CN113745802A - 一种新型车载静中通天线座架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型车载静中通天线座架，属于通信天线技术领域。其包括基座、方位驱动组件、俯仰驱动组件、方位限位保护装置、俯仰限位保护装置。其基座中部设置有四点接触球轴承，以承载方位转盘和上部负载。方位转盘上方设置有方位驱动组件和方位限位保护装置，实现方位轴的驱动和限位保护功能；方位转盘右侧设置有俯仰驱动组件，左侧设置有俯仰限位保护装置，实现俯仰轴的驱动和限位保护功能。座架的顶部设置有左支耳和右支耳，用于连接天线反射器等外部负载。本发明采用模块化设计思路，传动机构简洁高效，限位保护装置稳定可靠，且方位轴和俯仰轴均具有手动功能和自锁功能，可以实现天线指向角度的手动调整和锁定保持。

Description

一种新型车载静中通天线座架

技术领域

本发明涉及到通信天线技术领域，特别涉及一种新型车载静中通天线座架。

背景技术

静中通天线是一种应用于车辆平台上的天线，主要应用于卫通通信、微波散射通信、测控侦察等领域。

静中通天线的座架是天线运动的核心部分，其主要特点是在重力载荷、外界风力载荷等因素的作用下，可以精确高效的调整天线的指向角度，并且具有自锁功能，以确保天线通信链路的稳定。

现有的静中通天线座架，往往采用不同的设计理念，形成不同的总体配置形式。但是，静中通天线座架仍然普遍存在如下设计难点：

1、天线座架的稳定可靠与简洁性、经济性之间的矛盾。为了实现天线座架的稳定可靠，需要增加设计的冗余度、设置保护措施等，同时，天线作为功能载荷，受到整体重量、成本等多个约束条件的限制；

2、天线座架传动效率与功能齐全性之间的矛盾。天线座架的传动效率决定了驱动电机的功率选取，并影响减速器等器材选取和结构件的设计。天线座架需要具备手动驱动、双轴自锁、限位保护等系统功能，因此，天线座架的传动效率和复杂的系统功能相互制约。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型车载静中通天线座架，该天线座架，传动机构简洁高效，限位保护装置稳定可靠。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种新型车载静中通天线座架，包括方位结构和方位驱动部件；还包括基座，所述方位结构包括方位转盘和方位驱动组件，方位转盘位于基座的顶部并通过四点接触球轴承与基座的中心处连接，四点接触球轴承的外环与基座固定，所述四点接触球轴承的外环上还带有齿；在方位转盘的上表面还设有方位驱动部件，所述方位驱动部件包括方位电机、方位齿轮轴和方位蜗轮减速器；方位蜗轮减速器的输出轴通过键与方位齿轮轴固定连接，方位电机与方位蜗轮减速器的输入轴连接；所述方位齿轮轴末端的齿与四点球轴承外环上的齿啮合；

所述方位转盘的顶部还固设有方位限位结构；所述方位限位结构包括感应块、限位支架、限位轴和两个弹簧；所述限位轴的两端均贯穿限位支架，感应块固定于限位轴的中间位置，两个弹簧均套装于限位轴上并分别位于感应块的两侧；所述基座上固设有穿过方位转盘的支撑柱，支撑柱的顶部设有限位环，在限位环上设有沿其半径方向并向外延伸的凸起；在方位转盘旋转的极限位处，感应块抵在凸起上，且其中一弹簧处于压缩状态。

进一步的，所述方位转盘的上表面设有左支臂和右支臂，左支臂和右支臂分别位于方位转盘转轴的两侧，并且两者镜像对称；所述左支臂和右支臂上均设有支耳和俯仰驱动部件，支耳位于支臂的外侧并与支臂轴承连接；所述俯仰驱动部件包括俯仰电机、俯仰蜗轮减速器和俯仰齿轮轴；俯仰轮减速器的输出轴通过键与俯仰齿轮轴一端固定连接，所述俯仰驱动轴另一端穿过支臂并与支耳固定连接，其中俯仰驱动轴与支臂轴承连接；所述俯仰减速器的输入轴与俯仰电机连接。

进一步的，所述限位轴的两侧均设有方位感应块，在限位轴的中轴线上还设有方位感应开关，方位感应开关和方位感应块一一对应。

进一步的，还包括俯仰限位结构，所述俯仰限位结构包括同步轴、俯仰感应块和俯仰感应开关；所述同步轴固定于支耳上，且两者的旋转轴心重合；所述俯仰感应块为抱箍结构，固定于同步轴上；所述俯仰感应开关固定于支臂上，所述俯仰感应块和俯仰感应开关位于支臂同一侧且一一对应。

