CN112382851A - 一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，属于机械电子技术领域。包括环槽式导水密封件、D型空心密封条、高刚性天线罩、天线罩铰链、快锁搭扣等，通过环槽式导水密封件、D型空心密封条和高刚性天线罩组成一个密闭空间，共同对天线结构实现可靠密封，并通过天线罩铰链、快锁搭扣实现了天线罩的快速翻转开合及快速锁定及解锁，使得维修阵面设备时打开天线罩快捷方便，大幅提高了维修效率并实现了可靠密封。

Description

一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构

技术领域

本发明属于机械电子技术领域，涉及一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，能大幅提高天线阵面设备的维修效率并实现可靠密封，可应用大型相控阵天线等同类产品等领域。

背景技术

随着雷达技术的快速发展，有源相控阵雷达已经成为现代雷达技术的发展与应用重点。首先，有源相控阵雷达阵面向大型化、阵面组件密集化方向发展；其次，良好的操作性及维修性现已成为雷达的一个重要指标，这就要求大型雷达天线阵面设备的调试及维修方便快捷；最后大口径雷达天线罩结构要具有可靠的密封防水能力，以保证阵面设备正常工作。

某相控阵雷达天线罩口径达到4.2m×2.5m、天线阵面集成了上百个TR组件及大量电源等其他设备，经过计算，天线罩重量达到95kg，阵面设备调试及维修时需要移开天线罩，同时天线罩结构要具备可靠的密封性，综合考虑上述因素，要使雷达具有良好的操作及维修性能，设计出一种可靠密封的高刚性大口径天线罩快速开合结构，对雷达系统有着重要的意义。而以往雷达天线罩结构设计已经不能满足上述要求，主要存在如下不足：

1.大型雷达天线罩均为非金属蜂窝夹层结构，这种蜂窝结构透波性好，但其刚强度较差，导致天线罩变形较大，因此传统密封一般采用橡胶垫加螺钉固定的方式进行密封，由于大口径天线罩的变形原因，所以需要大量密集排列的螺钉才能保证密封性能，这种结构形式不但密封可靠性不高，且打开天线罩时需先拆卸天线罩四周的大量螺钉，费时费力，操作难度大。

2.普通大型天线罩目前多采用人力搬走或推动天线罩在阵面左右滑动来维修阵面设备，由于天线一般位于载车顶部，操作空间有限，而大口径天线罩的重量也较大，因此搬走或推动天线罩时比较费力，且操作危险性高，同时橡胶垫加螺钉的密封方式在多次拆卸天线罩时有损坏密封垫影响密封性的风险。

上述因素导致雷达阵面设备维修效率低下，且维修危险系数高，密封可靠性较差，对雷达工作造成很大影响。

根据某大型雷达天线罩的特点和维修使用要求，我们针对以上问题进行了详细论证及大胆创新，提出一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，设计了新型环槽式导水密封结构以及新型大口径高刚性天线罩，设计并实现了天线罩的快速翻转开合及快速锁定及解锁，使得阵面设备维修时打开天线罩操作方便快捷，天线罩闭合后密封可靠。避免了以往天线罩结构设计的不足之处，成功解决了上述关键问题，满足雷达的使用要求。

发明内容

要解决的技术问题

为了解决上述大口径雷达天线罩现有技术的不足之处，本发明提出一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构。

技术方案

一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，其特征在于：包括环槽式导水密封件、D型空心密封条、高刚性天线罩、天线罩铰链、快锁搭扣、电动推杆、推杆上铰链和推杆下铰链；环槽式导水密封件固定在天线框架上表面四周，所述的环槽式导水密封件为U型槽，D型空心密封条安装在环槽式导水密封件的开口靠内一侧，下部为导水槽；天线罩铰链的一端固定在天线框架上，另一端固定在高刚性天线罩上，使天线罩能沿铰链轴翻转，电动推杆的一端通过推杆下铰链固定在天线框架上，另一端通过推杆上铰链固定在高刚性天线罩内侧，实现高刚性天线罩的快速开合；在高刚性天线罩四周设计了一圈角法兰，与环槽式导水密封件及D型空心密封条一起实现可靠密封；快锁搭扣的一端固定在天线框架，另一端固定在高刚性天线罩上，实现了天线罩的快速锁定及解锁。

还包括推杆维修盖板，当电动推杆发生故障时，可拆掉推杆维修盖板，松开推杆上铰链的连接螺钉实现电动推杆与天线罩脱离，此时电动推杆靠重力落在推杆减震支座上，这样就可手动打开天线罩进行推杆故障的维修处理。

还包括U型加强筋，所述的U型加强筋位于高刚性天线罩内侧两端推杆铰链处，U型加强筋与四周角法兰一起形成高刚性骨架。

所述的环槽式导水密封件为金属。

所述的D型空心密封条可以为实心密封条。

有益效果

本发明提出的一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，具有布局紧凑合理，操作便捷及密封高可靠性，且维修可达性好，满足雷达的工作要求。

