CN116247431A - 一种雷达天线翻转机构及其控制系统 - Google Patents

一种雷达天线翻转机构及其控制系统 Download PDF

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姚迪
封钦柱
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Abstract

本发明提供一种雷达天线翻转机构及其控制系统，涉及雷达控制技术领域。该雷达天线翻转机构，包括主杆，所述主杆的两端均固定连接有安装块，左侧所述安装块的后端固定连接有第一伺服电机，右侧所述安装块的后端固定连接有第二伺服电机，所述第一伺服电机的驱动端贯穿相应的安装块且固定连接有第一驱动齿轮，所述第二伺服电机的驱动端贯穿相应的安装块且固定连接有第二驱动齿轮，所述主杆的前侧固定连接有加强杆。通过拉力传感器检测到不同拉力后停止收卷辊对钢索的拉紧，通过钢索拉力能够将雷达天线产生的重力进行部分抵消，能够降低重量较大的雷达天线在翻转时对机械结构造成的损伤，提高了翻转装置的使用寿命。

Description

一种雷达天线翻转机构及其控制系统
技术领域
本发明涉及雷达控制技术领域，具体为一种雷达天线翻转机构及其控制系统。
背景技术
雷达天线对经济发展、军事和生活等有重大作用，为了满足各种要求，雷达天线需要根据环境、技术要求等改变接收角度，使其能够平稳工作，因此必须保证其运动过程中转角自动调节的准确性和稳定性来实现所需的要求。
现有技术中雷达天线的翻转机构一般通过多个齿轮并配合伸缩机构进行传动，结构复杂，对控制系统的要求高，并且由于雷达天线的自身重力，在翻转过程中结构所承受的负荷较大，检修频率高，翻转结构之间磨损较为严重，使用寿命短。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种雷达天线翻转机构及其控制系统，解决了现有技术中雷达天线的翻转机构结构复杂并且使用寿命短的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种雷达天线翻转机构，包括主杆，所述主杆的两端均固定连接有安装块，左侧所述安装块的后端固定连接有第一伺服电机，右侧所述安装块的后端固定连接有第二伺服电机，所述第一伺服电机的驱动端贯穿相应的安装块且固定连接有第一驱动齿轮，所述第二伺服电机的驱动端贯穿相应的安装块且固定连接有第二驱动齿轮，所述主杆的前侧固定连接有加强杆，所述加强杆的前端固定连接有调节块，所述调节块的左端转动连接有第二传动杆，所述调节块的右端转动连接有第一传动杆，所述第二传动杆与第一传动杆的前侧相对一端固定连接有连接块，所述第二传动杆的一侧转动连接有第一传动齿轮，所述第一传动杆的一侧转动连接有第二传动齿轮。
优选的，所述连接块的内部通孔处转动连接有连接架，所述连接架的一端固定连接有锥齿轮，所述连接架的另一端固定连接有天线本体，所述连接架的中部固定连接有稳定架，所述稳定架的外侧一端固定连接在天线本体的外壁。
优选的，所述第一驱动齿轮的右侧啮合连接在第一传动齿轮的外侧，所述第二驱动齿轮的左侧啮合连接在第二传动齿轮的外侧，所述第一传动齿轮与第二传动齿轮的相对一侧分别啮合连接在锥齿轮的两侧。
优选的，所述安装块的底端固定连接有收卷箱，所述收卷箱的内部设置有收卷槽，所述收卷箱的内壁一侧固定连接有步进电机，所述步进电机的驱动端固定连接有转杆，所述转杆的杆体中部固定连接有收卷辊，所述收卷辊的内部安装有钢索，所述转杆的外侧一端转动连接在收卷箱的内壁，所述主杆的后侧固定连接有导杆，所述导杆的后端转动连接有导轮。
