CN115693084A - 一种应急通讯车用天线升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应急通讯车用天线升降机构，包括多级柱塞油缸，所述多级柱塞油缸包括缸筒和配合设置有至少两级中间活塞套杆，且位于最内层的所述中间活塞套杆内配合设置有中心活塞杆；所述中心活塞杆的外端具有同轴设置的盲孔，所述盲孔内可伸缩地配合有支撑杆，所述支撑杆上设置有传动螺纹，所述传动螺纹的外径与所述盲孔的内径一致；所述中心活塞杆的外端部同轴安装有第一云台板，所述支撑杆上套设有与所述传动螺纹配合设置的驱动螺母，所述驱动螺母可转动地安装在所述第一云台板上，所述第一云台板上还设置有用于驱动所述驱动螺母转动的驱动机构。本发明具有结构设计巧妙，既能够保证两种天线在升出过程中保持高度差，又易于维护等优点。

Description

一种应急通讯车用天线升降机构

技术领域

本发明涉及特种车辆技术领域，特别的涉及一种应急通讯车用天线升降机构。

背景技术

在出现自然灾害、大型集会或其他临时性网络覆盖需求时，现有的移动通信基站通常易被摧毁或拥塞，应急通信车作为应急网络覆盖补充，可有效缓解突发通信高峰带来的信号压力，还将进一步提升通信运营商的品牌竞争力，从而提高网络的美誉度及客户的忠诚度，并且可避免在这些地区增加基站可能造成的平时资源闲置浪费的问题，以节约网络的投资成本。

随着4G和5G等无线通讯技术的不断发展，为了保证用户的正常使用，运营商往往会同时提供两种无线通讯服务，应急通讯车也需要配备两种天线。两种天线的安装方式主要有两种，一种上采用双桅杆设置，即每种天线配置一个升降机构，如中国专利文献公开的一种智能型双桅杆应急通信车及控制方法，其申请公布号为CN111885751A；虽然这种结构能够简单的满足双天线的使用需求，但双桅杆的设置需要占用更多的车体空间，也需要额外增加一套关键设备，造价高。另一种安装方式上在一个升降机构上同时安装两种天线，两种天线在升出后要具有高度差，并且在上升过程中始终保持这种高度差。

目前，常用的升降机构是多级油缸，而已有的单作用多级柱塞式液压缸动作顺序为：活塞杆伸出顺序按照活塞杆的截面由大到小依次伸出，回缩时按照活塞杆截面的大小由小到大依次缩回，这一顺序是根据液压缸内的压力以及受力面积决定的。而天线通常安装在活塞杆截面最小的两节上，使得无论是上升或下降过程中，两种天线都无法形成高度差。中国专利文献公开了一种伸缩顺序可控的单作用多级柱塞式液压缸，授权公告号为CN103790892B，通过设置单向密封套组件实现油缸从截面的大小由小到大顺序依次伸出。但在实际使用过程中，为了控制单向密封套组件，液压系统的压力会有急剧增加和急剧减小现象，容易产生震动噪音，导致运行平稳性差。另外，一旦单向密封套组件出现损坏，易造成油缸无法缩回的问题，油缸无法缩回，车辆就无法行驶，需要维修人员去现场处理，维护难度高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种结构设计巧妙，既能够保证两种天线在升出过程中保持高度差，又易于维护，运行平稳的应急通讯车用天线升降机构。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种应急通讯车用天线升降机构，包括多级柱塞油缸，其特征在于，所述多级柱塞油缸包括缸筒，缸筒内依次配合设置有至少两级中间活塞套杆，且位于最内层的所述中间活塞套杆内配合设置有中心活塞杆；所述中心活塞杆的外端具有同轴设置的盲孔，所述盲孔内可伸缩地配合有支撑杆，所述支撑杆上设置有传动螺纹，所述传动螺纹的外径与所述盲孔的内径一致；所述中心活塞杆的外端部同轴安装有第一云台板，所述支撑杆上套设有与所述传动螺纹配合设置的驱动螺母，所述驱动螺母可转动地安装在所述第一云台板上，所述第一云台板上还设置有用于驱动所述驱动螺母转动的驱动机构。