1)设计了新型环槽式导水密封件5，该密封部件顶部设计安装有大压缩量D型空心密封条8，下部为导水槽，在天线罩闭合后，由于新设计的天线罩具有高刚性，因此只依靠天线罩左5个铰链和右5个快锁搭扣共10个点固定，就可实现天线罩四周角法兰紧压在密封条8上，并达到密封所需压缩量，从而实现可靠密封，这样就避免使用大量螺钉来固定天线罩，在天线罩解锁或锁定时只需操作5个快锁搭扣即可。

2)设计了新型高刚性天线罩，该天线罩四周外沿设计了一圈角法兰，既配合环槽式导水密封件5来实现密封效果，又大幅增加天线罩刚性，同时在天线罩两端推杆铰链处设计了U型加强筋，既满足了天线罩翻转时大跨距两点推动天线罩的刚强度要求，同时U型加强筋与四周角法兰一起形成了一个高刚性骨架，使得新设计的天线罩的刚性大大加强。

3)在天线罩上设计了电动推杆维修盖板11，实现了电动推杆损坏时的快捷维修。

附图说明

图1是本大口径高刚性天线罩快速开合结构示意图

图2是本大口径高刚性天线罩快速开合结构剖面示意图

图3是本大口径高刚性天线罩快速开合结构左侧示意图

图4是本大口径高刚性天线罩快速开合结构右侧示意图

图5是本大口径高刚性天线罩快速开合结构环槽式导水密封件示意图

图6是本大口径高刚性天线罩快速开合结构环槽式导水密封件剖面示意图

图7是本大口径高刚性天线罩快速开合结构高刚性天线罩示意图

图8是本大口径高刚性天线罩快速开合结构D型空心密封条安装示意图

图9是本大口径高刚性天线罩快速开合结构密封结构剖面示意图

1-高刚性天线罩、2-天线框架、3-电动推杆、4-推杆上铰链、5-环槽式导水密封件、6-TR组件、7-阵面设备、8-D型空心密封条、9-快锁搭扣、10-天线罩铰链、11-推杆维修盖板、12-天线罩角法兰、13-推杆下铰链、14-推杆减震支座、15-U型加强筋。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

参见附图1、附图2、附图3、附图4，包括高刚性天线罩1、天线框架2、电动推杆3、推杆上铰链4、环槽式导水密封件5、TR组件6、阵面设备7、D型空心密封条8、快锁搭扣9、天线罩铰链10、推杆维修盖板11、天线罩角法兰12、推杆下铰链13、推杆减震支座14、U型加强筋15。

环槽式导水密封件5固定在天线框架2上表面四周，D型空心密封条8安装在环槽式导水密封件5顶部的U型槽内；天线罩铰链10的一端固定在天线框架2上，另一端固定在高刚性天线罩1上，使天线罩1能沿铰链轴翻转，电动推杆3的一端通过推杆下铰链13固定在天线框架2上，另一端通过推杆上铰链4固定在高刚性天线罩1内侧，实现高刚性天线罩的快速开合；同时在高刚性天线罩1四周设计了一圈角法兰12，与环槽式导水密封件5及D型空心密封条8一起实现可靠密封；在高刚性天线罩1内侧两端推杆处设计U型加强筋15，满足了推杆大跨距两点推动天线罩时的刚强度要求；快锁搭扣9的一端固定在天线框架2，另一端固定在高刚性天线罩1上，实现了天线罩的快速锁定及解锁。

另外考虑到电动推杆3的发生故障时的可维修性，设计了推杆维修盖板11，安装在天线罩1外表面推杆上铰链4与天线罩1的连接处，当发生故障时，可拆掉推杆维修盖板11，松开推杆上铰链4的固定螺钉实现电动推杆3与天线罩1脱离，此时电动推杆3靠重力自动落在推杆减震支座14上，这样就可手动打开天线罩2进行推杆故障的维修处理。

在需要打开天线罩时，只需先松开天线罩右侧5个快锁搭扣将天线罩解锁，再按动电动推杆控制按钮，则天线罩可以快速打开到垂直状态，方便对阵面设备进行操作维修，整个天线罩打开过程不超过1分钟，而传统设计中打开大型天线罩则需拆卸大量螺钉并移走天线罩，一般耗时约一个小时以上，且操作危险性较高。

当需要闭合天线罩时，只需先按动电动推杆控制按钮，则天线罩可以快速闭合到位，再将天线座右侧的5个快锁搭锁定即可实现天线罩的固定及可靠密封，整个过程也不超过1分钟。而传统设计中安装大型天线罩需安装大量螺钉，而为了将螺钉孔位对齐则需要多次调整天线罩的位置，耗时更长，一般耗时约两个小时左右，且操作危险性较高、密封可靠性较差。

