CN115603027A - 水下摆动式折叠天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水下摆动式折叠天线装置，其技术方案要点是：包括底座、壳体和连接组件，所述壳体罩设于底座上，并通过连接组件连接，可实现固定和分离，所述壳体与底座之间并形成腔室；所述腔室内设置支撑架、转轴、摆动组件、天线模块和绳缆，所述支撑架固定于底座上，摆动组件呈杆状，第一端通过转轴转动连接于支撑架上端，第二端安装天线模块，摆动组件受重力下垂，实现天线模块收拢；所述绳缆两端分别连接于摆动组件和壳体，壳体和底座上下分离，绳缆向上拉扯摆动组件，实现天线模块打开。本发明利用摆动杆结构减小设备整体的外形尺寸，提高空间利用率，通过简化锁止装置结构，降低精密度要求，提高了使用中的可靠性。

Description

水下摆动式折叠天线装置

技术领域

本发明涉及海洋装备技术领域，更具体地说，它涉及一种水下摆动式折叠天线装置。

背景技术

海洋装备受制于外形尺寸限制，在很多情况下采用伸缩展开方式解决整体长度受限问题。对于伸展比较大的展开装置，弹簧或液压方式同样会受到长度的限制，并因装置复杂，展开的长度和可靠性不佳，并且牵引的绳缆连接不便难以固定，影响使用的可靠性。

对于普通的海洋设备，可采用伸缩式的液压或电动的方式进行驱动，采用内外双管式的结构，能够带动内外管相互伸缩，进而实现展开和收拢。若要提高设备的伸展比，通常采用多段套装的内外管结构，进而可延长海洋设备的展开长度。但是，多管相互套装的伸缩式结构，其结构复杂性将大大增加，不利于海洋设备的结构稳定性。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题而提供一种水下摆动式折叠天线装置，通过布放分离后壳体上浮，对摆动组件形成向上的展开牵拉力，减小设备整体的外形尺寸，提高空间利用率，提高了使用中的可靠性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种水下摆动式折叠天线装置，包括底座、壳体和连接组件，所述壳体罩设于底座上，并通过连接组件连接，可实现固定和分离，所述壳体与底座之间并形成腔室；所述腔室内设置支撑架、转轴、摆动组件、天线模块和绳缆，所述支撑架固定于底座上，摆动组件呈杆状，第一端通过转轴转动连接于支撑架上端，第二端安装天线模块，摆动组件受重力下垂，实现天线模块收拢；所述绳缆两端分别连接于摆动组件和壳体，壳体和底座上下分离，绳缆向上拉扯摆动组件，实现天线模块打开。

本发明进一步设置为，所述支撑架的上端靠近壳体的顶部，摆动组件转动连接于支撑架的上端，所述支撑架的中段固定有用于支撑摆动组件的限位杆，摆动组件下垂时受限位杆支撑限位呈倾斜状。

本发明进一步设置为，所述摆动组件包括储绳筒、摆动杆和天线底盘，所述储绳筒固定连接于转轴，所述天线底盘上安装天线模块，储绳筒和天线底盘分别固定连接于摆动杆两端。

本发明进一步设置为，所述储绳筒内开设储绳腔，朝向摆动杆的一侧设置开口；所述摆动杆和天线底盘上分别开设通孔一和通孔二，所述通孔一、通孔二连通，并与储绳腔的开口连通，形成用于绳缆贯穿的通道；绳缆依次穿过通孔二、通孔一伸入储绳腔，并固定连接于储绳腔内。

本发明进一步设置为，所述转轴包括中心轴和固定于中心轴两端的连接轴，所述连接轴通过轴承转动连接于支撑架，中心轴外周固定连接所述摆动组件；所述连接轴与支撑架之间设置锁止组件，锁止组件用于在摆动组件下垂时打开，在摆动组件向上摆动后锁止。

本发明进一步设置为，所述锁止组件包括锁止座、锁止销和锁止弹簧，所述锁止座固定于支撑架，锁止销滑动连接于锁止座的滑槽内，锁止弹簧弹性抵压于锁止座与锁止销之间，用于将锁止销向外弹性顶出滑槽，并与连接轴的外周相抵。

本发明进一步设置为，所述滑槽朝向连接轴的一端敞开，另一端内周固定有凸环，所述锁止弹簧弹性连接于凸环与锁止销之间；所述锁止销背向连接轴的一端固定连接有延伸段，延伸段伸出凸环并固定连接有挡块。