采用上述结构，通过第一云台板上的驱动机构带动驱动螺母相对第一云台板转动，由于驱动螺母和支撑杆上的传动螺纹配合，驱动螺母转动后，就可以带动支撑杆在中心活塞杆的盲孔内伸缩，利用螺纹传动的自锁特性，就可以保证支撑杆的伸出长度保持不变。使用时，将两种天线分别安装在第一云台板上和支撑杆的外端部，就可以通过先伸出支撑杆，让两种天线保持高度差，然后通过多级柱塞油缸将两种天线一同升起。该结构通过在成熟的柱塞油缸结构上，直接在最内部的中心活塞杆的外端设置盲孔和支撑杆，通过单独设置的支撑杆来保证两种天线的高度差，就能够保证两种天线在升出过程中保持高度差。而且成熟结构的柱塞油缸运行平稳，更易于维护，也不会出现因故障而无法缩回的情况。另外，让两种天线保持固定高度差上升和下降还可以避免二者在上升和下降过程中距离太近而相互碰撞损坏。

进一步的，所述支撑杆上具有沿长度方向设置的导向槽，所述导向槽沿所述支撑杆的轴向贯穿对应的所述传动螺纹；所述第一云台板上固定安装有限位座，所述限位座上具有与所述导向槽配合设置的导向块。

这样，由于限位座固定安装在第一云台板上，而限位座上的导向块配合在支撑杆的导向槽上，使得支撑杆无法相对第一云台板转动，当驱动螺母相对第一云台板转动时，支撑杆在周向上相对驱动螺母静止，驱动螺母通过螺纹配合将转动转换为支撑杆的轴向伸缩，操作更加可靠。

进一步的，所述导向块的长度大于所述传动螺纹的导程。

这样，就可以保证导向块始终与至少一条传动螺纹上的导向槽配合，以限制支撑杆在周向上的转动。

进一步的，所述导向块的两端沿相背离的方向延伸形成有引导部，所述引导部的厚度沿背离所述导向块的方向逐渐减小。

这样，导向块在支撑杆的导向槽内相对滑动过程中，由于引导部的端部厚度更小，就可以避免导向块滑入下一个传动螺纹的导向槽内时，与传动螺纹发生碰撞而损坏传动螺纹，提高螺纹传动的可靠性。

进一步的，所述限位座为套设在所述支撑杆上的法兰座，所述法兰座上具有与所述支撑杆的直径相匹配的导向孔，所述导向块突出地形成在所述导向孔内；所述法兰座通过螺栓固定安装在所述第一云台板上，所述驱动螺母可转动地设置在所述第一云台板和所述法兰座之间。

进一步的，所述驱动螺母包括圆柱形的螺母主体，所述螺母主体的中部具有沿径向突出形成的齿轮盘，所述驱动机构包括由下向上安装在所述第一云台板上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴穿过所述第一云台板，并安装有与所述齿轮盘相啮合的小齿轮，所述小齿轮的直径小于所述齿轮盘的直径。

这样，驱动电机通过直径较小的小齿轮与齿轮盘啮合，实现减速驱动，增加驱动扭矩，保证驱动螺母可靠地驱动支撑杆升降。

进一步的，所述螺母主体的下端安装有向心推力轴承，所述第一云台板上具有与所述向心推力轴承对应设置第一轴承孔，所述向心推力轴承安装在所述第一轴承孔内。

由于支撑杆上承受的天线重力通过传动螺纹施加在驱动螺母上，使得驱动螺母沿轴向向第一云台板施加压力，使用向心推力轴承，既具有较好的承压能力，又能够保证驱动螺母的可靠转动。