参见附图5、附图6、附图8，新型环槽式导水密封件5安装在天线框架2的上表面四周，形成一个环形封闭防水墙，在其顶上安装有一圈D型空心密封条8，该密封条弹性好，压缩量大，最大可达4～5mm，所以不需要对天线罩施加很大的预紧力来保证密封所需的压缩量。在天线罩闭合状态时，天线罩依靠铰链10及快锁搭扣9固定在天线框架2上，这时天线罩角法兰12的内表面压在环槽式导水密封件5顶部的D型空心密封条8上实现密封。参见图9，D型密封条8安装在环槽式导水密封件5的最上端，下雨时雨水首先会由环槽式导水密封件5下部的环形导水槽流走，一般不会到达顶部密封条处，这样就从结构上保证了天线罩的可靠密封；如果碰到极端情况水量特别大来不及流走，出现雨水翻过导水槽上沿流到D型密封条8处时，被天线罩1压紧的D型空心密封条8会形成第二道有效密封保护，从而彻底实现可靠密封。

参见图7，由于普通大型天线罩一般都为非金属蜂窝夹层结构，往往刚性较差，尺寸误差及变形也较大，这对实现天线罩快速翻转和密封很不利。我们在新天线罩设计中结合环槽式导水密封件5的密封结构，在天线罩下沿四周设计了一圈角法兰12，这样既能利用角法兰12的内表面来压住D型空心密封条8保证密封，又能大幅增加天线罩刚性，保证只依靠天线罩两侧铰链和快锁搭扣共10个点固定，就可实现天线罩紧压在密封条8上，并达到密封所需的压缩量，避免了使用大量螺钉固定天线罩时的拆卸不便的问题。同时考虑到天线罩翻转时电动推杆3推动天线罩的推点跨距较大，达到3.5m以上，为了避免出现由于天线罩刚性不足导致的掉角或局部塌陷等现象，在天线罩上下两端推动铰链处设计了两处U加强筋15，U型加强筋15与四周的角法兰12，形成一个高刚性骨架结构，使得新设计的天线罩的刚性大大加强，满足使用要求。

参见附图1、附图2，考虑到电动推杆出现故障时的维修，特别在天线罩上增加推杆维修盖板11，同时在推杆上铰链4上制作安装螺纹孔，天线罩上制作安装通孔，这样从天线罩外表面用螺钉可将推杆通过推杆上铰链4固定在天线罩上。在电动推杆损坏时，可以先拆掉维修盖板11，再松开推杆上铰链4的安装螺钉，实现天线罩与电动推杆的完全脱离。电动推杆脱离后，将受重力自动向下落在天线框架上安装的推杆减震支座14上，这时可以打开天线罩进行电动推杆的维修更换工作。

本大口径雷达天线罩自动开合及密封装置已应用某雷达系统，应用表明：该大口径高刚性天线罩快速开合结构设计合理紧凑，操作便捷，密封可靠，满足雷达各项指标要求，可推广应用于其他大口径天线罩等相关产品领域，具有很好的推广应用前景。

Claims (5)

1.一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，其特征在于：包括环槽式导水密封件(5)、D型空心密封条(8)、高刚性天线罩(1)、天线罩铰链(10)、快锁搭扣(9)、电动推杆(3)、推杆上铰链(4)和推杆下铰链(13)；环槽式导水密封件(5)固定在天线框架(2)上表面四周，所述的环槽式导水密封件(5)为U型槽，D型空心密封条(8)安装在环槽式导水密封件(5)的开口靠内一侧，下部为导水槽；天线罩铰链(10)的一端固定在天线框架(2)上，另一端固定在高刚性天线罩(1)上，使天线罩(1)能沿铰链轴翻转，电动推杆(3)的一端通过推杆下铰链(13)固定在天线框架(2)上，另一端通过推杆上铰链(4)固定在高刚性天线罩(1)内侧，实现高刚性天线罩的快速开合；在高刚性天线罩(1)四周设计了一圈角法兰(12)，与环槽式导水密封件(5)及D型空心密封条(8)一起实现可靠密封；快锁搭扣(9)的一端固定在天线框架(2)，另一端固定在高刚性天线罩(1)上，实现了天线罩的快速锁定及解锁。

2.根据权利要求1所述的一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，其特征在于还包括推杆维修盖板(11)，当电动推杆(3)发生故障时，可拆掉推杆维修盖板(11)，松开推杆上铰链(4)的连接螺钉实现电动推杆(3)与天线罩(1)脱离，此时电动推杆(3)靠重力落在推杆减震支座(14)上，这样就可手动打开天线罩(1)进行推杆故障的维修处理。

3.根据权利要求1所述的一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，其特征在于还包括U型加强筋(15)，所述的U型加强筋(15)位于高刚性天线罩(1)内侧两端推杆铰链处，U型加强筋(15)与四周角法兰(12)一起形成高刚性骨架。

4.根据权利要求1所述的一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，其特征在于所述的环槽式导水密封件(5)为金属。

5.根据权利要求1所述的一种可靠密封的大口径高刚性天线罩快速开合结构，其特征在于所述的D型空心密封条(8)可以为实心密封条。

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