本发明进一步设置为，所述连接轴的外周开设与锁止销适配的环槽，锁止销的端部抵压于所述环槽内，所述环槽内开设锁止孔，所述摆动组件向上摆动后，锁止销插入锁止孔内实现锁止。

本发明进一步设置为，所述绳缆部分为可溶性绳缆，所述绳缆在壳体和底座上下分离天线模块打开后，绳缆的可溶性部分溶解。

本发明进一步设置为，所述绳缆伸入储绳筒的部分为可溶性绳缆。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过采用摆动式的折叠状态，可对天线模块进行收纳，将摆动组件和天线模块收纳在支撑架之间，简化了天线装置的结构，提高了天线装置的布放稳定性。

通过采用限位杆对摆动组件进行支撑，可将摆动组件和天线模块支撑于倾斜的状态，进而能够提高壳体内可容置的天线模块的高度，利于减小设备整体的外形尺寸，提高空间利用率。

通过采用可溶性绳缆，绳缆遇水后逐渐溶解，强度降低，当绳缆处于完全布放紧绷状态时，绳缆会断裂，此时，壳体与整体脱离，进而方便对天线装置进行布放。

附图说明

图1为本发明一种水下摆动式折叠天线装置的爆炸图；

图2为本发明一种水下摆动式折叠天线装置的布放前的结构示意图一；

图3为本发明一种水下摆动式折叠天线装置的布放前的结构示意图二；

图4为本发明一种水下摆动式折叠天线装置处于收拢状态的结构示意图；

图5为图4中的局部放大图；

图6为本发明一种水下摆动式折叠天线装置的布放后的结构示意图一；

图7为本发明一种水下摆动式折叠天线装置的布放后的结构示意图二；

图8为本发明一种水下摆动式折叠天线装置处于打开状态的结构示意图；

图9为本发明的摆动组件处于打开状态的结构示意图；

图10为图9中的局部放大图。

附图标记：1、底座；2、壳体；3、连接组件；4、支撑架；5、轴孔；6、转轴；7、连接轴；8、中心轴；9、轴承；10、六边形凹槽；11、六边形凸起；12、环槽；13、锁止孔；14、锁止组件；15、锁止座；16、锁止销；17、锁止弹簧；18、滑槽；19、盖板；20、凸环；21、延伸段；22、挡块；23、摆动组件；24、天线模块；25、绳缆；26、限位杆；27、安装孔；28、螺母；29、储绳筒；30、摆动杆；31、天线底盘；32、储绳腔；33、开口；34、通孔一；35、通孔二；36、通道；37、吊环；38、可溶解段；39、不可溶解段；40、防水密封盖；41、防水腔；42、密封凸台一；43、密封凸台二；44、密封套；45、密封挡环；46、密封弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开一种水下摆动式折叠天线装置，如图1-3所示，包括底座1、壳体2和连接组件3，底座1为圆形板状的平板底座1，壳体2为中空的圆柱形，上部为半球形封闭，下部为圆环状，玻璃钢材质；壳体2可罩设在底座1上侧，与底座1之间并形成腔室，在腔室内可安装支撑部件和天线模块24等。在天线模块24布放前，壳体2罩设在底座1上，便于运输投放等操作；天线在布放过程中，壳体2打开，天线模块24从壳体2的腔室当中离开，进而完成天线模块24的布放。

壳体2与底座1之间通过可活动的连接组件3连接，进而可实现固定和分离；具体地，连接组件3为插销结构，并通过电动驱动，壳体2安装后，插销状结构通过弹簧顶出，插销插入到壳体2的插销孔内，将壳体2和底座1两者连接实现固定。布放过程中，电机动作带动插销结构活动，插销从壳体2的插销孔内拔出，实现壳体2和底座1分离，进而将壳体2打开。

在壳体2与底座1之间合围的腔室内设置支撑架4、转轴6、摆动组件23、天线模块24和绳缆25。其中，支撑架4具有一两个，通过螺栓固定安装在底座1上；转轴6两端通过轴承9转动连接在两个支撑架4之间，并且位于两个支撑架4的靠近上端位置；摆动组件23呈类似杆状的结构，摆动组件23的第一端固定连接在转轴6的中段位置，第二端安装天线模块24。

天线模块24和摆动组件23在重力的作用下，受重力下垂，天线模块24和摆动组件23收拢在两个支撑架4支撑，进而实现天线模块24收拢。绳缆25两端分别连接于摆动组件23和壳体2，以在壳体2和摆动组件23之间形成柔性的连接，在壳体2和底座1上下分离后，绳缆25可将摆动组件23向上拉扯摆动，进而实现天线模块24打开。绳缆25的两端分别通过吊环37与壳体2、摆动组件23连接，进而方便绳缆25的安装连接。

