CN115732889A - 一种双频平板动中通天线俯仰调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卫星通信技术领域，公开了一种双频平板动中通天线俯仰调整装置，包括转台和其上的支撑架，支撑架右端前后设有右前支撑板和右后支撑板，支撑架左端前后设有左前支撑板和左后支撑板，右前支撑板上通过右前转动副连接前俯仰机构，右后支撑板通过右后转动副连接后俯仰机构，支撑架右端的驱动机构用于驱动前俯仰机构和后俯仰机构同步转动，左前支撑板通过左前转动副连接前连接架，左后支撑板通过左后转动副连接后连接架，前俯仰机构与前连接架之间连接前天线面，后俯仰机构与后连接架之间连接后天线面。本发明解决两个天线面俯仰旋转中心大距离转动问题，提高传动机构减速比，减小驱动组件输出端输出力矩，保证天线的伺服跟踪精度。

Description

一种双频平板动中通天线俯仰调整装置

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其是涉及一种双频平板动中通天线俯仰调整装置。

背景技术

随着卫星通信技术的高速发展以及各种频段通信卫星的投入使用，单一频段的动中通天线已经无法满足使用需求，双频动中通天线的应用越来越广泛。

现有的双频动中通天线主要有两种形式：一是共用天线面，不共用馈源；二是天线面和馈源均不共用。天线面和馈源均不共用的动中通天线，天线面类型多为平板天线面。双频平板动中通天线多为Ka频段和Ku频段，一般情况下，Ka频段天线和Ku频段天线不会同时工作。

双频平板动中通天线的天线面布局有两种形式：同向或者背向。如果选用同向布局，为了避免波束遮挡和结构干涉，两个天线面的俯仰旋转中心必须拉开足够的距离。同时，为了保证天线低俯仰角度，两个天线面在垂直方向上还需要具有一定的高度差。两个天线面俯仰旋转中心距离拉开，一般会采用两套独立的驱动系统或者是单套传动链拉长的驱动系统，这两种驱动系统不仅影响天线的驱动精度和传动精度，对天线的外形尺寸、重量和成本等都有不利影响。为了避免或减少上述不利影响，双频平板动中通天线的天线面布局多采用背向布局形式。

双频平板动中通天线的天线面背向布局时，天线俯仰结构伺服传动形式主要有同步带传动和齿轮传动两种。

同步带传动可以解决两个天线面的俯仰旋转中心距离拉远的问题，但是若中心距离过大，就必须考虑同步带弹性变形和振动，不适合精确定位和连续运动控制。且同步带耐老化性差，寿命短，且本身具有挠性，耐冲击性差，不适合车载动中通天线急刹车或极速转弯。

齿轮传动承载力大、失效风险低、传动精确平稳、效率高、缓冲吸振，因此，车载动中通天线的俯仰结构伺服传动多选用齿轮传动。

现有的俯仰结构齿轮传动形式主要是一级齿轮传动，即驱动齿轮在中间，两个从动齿轮与天线面固定，分布在驱动齿轮两侧。这种传动形式不能很好的解决两个天线面的俯仰旋转中心距离拉大的问题，如果要解决就必须加大齿轮直径，进而牺牲天线的重量和外形尺寸；同时，一级齿轮传动减速比小，需要驱动电机输出端具备更大的输出力矩。