进一步的，所述螺母主体的上端安装有滚珠轴承，所述法兰座上具有与所述滚珠轴承对应设置的第二轴承孔，所述滚珠轴承安装在所述第二轴承孔内。

由于驱动螺母的上端并不会承受轴向力，主要用于辅助向心推力轴承实现驱动螺母的顺畅转动，采用滚珠轴承即可。

进一步的，所述法兰座的底部具有突出设置的支撑块，所述支撑块沿所述齿轮盘的周向分布设置，并抵接在所述第一云台板上。

这样，通过分布设置的支撑块抵接在第一云台板上，可以保证法兰座与第一云台板之间的位置关系更加可靠，从而保证驱动螺母的可靠转动。

综上所述，本发明具有结构设计巧妙，既能够保证两种天线在升出过程中保持高度差，又易于维护，运行平稳等优点。

附图说明

图1为多级柱塞油缸部分的结构示意图。

图2为支撑杆与中心活塞杆部分的剖视结构示意图。

图3为限位座的结构示意图。

图4为导向块与导向槽的配合示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：一种应急通讯车用天线升降机构，包括多级柱塞油缸，所述多级柱塞油缸包括缸筒1，缸筒1内依次配合设置有至少两级中间活塞套杆2，且位于最内层的所述中间活塞套杆2内配合设置有中心活塞杆3；所述中心活塞杆3的外端具有同轴设置的盲孔，所述盲孔内可伸缩地配合有支撑杆4，如图1所示，所述支撑杆4上设置有传动螺纹（图中未示出），所述传动螺纹的外径与所述盲孔的内径一致，所述支撑柱4的底部还安装有橡胶缓冲垫，所述支撑柱4的顶部安装有第二云台板。所述中心活塞杆3的外端部同轴安装有第一云台板5，所述支撑杆4上套设有与所述传动螺纹配合设置的驱动螺母6，所述驱动螺母6可转动地安装在所述第一云台板5上，所述第一云台板5上还设置有用于驱动所述驱动螺母6转动的驱动机构7。

为了防止驱动螺母6转动时带动支撑杆4同步旋转，所述支撑杆4上具有沿长度方向设置的导向槽42，所述导向槽42沿所述支撑杆4的轴向贯穿对应的所述传动螺纹；所述第一云台板5上固定安装有限位座8，所述限位座8上具有与所述导向槽42配合设置的导向块81，所述导向块81的长度大于所述传动螺纹的导程。这样，就可以保证导向块始终与至少一条传动螺纹上的导向槽配合，以限制支撑杆在周向上的转动。

另外，为了让导向块81在导向槽42内能够更加顺畅地移动，所述导向块81的两端沿相背离的方向延伸形成有引导部，所述引导部的厚度沿背离所述导向块81的方向逐渐减小，二者的配合关系如图4所示。

如图2和图3所示，所述限位座8为套设在所述支撑杆4上的法兰座，所述法兰座上具有与所述支撑杆4的直径相匹配的导向孔，所述导向块81突出地形成在所述导向孔内；所述法兰座通过螺栓固定安装在所述第一云台板5上，所述驱动螺母6可转动地设置在所述第一云台板5和所述法兰座之间。

所述驱动螺母6包括圆柱形的螺母主体，所述螺母主体的中部具有沿径向突出形成的齿轮盘，所述驱动机构7包括由下向上安装在所述第一云台板5上的驱动电机71，所述驱动电机71的输出轴穿过所述第一云台板5，并安装有与所述齿轮盘相啮合的小齿轮72，所述小齿轮72的直径小于所述齿轮盘的直径。这样，驱动电机通过直径较小的小齿轮与齿轮盘啮合，实现减速驱动，增加驱动扭矩，保证驱动螺母可靠地驱动支撑杆升降。

所述螺母主体的下端安装有向心推力轴承，所述第一云台板5上具有与所述向心推力轴承对应设置第一轴承孔，所述向心推力轴承安装在所述第一轴承孔内。由于支撑杆上承受的天线重力通过传动螺纹施加在驱动螺母上，使得驱动螺母沿轴向向第一云台板施加压力，使用向心推力轴承，既具有较好的承压能力，又能够保证驱动螺母的可靠转动。

所述螺母主体的上端安装有滚珠轴承，所述法兰座上具有与所述滚珠轴承对应设置的第二轴承孔，所述滚珠轴承安装在所述第二轴承孔内。由于驱动螺母的上端并不会承受轴向力，主要用于辅助向心推力轴承实现驱动螺母的顺畅转动，采用滚珠轴承即可。

所述法兰座的底部具有突出设置的支撑块，所述支撑块沿所述齿轮盘的周向分布设置，并抵接在所述第一云台板5上。这样，通过分布设置的支撑块（支撑柱）抵接在第一云台板上，可以保证法兰座与第一云台板之间的位置关系更加可靠，从而保证驱动螺母的可靠转动。