如图3所示，为了延长天线布放后的高度，支撑架4的高度尽可能靠近壳体2内的最大高度，支撑架4的上端靠近壳体2的顶部，支撑架4和壳体2顶部之间形成用于供绳缆25自由活动的高度空间，以维持天线模块24的顺畅布放动作。

在支撑架4的中段位置固定有限位杆26，通过限位杆26能够对下垂摆动组件23支撑限位，使得摆动组件23下垂时受限位杆26支撑限位呈倾斜状，倾斜的摆动组件23和天线模块24在壳体2内形成倾斜的安装结构。倾斜的安装长度，相较于竖直下垂的安装结构，使得在腔室内可容置更长的摆动组件23和天线模块24。下垂后，摆动组件23形成的倾斜角度在11.5°左右的倾角，以适应支撑架4和壳体2的整体高度尺寸。

具体地，在两个支撑架4的中段位置开设孔洞，限位杆26的两端分别伸入到两侧支撑架4的孔洞当中，并通过螺母28将限位杆26固定在支撑架4上，以实现对限位杆26的固定。

如图1、2所示，该转轴6分为三段，包括一段中心轴8和两段连接轴7，两个连接轴7位于中心轴8的两端位置，中心轴8的两端设置有六边形凸起11，连接轴7的端部设置六边形凹槽10，两者相互套装实现中心轴8与连接轴7之间固定。在支撑架4上开设轴孔5，连接轴7伸入轴孔5内并通过轴承9支撑，实现稳定顺畅的转动结构。

在支撑架4的外侧位置固定安装锁止组件14，锁止组件14在摆动组件23下垂时处于打开状，连接轴7可顺畅旋转；在摆动组件23向上摆动后锁止，实现连接轴7与支撑架4固定，进而将打开后的天线装置锁定，完成天线装置布放。

如图1、3、4所示，摆动组件23包括储绳筒29、摆动杆30和天线底盘31，储绳筒29和天线底盘31分别固定连接于摆动杆30两端，连接位置通过法兰结构连接，实现储绳筒29、摆动杆30和天线底盘31固定，形成杆状结构。

其中，中心轴8的外侧位置固定有凸出的连接头，连接头上加工形成外螺纹，储绳筒29的末端位置开设螺孔，螺孔与连接头之间螺纹连接，将储绳筒29与转轴6固定。天线模块24为北斗天线头，固定安装在天线底盘31上，实现天线模块24的安装。

储绳筒29、摆动杆30和天线底盘31均为中空结构，可用来容置绳缆25。具体地，在摆动杆30和天线底盘31上分别开设通孔一34和通孔二35，通孔一34、通孔二35相互连通，形成用于绳缆25贯穿的通道36。在储绳筒29也为中空状，内部形成中空的储绳腔32，储绳腔32朝向通孔一34的一侧敞开形成开口33，另一端封闭，在储绳腔32当中为绳缆25储存提供空间，通过摆动杆30、天线底盘31内的通道36，可供绳缆25顺畅布放。

具体地，绳缆25的一端固定连接在壳体2的内侧顶部位置，通过吊环37与壳体2之间连接；绳缆25的另一端从天线底盘31当中的通孔二35伸入，依次穿过通孔二35、通孔一34，伸入到储绳腔32当中，在储绳腔32的底部位置安装吊环37，将绳缆25连接在吊环37上，进而将绳缆25连接在壳体2与摆动组件23之间，可实现壳体2脱离后对摆动组件23拉扯，可将天线装置打开布放。壳体2通过浮力向上移动，可有壳体2本身的浮力，或安装其他的浮力部件，使得壳体2可向上浮起。

如图1、5所示，该锁止组件14包括锁止座15、锁止销16和锁止弹簧17，其中，锁止座15固定安装在支撑架4的外侧位置，在锁止座15上开设滑槽18，锁止销16滑动连接于锁止座15的滑槽18内，在滑槽18的另一侧安装盖板19，将滑槽18盖合，可供锁止销16在滑槽18内顺畅滑动。锁止弹簧17弹性抵压在锁止座15与锁止销16之间，通过锁止弹簧17可将锁止销16向外弹性顶出滑槽18，使得锁止销16的端部能够与连接轴7的外周相抵。

在连接轴7的外周的适当位置开设环槽12，环槽12与锁止销16适配，锁止销16的端部抵入环槽12内。在环槽12内的一侧位置开设锁止孔13。摆动组件23向上摆动后，天线装置向上打开，此时，锁止销16插入锁止孔13内实现锁止。