进一步的，所述俯仰蜗轮减速器的尾轴和方位蜗轮减速器的尾轴均设有用于实现手动功能的手动轴。

进一步的，还包括俯仰罩，所述俯仰罩位于基座的顶部，且方位结构、方位驱动部件均位于俯仰罩内。

本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本发明采用单元模块化设计，包括基座、方位驱动组件、俯仰驱动组件、方位限位保护装置、俯仰限位保护装置，具有良好的可靠性、维修性。

2、本发明的基座处设置有转接板和接插头，用于天线座架和外部设备的线缆连接，实现了天线的一体化模式，有利于天线自身的测试、保障。

3、本发明的基座中部设置有四点接触球轴承，以承载方位转盘和上部负载，四点接触球轴承的外圈为外齿轮，用于方位驱动的齿轮副啮合，具有高效的传动；

4、进一步地，本发明的方位转盘上方设置有方位驱动组件和方位限位保护装置，方位转盘右侧设置有俯仰驱动组件，左侧设置有俯仰限位保护装置，由此实现方位轴、俯仰轴的驱动和限位保护功能。

总之，本发明采用了全新的模块化设计思路，布局合理，传动机构简洁高效，限位保护装置稳定可靠。天线座架的方位轴和俯仰轴均具有手动功能，可实现天线指向角度的手动调整，同时，方位轴和俯仰轴均具有自锁功能，可实现天线指向角度的锁定保持。

附图说明

图1是本发明实施例中模块化静中通天线座架的一种结构示意图；

图2是图1的内部结构示意图；

图3是图1的的结构爆炸示意图；

图4是方位驱动组件示意图；

图5是方位驱动组件的结构爆炸示意图；

图6是方位限位保护装置示意图；

图7是俯仰限位保护装置示意图；

图8是俯仰驱动组件示意图；

图9是俯仰驱动组件的结构爆炸示意图。

图中：底座1、转接板2、接插座3、方位转盘4、方位电机5、方位驱动组件6、俯仰电机7、俯仰驱动组件8、方位限位组件9、限位环10、左支臂11、左支耳12、右支臂13、右支耳14、俯仰罩15、线缆盖16、四点接触球轴承17、支撑柱18、同步轴19、下限感应块20、上限感应块21、上限感应开关22、上限感应开关23、方位蜗轮减速器61、方位齿轮轴62、方位驱动键63、方位挡圈64、俯仰挡圈81、俯仰蜗轮减速器82、俯仰驱动轴83、俯仰驱动键84、法兰盘85、摆线减速器86、输出法兰87、限位支架91、限位轴92、感应块93、左弹簧94、右弹簧95、左侧感应开关96、右侧感应开关97、天线控制器98。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

本发明提出一种新型车载静中通天线座架，传动机构简洁高效，限位保护装置稳定可靠，同时，本发明的方位轴和俯仰轴均具有手动功能和自锁功能，可以实现天线指向角度的手动调整和锁定保持。

一种新型车载静中通天线座架，其包括基座、方位驱动组件、俯仰驱动组件、方位限位保护装置、俯仰限位保护装置。各功能单元进行模块化设计，具有良好的可靠性、维修性。其基座处设置有转接板和接插头，用于天线座架和外部设备的线缆连接，基座中部设置有四点接触球轴承，以承载方位转盘和上部负载，四点接触球轴承的外圈为外齿轮，用于方位驱动的齿轮副啮合。方位转盘上方设置有方位驱动组件和方位限位保护装置，实现方位轴的驱动和限位保护功能；方位转盘右侧设置有俯仰驱动组件，左侧设置有俯仰限位保护装置，实现俯仰轴的驱动和限位保护功能。座架的顶部设置有左支耳和右支耳，用于连接天线反射器等外部负载。通过俯仰驱动装置的转动，左支耳和右支耳带动天线反射器转动，调整天线指向角度；

下面为一更具体的实施例：

如图1所示，为天线座架的整体外形示意图，其包括底座1、转接板2、接插座3、方位转盘4，底座1是座架的承载基础，转接板2设置与基座的后侧，其上安装有接插座3，用于天线座架对外部设备的线缆连接。通过设置接插座，实现了天线的一体化模式，有利于天线自身的测试和保障。

方位转盘4的上方设置有左支臂11、左支耳12、右支臂13、右支耳14，构成天线座架的主体结构，在主体结构的外侧设置有俯仰罩15。通过俯仰罩将座架实现了密封防护。俯仰罩实现座架的防尘、防水，同时，在俯仰罩的前后两面设置有方位手动操作孔、俯仰手动操作孔。在方位操作孔和俯仰操作孔的位置是天线座架的手动操作轴，旋转手动操作轴即可转动天线座架的方位轴和俯仰轴，从而实现天线的手动操作功能。