发明内容

为了实现双频平板动中通天线俯仰调整，解决两个天线面俯仰旋转中心大距离转动问题，提高传动机构减速比，减小驱动组件输出端输出力矩，保证天线的伺服跟踪精度，本发明提供一种双频平板动中通天线俯仰调整装置。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双频平板动中通天线俯仰调整装置，包括转台，所述转台上方设有支撑架，所述支撑架右端前后分别设有右前支撑板和右后支撑板，所述支撑架左端前后分别设有左前支撑板和左后支撑板，所述右前支撑板上通过右前转动副转动连接前俯仰机构，所述右后支撑板通过右后转动副转动连接后俯仰机构，所述支撑架右端设有驱动机构，所述驱动机构用于驱动前俯仰机构和后俯仰机构同步转动，所述左前支撑板通过左前转动副转动连接前连接架，所述左后支撑板通过左后转动副转动连接后连接架，所述右前转动副与左前转动副同轴，所述右后转动副与左后转动副同轴；所述前俯仰机构与前连接架之间连接前天线面，所述前天线面可随前俯仰机构进行俯仰转动，所述后俯仰机构与后连接架之间连接后天线面，所述后天线面可随后俯仰机构进行俯仰转动。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述前俯仰机构包括依次设置于右前支撑板内侧的前俯仰齿轮和右前连接板，所述右前连接板与前俯仰齿轮内侧面固定连接；所述右前转动副包括开设于右前支撑板前方的右前轴孔，所述前俯仰齿轮中心设有同轴的右前轴套,所述右前轴套通过右前轴孔内的轴承支撑固定。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述后俯仰机构包括依次设置于右后支撑板内侧的后俯仰齿轮和右后连接板，所述右后连接板与后俯仰齿轮内侧面固定连接；所述右后转动副包括右后支撑板后方开设的右后轴孔，所述右后连接板固定连接有同轴的右后轴套，所述右后轴套通过右后轴孔内的轴承支撑固定。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述左前转动副包括开设于左前支撑板前侧的左前轴孔，所述前连接架位于左前支撑板内侧，所述前连接架靠近左前支撑板方向设有左前轴套，所述左前轴套通过左前轴孔内的轴承支撑固定。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述左后转动副包括开设于左后支撑板后侧的左后轴孔，所述左后支撑板内侧依次设置左后轴套和后连接架，所述后连接架与左后轴套固定连接，所述左后轴套通过左后轴孔内的轴承支撑固定。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述驱动机构包括支架、双输出轴减速机、驱动电机和过渡齿轮组，所述支架固定在转台上，所述双输出轴减速机固定在支架上，所述驱动电机与双输出轴减速机传动连接，所述过渡齿轮组包括两个，一个所述过渡齿轮组固定在右前支撑板内侧并分别与前俯仰齿轮及双输出轴减速机的相应驱动齿轮啮合，另一个所述过渡齿轮组固定在右后支撑板内侧并分别与后俯仰齿轮及双输出轴减速机的相应驱动齿轮啮合。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述支架呈U型，所述支架两侧设有安装板，所述安装板上开设第一腰形孔，所述第一腰形孔长度方向与支撑架的长度方向垂直。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述过渡齿轮组包括轴承座、过渡齿轮和齿轮轴，所述齿轮轴通过轴承座中部轴孔内的轴承支撑固定，所述过渡齿轮与齿轮轴固定连接。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述轴承座四角设有第二腰形孔，所述第二腰形孔的长度方向竖直设置。

上述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其中，所述前俯仰齿轮靠近右前支撑板一侧设有同轴的前限位槽，所述右前支撑板上螺纹连接嵌入前限位槽的前限位螺钉，所述后俯仰齿轮靠近右后支撑板一侧设有同轴的后限位槽，所述右前支撑板上螺纹连接嵌入后限位槽的后限位螺钉。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1、通过驱动机构驱动前俯仰机构和后俯仰机构同步转动解决了两个天线面俯仰旋转中心距离拉大的问题。

2、通过驱动电机带动双输出轴减速机增加了传动机构的减速比，减小驱动电机组件输出端输出力矩。

3、通过调整过渡齿轮组与双输出轴减速机的相应驱动齿轮之间、过渡齿轮组与前俯仰齿轮以及过渡齿轮组与后俯仰齿轮的齿侧间隙，保证了天线伺服跟踪的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用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。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明去除前天线面和后天线面的后视结构示意图；