为了提高锁止销16的动作稳定性，可将滑槽18朝向连接轴7的一端敞开，另一端内周固定有凸环20，锁止弹簧17弹性连接于凸环20与锁止销16之间，可将锁止弹簧17的弹力施加在锁止销16上。在锁止销16背向连接轴7的一端固定连接有延伸段21，延伸段21伸出凸环20并固定连接有挡块22，通过挡块22能够实现对锁止销16的限位，进而可保持锁止销16能够稳定地处于锁止座15内，以提高锁止组件14的动作稳定性。

绳缆25的部分为可溶性绳缆25，进而在天线模块24布放后，可溶性绳缆25可自动溶解，绳缆25的强度逐渐降低，溶解后绳缆25将断裂，实现壳体2脱离，避免壳体2停留在天线模块24外侧位置，而产生对天线模块24的干扰。例如，绳缆25整体可主要由水溶性纤维为主要材料，编织形成所需强度的绳缆25，使其具有一定的强度，在布放后，水溶性纤维与水接触产生溶解，绳缆25整体的墙布不足以对抗壳体2向上的浮力，进而实现壳体2分离。

再例如，绳缆25的主体为不可溶解段39，采用不容易水的纤维编织；绳缆25伸入储绳筒29内的一端为可溶解段38，主要为水溶性纤维材料，遇水后可产生溶解，溶解后绳缆25部分产生溶解，绳缆25被拉扯断裂，壳体2可与整体脱离，如图9、10所示。在不可溶解段39中心的纤维束贯穿整个绳缆25，延伸至可溶解段38当中，形成可溶解段38的中心骨架，水溶性纤维编织在外周，起到增加强度的作用；在可溶解段38与不可溶解段39之间通过相互熔融粘结，或通过胶水粘结固定，使其形成一个整体，并具有足够的抗拉强度。

进一步地，在储绳筒29的底部位置安装防水密封盖40，防水密封盖40与储绳筒29的底部之间形成密封的防水腔41。防水密封盖40的中间位置固定有密封套44，绳缆25穿过密封套44，并与防水密封盖40之间形成防水密封。密封套44为橡胶套，密封套44具有弹性密封效果，可与内侧的绳缆25之间产生相对紧密的包覆状态，实现相对包覆密封。

绳缆25伸入防水腔41的一段为可溶解段38，未伸入至防水腔41的一段为不可溶解段39。绳缆25的可溶解段38通过吊环37固定连接在储绳筒29的封闭端的底部位置，实现绳缆25与储绳筒29之间连接。

当天线装置布放前，防水腔41处于密封状态，使得绳缆25的可溶解部分被容置在防水腔41内，可溶解部分不与水相互接触，处于稳定的连接状态，可通过绳缆25将摆动组件23和天线模块24向上牵引，可将天线装置整体打开。打开过程中，绳缆25受到向上的拉力，绳缆25带动防水密封盖40打开，进而使得防水腔41打开，水可进入到防水腔41内，防水腔41内的可溶解部分将产生部分溶解，拉扯过程中，绳缆25将被拉断，而后绳缆25可从密封套44当中拔出，实现壳体2脱离。在绳缆25的可溶解部分的直径稍大，外周位置形成隆起，使得该部分可溶解的绳缆25无法从密封套44当中拔出；而后随着可溶解部分逐渐溶解该部分的提交变小，直至溶解程度大大一定程度，逐渐缩小，可从密封套44当中拔出，实现绳缆25脱离。

进一步地，在储绳筒29的底部内周设置密封凸台一42，防水密封盖40的下端设置密封凸台二43，密封凸台一42与密封凸台二43相互适配，防水密封盖40安装后，密封凸台二43嵌入到密封凸台一42当中，并通过密封凸台一42和密封凸台二43之间安装密封圈，以实现防水密封盖40密封安装。

在防水密封盖40背向密封凸台二43的一侧设置密封挡环45，密封挡环45固定于储绳腔32的内周位置，在防水密封盖40与密封挡环45之间弹性抵压有密封弹簧46，通过密封弹簧46的压力以及水压，可将防水密封盖40压合在密封凸台一42上，进而实现防水腔41的密封状态。

工作原理：天线装置在布放过程中，壳体2、底座1之间相互盖合，如图2、3所示；而后，壳体2与底座1之间的连接组件3打开，将壳体2与底座1分离，壳体2上浮，形成摆动组件23展开的牵引力，绳缆25随着壳体2上浮逐渐呈直线状态，带动摆动组件23及天线模块24转动直至向上竖立状态，如图6、7所示。当摆动组件23转动到直立状态时，锁止销16由于受锁止弹簧17压力作用，推动锁止销16向转轴6中心移动，锁止销16一端嵌于锁止孔13内，实现自锁，此时天线模块24处于向上的打开状态，如图8所示。

