰接在天线背架(1)的左右侧面中部处；所述双向机械自锁油缸(3)的一端铰接在天线框架(2)靠近外端处，而另一端铰接在天线背架(1)的左右侧面靠近正面处；
所述的双向机械自锁油缸(3)在回缩和展开位置处均设置有对应的接近开关；
所述的两侧的天线框架(2)对应的两双向机械自锁油缸(3)，采用同步马达串联，进行同步折叠和展收；
所述的天线背架(1)的背面设置有定位块，定位块采用球头式定位；在天线框架(2)上设置有球头定位柱(7)，在天线背架(1)上设置有球面凹槽导向块(8)，在天线框架(2)展开时，球头定位柱(7)的球头卡进球面凹槽导向块(8)的球面凹槽中，实现定位；
所述的天线背架(1)的背面还设置有锁紧机构(6)，该锁紧机构(6)为插销式锁紧，当天线框架(2)展开时能将其锁紧；
所述的锁紧机构(6)，包括伸缩油缸(601)、双耳(602)、单耳(603)、插销(604)，双耳(602)固定在天线背架(1)的背面处，双耳(602)的一侧设置有伸缩油缸(601)，伸缩油缸(601)的输出轴为插销(604)，在双耳(603)的两个耳上开有与插销(604)相对应的销孔A；单耳(603)则固定在天线框架(2)上，单耳(603)上开有销孔B；插销(604)在伸缩油缸(601)的作用下伸出且插入销孔B和销孔A中，实现天线框架(2)与天线背架(1)之间的锁紧固定。
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