图3是本发明右前转动副及前俯仰机构的爆炸图；

图4是本发明右后转动副及后俯仰机构的爆炸图；

图5是本发明左前转动副的爆炸图；

图6是本发明左后转动副的爆炸图；

图7是本发明驱动机构的爆炸图；

图8是本发明过渡齿轮组的爆炸图。

附图标记：1、转台；2、支撑架；21、竖板；3、右前支撑板；31、右前转动副；311、右前轴孔；312、右前轴套；32、前俯仰机构；321、前俯仰齿轮；3211、前限位槽；322、右前连接板；3221、感应螺钉；33、传感器；4、右后支撑板；41、右后转动副；411、右后轴孔；413、右后轴套；42、后俯仰机构；421、后俯仰齿轮；4211、后限位槽；422、右后连接板；5、左前支撑板；51、左前转动副；511、左前轴孔；512、左前轴套；52、前连接架；6、左后支撑板；61、左后转动副；611、左后轴孔；612、左后轴套；62、后连接架；7、驱动机构；71、支架；711、安装板；712、第一腰形孔；72、双输出轴减速机；721、前级减速机；73、驱动电机；74、过渡齿轮组；741、轴承座；7411、第二腰形孔；742、过渡齿轮；743、齿轮轴；8、前天线面；9、后天线面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合，相互引用。

如图1、2所示，本发明实施例提供的一种双频平板动中通天线俯仰调整装置，包括转台1，转台1上方设有支撑架2，本实施例的支撑架2包括两个前后设置的竖板21，两个竖板21分别固定在转台1上，形成框架结构。支撑架2右端前后分别设有右前支撑板3和右后支撑板4，具体的，右前支撑板3侧面分别与两个竖板21固定，右前支撑板3底面与转台1固定；右后支撑板4底部与转台1固定连接，所述右后支撑板4穿过后侧的竖板21向后延伸。支撑架2左端前后分别设有左前支撑板5和左后支撑板6，具体的，左前支撑板5分别与两个竖板21固定，左前支撑板5底面与转台1固定；左后支撑板6一端与后侧的竖板21固定连接，左后支撑板6的另一端向后延伸。右前支撑板3上通过右前转动副31转动连接前俯仰机构32，右后支撑板4通过右后转动副41转动连接后俯仰机构42。

支撑架2右端设有驱动机构7，驱动机构7用于驱动前俯仰机构32和后俯仰机构42同步转动。左前支撑板5通过左前转动副51转动连接前连接架52，左后支撑板6通过左后转动副61转动连接后连接架62，右前转动副31与左前转动副51同轴，右后转动副41与左后转动副61同轴；前俯仰机构32与前连接架52之间连接前天线面8，前天线面8可随前俯仰机构32绕着右前转动副31进行俯仰转动，后俯仰机构42与后连接架62之间连接后天线面9，后天线面9可随后俯仰机构42绕着右后转动副41进行俯仰转动。

在一实施例中，右前支撑板3内侧固定连接传感器33，右前连接板322上固定有感应螺钉3221。感应螺钉3221随着右前连接板322旋转到传感器33感应范围内，触发传感器33工作。

如图2、3所示，本实施例的前俯仰机构32包括依次设置于右前支撑板3内侧的前俯仰齿轮321和右前连接板322，右前连接板322与前俯仰齿轮321内侧面固定连接。右前转动副31包括右前支撑板3前方开设的右前轴孔311，前俯仰齿轮321中心设有同轴的右前轴套312,右前轴套312通过右前轴孔311内的轴承支撑固定。

如图2、4所示，本实施例的后俯仰机构42包括右后支撑板4内侧依次设置的后俯仰齿轮421和右后连接板422，右后连接板422与后俯仰齿轮421内侧面固定连接；右后转动副41包括右后支撑板4后方开设的右后轴孔411，右后连接板422固定连接同轴的右后轴套413，右后轴套413通过右后轴孔411内的轴承支撑固定。

具体的，前天线面8两端分别与右前连接板322和前连接架52固定连接，后天线面9两端分别与右后连接板422和后连接架62固定连接。

如图3、4所示，为了限定前俯仰齿轮321和后俯仰齿轮421的转动角度，在一实施例中，前俯仰齿轮321靠近右前支撑板3一侧设有同轴的前限位槽3211，右前支撑板3上螺纹连接嵌入前限位槽3211的前限位螺钉，后俯仰齿轮421靠近右后支撑板4一侧设有同轴的后限位槽4211，右前支撑板3上螺纹连接嵌入后限位槽4211的后限位螺钉。