由于下端位于储绳筒29内的部分采用可溶性绳缆25，随着一段时间遇水接触后，绳缆25将受到溶解，绳缆25的强度较低，当绳缆25处于完全布放紧绷状态时，绳缆25将被拉断，此时，壳体2与整体脱离，完成天线装置布放。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，包括底座(1)、壳体(2)和连接组件(3)，所述壳体(2)罩设于底座(1)上，并通过连接组件(3)连接，可实现固定和分离，所述壳体(2)与底座(1)之间并形成腔室；所述腔室内设置支撑架(4)、转轴(6)、摆动组件(23)、天线模块(24)和绳缆(25)，所述支撑架(4)固定于底座(1)上，摆动组件(23)呈杆状，第一端通过转轴(6)转动连接于支撑架(4)上端，第二端安装天线模块(24)，摆动组件(23)受重力下垂，实现天线模块(24)收拢；所述绳缆(25)两端分别连接于摆动组件(23)和壳体(2)，壳体(2)和底座(1)上下分离，绳缆(25)向上拉扯摆动组件(23)，实现天线模块(24)打开。

2.根据权利要求1所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述支撑架(4)的上端靠近壳体(2)的顶部，摆动组件(23)转动连接于支撑架(4)的上端，所述支撑架(4)的中段固定有用于支撑摆动组件(23)的限位杆(26)，摆动组件(23)下垂时受限位杆(26)支撑限位呈倾斜状。

3.根据权利要求1所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述摆动组件(23)包括储绳筒(29)、摆动杆(30)和天线底盘(31)，所述储绳筒(29)固定连接于转轴(6)，所述天线底盘(31)上安装天线模块(24)，储绳筒(29)和天线底盘(31)分别固定连接于摆动杆(30)两端。

4.根据权利要求3所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述储绳筒(29)内开设储绳腔(32)，朝向摆动杆(30)的一侧设置开口(33)；所述摆动杆(30)和天线底盘(31)上分别开设通孔一(34)和通孔二(35)，所述通孔一(34)、通孔二(35)连通，并与储绳腔(32)的开口(33)连通，形成用于绳缆(25)贯穿的通道(36)；绳缆(25)依次穿过通孔二(35)、通孔一(34)伸入储绳腔(32)，并固定连接于储绳腔(32)内。

5.根据权利要求1所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述转轴(6)包括中心轴(8)和固定于中心轴(8)两端的连接轴(7)，所述连接轴(7)通过轴承(9)转动连接于支撑架(4)，中心轴(8)外周固定连接所述摆动组件(23)；所述连接轴(7)与支撑架(4)之间设置锁止组件(14)，锁止组件(14)用于在摆动组件(23)下垂时打开，在摆动组件(23)向上摆动后锁止。

6.根据权利要求5所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述锁止组件(14)包括锁止座(15)、锁止销(16)和锁止弹簧(17)，所述锁止座(15)固定于支撑架(4)，锁止销(16)滑动连接于锁止座(15)的滑槽(18)内，锁止弹簧(17)弹性抵压于锁止座(15)与锁止销(16)之间，用于将锁止销(16)向外弹性顶出滑槽(18)，并与连接轴(7)的外周相抵。

7.根据权利要求6所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述滑槽(18)朝向连接轴(7)的一端敞开，另一端内周固定有凸环(20)，所述锁止弹簧(17)弹性连接于凸环(20)与锁止销(16)之间；所述锁止销(16)背向连接轴(7)的一端固定连接有延伸段(21)，延伸段(21)伸出凸环(20)并固定连接有挡块(22)。

8.根据权利要求6所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述连接轴(7)的外周开设与锁止销(16)适配的环槽(12)，锁止销(16)的端部抵压于所述环槽(12)内，所述环槽(12)内开设锁止孔(13)，所述摆动组件(23)向上摆动后，锁止销(16)插入锁止孔(13)内实现锁止。

9.根据权利要求1所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述绳缆(25)部分为可溶性绳缆(25)，所述绳缆(25)在壳体(2)和底座(1)上下分离天线模块(24)打开后，绳缆(25)的可溶性部分溶解。

10.根据权利要求9所述的一种水下摆动式折叠天线装置，其特征在于，所述绳缆(25)伸入储绳筒(29)的部分为可溶性绳缆(25)。

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