如图2为天线座架的内部结构示意图，图3位结构爆炸示意图，在底座1的中部设有四点接触球轴承17，四点接触球轴承的外环固定在底座1的中部，内环与方位转盘18相连。四点接触球轴承的外环为齿轮结构，用于方位驱动的齿轮副啮合。在方位转盘4的上方设有方位驱动组件6，方位驱动组件含有方位齿轮轴62，方位齿轮轴62和四点接触球轴承17的外齿轮形成齿轮副，驱动天线方位轴转动。

方位转盘4的中部设有支撑柱18，支撑柱的顶部设有限位环10，用于方位限位保护。在限位环的右侧设置有方位限位组件9。天线座架的方位轴旋转时，限位环10则围绕方位轴旋转，进而触动方位限位组件，实现设定范围的限位保护。

方位转盘4的右侧设有右支臂13和俯仰驱动组件8，俯仰驱动组件带动右支耳14转动，进而带动天线反射器转动，调整天线指向角度。方位转盘4的左侧设有左支臂11和左支耳12，左支臂的中部设有俯仰限位装置。

进一步的，如图4所示为方位驱动组件结构示意图，如图5所示为方位驱动组件的结构爆炸示意图。方位驱动组件由方位电机5、方位蜗轮减速器61、方位齿轮轴62组成，方位电机5的输入轴与蜗轮减速器61的蜗杆相连接，蜗轮为输出部分，蜗轮中部含有连接键槽。通过方位驱动键63的连接，对方位齿轮轴62实现径向约束，通过方位挡圈64的连接，对方位齿轮轴62实现了轴向约束。所述的蜗轮减速器具有自锁特性，实现方位轴的自锁功能，同时，蜗杆尾端设有手动轴，实现方位轴的手动功能。

进一步的，如图6所示，为方位限位保护装置示意图。方位限位保护装置包括限位支架91、限位轴92、感应块93、左弹簧94、右弹簧95。限位支架91为主体结构，限位轴92和感应块93通过螺连形成一体结构，在限位支架的滑动槽内可以左右滑动。在限位支架的内腔左侧设有左弹簧94和右弹簧95，通过两处弹簧的作用，感应块自动居中。在限位支架的左右两端，设有左侧感应开关96和右侧感应开关97，用于感应限位。结合图3所示，当方位轴转动时，限位环10随之转动，进而拨动感应块93向左或者向右滑动。当感应块93和限位轴92向左滑动时，左弹簧94产生压缩，伴随方位轴的进一步转动，限位轴92接近左侧感应开关96，进而触发感应开关产生限位信号，形成限位保护动作。同理，当感应块93和限位轴92向右侧滑动时，右弹簧95产生压缩，伴随方位轴的继续转动，限位轴92接近右侧感应开关96，触发感应开关产生限位信号，形成限位停止指令。当方位轴回转居中时，在左弹簧94和右弹簧95的共同作用下，感应块93和限位轴92滑动居中，脱离限位开关的作用范围，解除限位信号。

进一步的，如图7所示为俯仰限位保护装置示意图。俯仰限位保护装置包括同步轴19、下限感应块20、上限感应块21、上限感应开关22、上限感应开关23。其同步轴19与左支耳12通过螺连形成一体结构，当天线反射器转动时，即俯仰轴转动时，同步轴19随之同步转动。下限感应块20、上限感应块21为抱箍结构，固定于同步轴19。同步轴左侧设有上限感应开关22、上限感应开关23。当天线俯仰上转时，同步轴19逆时针转动，上限感应块21随之转动，当接近上限感应开关22时，触发感应开关产生限位信号，形成限位停止指令。同理，当天线俯仰下转时，同步轴19顺时针转动，下限感应块20随之转动，当其接近下限感应开关23时，触发感应开关产生限位信号，形成限位停止指令。

进一步的，如图8所示为俯仰驱动组件示意图，图9为俯仰驱动组件的结构爆炸示意图。俯仰驱动组件包括俯仰电机7、俯仰挡圈81、俯仰蜗轮减速器82、俯仰驱动轴83、俯仰驱动键84。所述的俯仰驱动轴83通过俯仰挡圈81和俯仰驱动键84与蜗轮减速器实现连接，俯仰驱动轴的末端为齿轮副结构，后端插入摆线减速器86的输入端。法兰盘85将俯仰蜗轮减速器和摆线减速器86、右支臂13连为一体。摆线减速器的输出端与输出法兰87相连，进而与右支耳14相连。当俯仰电机7转动时，驱动蜗轮减速器82转动，进而带动俯仰驱动83转动，随后通过齿轮副驱动摆线减速器86转动，进而驱动输出法兰87和右支耳14转动，即带动天线反射器转动，实现天线俯仰轴的转动。所述的俯仰蜗轮减速器82具有自锁特性，实现俯仰轴的自锁功能。同时，俯仰蜗轮减速器的尾轴设有手动轴，实现俯仰轴的手动功能。