如图2、5所示，本实施例的左前转动副51包括左前支撑板5前侧开设的左前轴孔511，前连接架52位于左前支撑板5内侧，前连接架52靠近左前支撑板5方向设有左前轴套512，左前轴套512通过左前轴孔511内的轴承支撑固定。

如图2、6所示，本实施例的左后转动副61包括左后支撑板6后侧开设的左后轴孔611，左后支撑板6内侧依次设置左后轴套612和后连接架62，后连接架62与左后轴套612固定连接，左后轴套612通过左后轴孔611内的轴承支撑固定。

如图2、7所示，本实施例的驱动机构7包括支架71、双输出轴减速机72、驱动电机73和过渡齿轮组74，支架71固定在转台1上，双输出轴减速机72固定在支架71上，驱动电机73与双输出轴减速机72传动连接；为了增大减速比，驱动电机73与双输出轴减速机72之间还传达连接前级减速机721；过渡齿轮组74包括两个，一个过渡齿轮组74固定在右前支撑板3内侧并分别与前俯仰齿轮321及双输出轴减速机72的相应驱动齿轮啮合，另一个过渡齿轮组74固定在右后支撑板4内侧并分别与后俯仰齿轮421及双输出轴减速机72的相应驱动齿轮啮合。驱动电机73尾部固定连接编码器，编码器与控制器连接，用于控制驱动电机73的工作状态。

驱动机构7包含双输出轴减速机72和前级减速机721，极大地增加了整个传动机构减速比，有效地减小驱动机构7输出端输出力矩。

如图2、7所示，支架71呈U型，支架71两侧设有安装板711，安装板711上开设第一腰形孔712，第一腰形孔712长度方向与支撑架2的长度方向垂直。

通过设置第一腰形孔721，可以对支架71相对于转台1进行前后方向的微调，从而调整双输出轴减速机72前后移动，实现过渡齿轮组74与双输出轴减速机72的驱动齿轮之间的齿侧间隙，保证天线的伺服跟踪精度。

如图2、8所示，本实施例的过渡齿轮组74包括轴承座741、过渡齿轮742和齿轮轴743，齿轮轴743通过轴承座741中部轴孔内的轴承支撑固定，过渡齿轮742与齿轮轴743固定连接。

轴承座741四角设有第二腰形孔7411，第二腰形孔7411的长度方向竖直设置。通过设置第二腰形孔7411，轴承座741可相对于右前支撑板3或右后支撑板4进行上下方向的微调，从而调整过渡齿轮742与前俯仰齿轮321或后俯仰齿轮421之间的齿侧间隙，保证天线的伺服跟踪精度。

本实施例的实施原理：驱动电机73工作，通过双输出轴减速机72上的两个驱动齿轮分别与右前支撑板3和右后支撑板4上的过渡齿轮组74啮合，两个驱动齿轮同时带动右前支撑板3和右后支撑板4上的过渡齿轮组74转动，右前支撑板3上的过渡齿轮组74带动前俯仰齿轮321转动，右后支撑板4上的过渡齿轮组74带动后俯仰齿轮421转动，最终驱使前天线面8和后天线面9实现联动。通过上述设置，双输出轴减速机72上的驱动齿轮和前俯仰齿轮321、双输出轴减速机72上的驱动齿轮和后俯仰齿轮之间各增加一级过渡齿轮组74传动，解决两个天线面俯仰旋转中心距离拉大问题，达到提高传动机构减速比，减小驱动组件输出端输出力矩，保证天线的伺服跟踪精度的效果。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种双频平板动中通天线俯仰调整装置，包括转台(1)，所述转台(1)上方设有支撑架(2)；其特征在于，所述支撑架(2)右端前后分别设有右前支撑板(3)和右后支撑板(4)，所述支撑架(2)左端前后分别设有左前支撑板(5)和左后支撑板(6)，所述右前支撑板(3)上通过右前转动副(31)转动连接前俯仰机构(32)，所述右后支撑板(4)通过右后转动副(41)转动连接后俯仰机构(42)，所述支撑架(2)右端设有驱动机构(7)，所述驱动机构(7)用于驱动前俯仰机构(32)和后俯仰机构(42)同步转动，所述左前支撑板(5)通过左前转动副(51)转动连接前连接架(52)，所述左后支撑板(6)通过左后转动副(61)转动连接后连接架(62)，所述右前转动副(31)与左前转动副(51)同轴，所述右后转动副(41)与左后转动副(61)同轴；所述前俯仰机构(32)与前连接架(52)之间连接前天线面(8)，所述前天线面(8)可随前俯仰机构(32)进行俯仰转动，所述后俯仰机构(42)与后连接架(62)之间连接后天线面(9)，所述后天线面(9)可随后俯仰机构(42)进行俯仰转动。