采用上述结构的天线升降机构，将天线分别安装在第一云台板和第二云台板上。升出天线时，通过驱动电机71带动小齿轮72转动，利用小齿轮和驱动螺母6上的齿轮盘之间的速比，实现减速增矩效果。驱动螺母6转动后，由于支撑杆4的导向槽42内配合有导向块81，使得支撑杆4无法同步转动，在二者的螺纹传动配合下，使得支撑杆4沿轴向上升，将安装在第二云台板上的天线与安装在第一云台板上的天线分开。待第二云台板上升到预定高度（差）后，通过多级柱塞油缸将第一云台板和第二云台板整体举升。而下降过程与上升过程相反操作。

本发明通过在成熟的柱塞油缸结构上，直接在最内部的中心活塞杆的外端设置盲孔和支撑杆，通过单独设置的支撑杆来保证两种天线的高度差，就能够保证两种天线在升出过程中保持高度差。而且成熟结构的柱塞油缸运行平稳，更易于维护，也不会出现因故障而无法缩回的情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种应急通讯车用天线升降机构，包括多级柱塞油缸，其特征在于，所述多级柱塞油缸包括缸筒（1），缸筒（1）内依次配合设置有至少两级中间活塞套杆（2），且位于最内层的所述中间活塞套杆（2）内配合设置有中心活塞杆（3）；所述中心活塞杆（3）的外端具有同轴设置的盲孔，所述盲孔内可伸缩地配合有支撑杆（4），所述支撑杆（4）上设置有传动螺纹，所述传动螺纹的外径与所述盲孔的内径一致；所述中心活塞杆（3）的外端部同轴安装有第一云台板（5），所述支撑杆（4）上套设有与所述传动螺纹配合设置的驱动螺母（6），所述驱动螺母（6）可转动地安装在所述第一云台板（5）上，所述第一云台板（5）上还设置有用于驱动所述驱动螺母（6）转动的驱动机构（7）。

2.如权利要求1所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述支撑杆（4）上具有沿长度方向设置的导向槽（42），所述导向槽（42）沿所述支撑杆（4）的轴向贯穿对应的所述传动螺纹；所述第一云台板（5）上固定安装有限位座（8），所述限位座（8）上具有与所述导向槽（42）配合设置的导向块（81）。

3.如权利要求2所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述导向块（81）的长度大于所述传动螺纹的导程。

4.如权利要求3所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述导向块（81）的两端沿相背离的方向延伸形成有引导部，所述引导部的厚度沿背离所述导向块（81）的方向逐渐减小。

5.如权利要求2所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述限位座（8）为套设在所述支撑杆（4）上的法兰座，所述法兰座上具有与所述支撑杆（4）的直径相匹配的导向孔，所述导向块（81）突出地形成在所述导向孔内；所述法兰座通过螺栓固定安装在所述第一云台板（5）上，所述驱动螺母（6）可转动地设置在所述第一云台板（5）和所述法兰座之间。

6.如权利要求5所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述驱动螺母（6）包括圆柱形的螺母主体，所述螺母主体的中部具有沿径向突出形成的齿轮盘，所述驱动机构（7）包括由下向上安装在所述第一云台板（5）上的驱动电机（71），所述驱动电机（71）的输出轴穿过所述第一云台板（5），并安装有与所述齿轮盘相啮合的小齿轮（72），所述小齿轮（72）的直径小于所述齿轮盘的直径。

7.如权利要求6所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述螺母主体的下端安装有向心推力轴承，所述第一云台板（5）上具有与所述向心推力轴承对应设置第一轴承孔，所述向心推力轴承安装在所述第一轴承孔内。

8.如权利要求7所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述螺母主体的上端安装有滚珠轴承，所述法兰座上具有与所述滚珠轴承对应设置的第二轴承孔，所述滚珠轴承安装在所述第二轴承孔内。

9.如权利要求8所述的应急通讯车用天线升降机构，其特征在于，所述法兰座的底部具有突出设置的支撑块，所述支撑块沿所述齿轮盘的周向分布设置，并抵接在所述第一云台板（5）上。

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