天线控制过程：天线控制器98负责天线的状态检测和驱动控制，状态检测包括左侧感应开关96、右侧感应开关97、上限感应开关22、上限感应开关23。

天线控制器驱动天线座架方位顺转或者逆转，当方位机构转动到正向极限角度或者逆向极限角度时，感应块93触发左侧感应开关96或者右侧感应开关97，产生停止转动的指令，天线向反向转动。

天线控制器驱动天线座架俯仰上转或者下转，当俯仰转动到上限或者下线时，感应块触发上限感应块21或者上限感应开关22，产生停止转动的指令，天线向反方向转动。

需要理解的是，上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述，并非本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中，本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下，以不付出任何创造性劳动的形式，通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式，得到更多的具体实施方式，所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内，因此，这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新型车载静中通天线座架，包括方位结构和方位驱动部件；其特征在于，还包括基座，所述方位结构包括方位转盘和方位驱动组件，方位转盘位于基座的顶部并通过四点接触球轴承与基座的中心处连接，四点接触球轴承的外环与基座固定，所述四点接触球轴承的外环上还带有齿；在方位转盘的上表面还设有方位驱动部件，所述方位驱动部件包括方位电机、方位齿轮轴和方位蜗轮减速器；方位蜗轮减速器的输出轴通过键与方位齿轮轴固定连接，方位电机与方位蜗轮减速器的输入轴连接；所述方位齿轮轴末端的齿与四点球轴承外环上的齿啮合；

所述方位转盘的顶部还固设有方位限位结构；所述方位限位结构包括感应块、限位支架、限位轴和两个弹簧；所述限位轴的两端均贯穿限位支架，感应块固定于限位轴的中间位置，两个弹簧均套装于限位轴上并分别位于感应块的两侧；所述基座上固设有穿过方位转盘的支撑柱，支撑柱的顶部设有限位环，在限位环上设有沿其半径方向并向外延伸的凸起；在方位转盘旋转的极限位处，感应块抵在凸起上，且其中一弹簧处于压缩状态。

2.根据权利要求1所述的一种新型车载静中通天线座架，其特征在于，所述方位转盘的上表面设有左支臂和右支臂，左支臂和右支臂分别位于方位转盘转轴的两侧，并且两者镜像对称；所述左支臂和右支臂上均设有支耳和俯仰驱动部件，支耳位于支臂的外侧并与支臂轴承连接；所述俯仰驱动部件包括俯仰电机、俯仰蜗轮减速器和俯仰齿轮轴；俯仰轮减速器的输出轴通过键与俯仰齿轮轴一端固定连接，所述俯仰驱动轴另一端穿过支臂并与支耳固定连接，其中俯仰驱动轴与支臂轴承连接；所述俯仰减速器的输入轴与俯仰电机连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型车载静中通天线座架，其特征在于，所述限位轴的两侧均设有方位感应块，在限位轴的中轴线上还设有方位感应开关，方位感应开关和方位感应块一一对应。

4.根据权利要求3所述的一种新型车载静中通天线座架，其特征在于，还包括俯仰限位结构，所述俯仰限位结构包括同步轴、俯仰感应块和俯仰感应开关；所述同步轴固定于支耳上，且两者的旋转轴心重合；所述俯仰感应块为抱箍结构，固定于同步轴上；所述俯仰感应开关固定于支臂上，所述俯仰感应块和俯仰感应开关位于支臂同一侧且一一对应。

5.根据权利要求4所述的一种新型车载静中通天线座架，其特征在于，所述俯仰蜗轮减速器的尾轴和方位蜗轮减速器的尾轴均设有用于实现手动功能的手动轴。

6.根据权利要求5所述的一种新型车载静中通天线座架，其特征在于，还包括俯仰罩，所述俯仰罩位于基座的顶部，且方位结构、方位驱动部件均位于俯仰罩内。

7.根据权利要求6所述的一种新型车载静中通天线座架，其特征在于，还包括天线控制器，所述天线控制器为控制单元，所述方位感应开关和俯仰感应开关为传感器，所述方位电机和俯仰电机为执行器；所述控制单元、传感器和执行器构成电子控制系统。

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