2.根据权利要求1所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述前俯仰机构(32)包括依次设置于所述右前支撑板(3)内侧的前俯仰齿轮(321)和右前连接板(322)，所述右前连接板(322)与前俯仰齿轮(321)内侧面固定连接；所述右前转动副(31)包括开设于右前支撑板(3)前方的右前轴孔(311)，所述前俯仰齿轮(321)中心设有同轴的右前轴套(312),所述右前轴套(312)通过右前轴孔(311)内的轴承支撑固定。

3.根据权利要求2所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述后俯仰机构(42)包括依次设置于右后支撑板(4)内侧的后俯仰齿轮(421)和右后连接板(422)，所述右后连接板(422)与后俯仰齿轮(421)内侧面固定连接；所述右后转动副(41)包括右后支撑板(4)后方开设的右后轴孔(411)，所述右后连接板(422)固定连接有同轴的右后轴套(413)，所述右后轴套(413)通过右后轴孔(411)内的轴承支撑固定。

4.根据权利要求1所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述左前转动副(51)包括开设于左前支撑板(5)前侧的左前轴孔(511)，所述前连接架(52)位于左前支撑板(5)内侧，所述前连接架(52)靠近左前支撑板(5)方向设有左前轴套(512)，所述左前轴套(512)通过左前轴孔(511)内的轴承支撑固定。

5.根据权利要求1所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述左后转动副(61)包括开设于左后支撑板(6)后侧的左后轴孔(611)，所述左后支撑板(6)内侧依次设置左后轴套(612)和后连接架(62)，所述后连接架(62)与左后轴套(612)固定连接，所述左后轴套(612)通过左后轴孔(611)内的轴承支撑固定。

6.根据权利要求2所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述驱动机构(7)包括支架(71)、双输出轴减速机(72)、驱动电机(73)和过渡齿轮组(74)，所述支架(71)固定在转台(1)上，所述双输出轴减速机(72)固定在支架(71)上，所述驱动电机(73)与双输出轴减速机(72)传动连接，所述过渡齿轮组(74)包括两个，一个所述过渡齿轮组(74)固定在右前支撑板(3)内侧并分别与前俯仰齿轮(321)及双输出轴减速机(72)的相应驱动齿轮啮合，另一个所述过渡齿轮组(74)固定在右后支撑板(4)内侧并分别与后俯仰齿轮(421)及双输出轴减速机(72)的相应驱动齿轮啮合。

7.根据权利要求6所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述支架(71)呈U型，所述支架(71)两侧设有安装板(711)，所述安装板(711)上开设第一腰形孔(712)，所述第一腰形孔(712)长度方向与支撑架(2)的长度方向垂直。

8.根据权利要求6所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述过渡齿轮组(74)包括轴承座(741)、过渡齿轮(742)和齿轮轴(743)，所述齿轮轴(743)通过轴承座(741)中部轴孔内的轴承支撑固定，所述过渡齿轮(742)与齿轮轴(743)固定连接。

9.根据权利要求8所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述轴承座(741)四角设有第二腰形孔(7411)，所述第二腰形孔(7411)的长度方向竖直设置。

10.根据权利要求3所述的双频平板动中通天线俯仰调整装置，其特征在于，所述前俯仰齿轮(321)靠近右前支撑板(3)一侧设有同轴的前限位槽(3211)，所述右前支撑板(3)上螺纹连接嵌入前限位槽(3211)的前限位螺钉，所述后俯仰齿轮(421)靠近右后支撑板(4)一侧设有同轴的后限位槽(4211)，所述右前支撑板(3)上螺纹连接嵌入后限位槽(4211)的后限位螺钉。

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