优选的，所述第一传动杆的后端贯穿调节块的右端并转动连接在调节块的内壁，所述第一传动杆的杆体对应调节块的内部固定连接有半齿轮，所述调节块的内部设置有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有齿板，所述齿板的顶部转动连接有顶轮，所述齿板的前端啮合连接在半齿轮的一侧。
优选的，所述连接块的顶端固定连接有连接板，所述连接板的后端固定连接有拉力传感器，所述拉力传感器的后端固定连接在钢索的端部。
优选的，一种雷达天线翻转机构的控制系统，包括主控单元，所述主控单元包括角度传感器、俯仰角度控制器、方向角度控制器、储能电源、中央处理器，所述角度传感器、俯仰角度控制器和方向角度控制器的输出端均与中央处理器的输入端相连。
优选的，所述中央处理器的输出端与外部驱动设备输入端相连，所述储能电源用于为整体装置的用电设备进行供电。
工作原理：当雷达天线进行俯仰角度翻转时，通过第一伺服电机与第二伺服电机反向转动带动第一驱动齿轮与第二驱动齿轮进行相应方向的转动，从而带动第一传动齿轮与第二传动齿轮同向转动，由于锥齿轮啮合连接在第一传动齿轮与第二传动齿轮之间，锥齿轮本体不会转动，进而能够带动第一传动杆与第二传动杆发生转动，最终通过连接架带动雷达天线实现俯仰角度的翻转，当雷达天线进行方向角度翻转时，第一伺服电机与第二伺服电机同向转动带动第一驱动齿轮与第二驱动齿轮进行相应方向的转动，从而带动第一传动齿轮与第二传动齿轮反向转动，锥齿轮自身会发生转动，最终通过连接架带动雷达天线实现方向角度的翻转，在雷达天线在进行俯仰角度翻转调节时，通过步进电机带动收卷辊转动，当雷达天线向上翻转时，通过收卷辊对钢索进行收卷，雷达天线翻转至上方定位后，收卷辊继续收卷对钢索进行拉紧，通过拉力传感器对钢索的拉力进行检测，当雷达天线向下翻转时，收卷辊对钢索进行放线，同时通过半齿轮带动齿板向上运动，通过顶轮将钢索顶起，防止偏转角度过大钢索触碰到其它结构，雷达天线翻转至下方定位后，收卷辊继续收卷对钢索进行拉紧，通过拉力传感器对钢索的拉力进行检测，由于雷达天线上下翻转时会由于自身重力原因会产生不同的机械力作用于调节机构上，通过拉力传感器检测到不同拉力后停止收卷辊对钢索的拉紧，通过钢索拉力能够将雷达天线产生的重力进行部分抵消，能够降低重量较大的雷达天线在翻转时对机械结构造成的损伤，提高了翻转装置的使用寿命。
本发明提供了一种雷达天线翻转机构及其控制系统。具备以下有益效果：
1、本发明通过拉力传感器检测到不同拉力后停止收卷辊对钢索的拉紧，通过钢索拉力能够将雷达天线产生的重力进行部分抵消，能够降低重量较大的雷达天线在翻转时对机械结构造成的损伤，提高了翻转装置的使用寿命。
2、本发明通过控制第一伺服电机与第二伺服电机的相对转动方向即可实现雷达天线的俯仰翻转调节与方向翻转调节，并且通过角度传感器能够精准地控制翻转角度，控制系统简单易操作，结构紧凑稳定，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的收卷箱内部结构示意图；
图3为本发明的翻转立体结构示意图；
图4为本发明的收卷辊结构示意图；
图5为本发明的调节块内部结构示意图；
图6为本发明的第一传动杆示意图；
图7为本发明的控制系统框图。
其中，1、主杆；2、第一伺服电机；3、第二伺服电机；4、第一驱动齿轮；5、第一传动齿轮；6、拉力传感器；7、安装块；8、第二驱动齿轮；9、第一传动杆；10、第二传动齿轮；11、连接架；12、天线本体；13、稳定架；14、锥齿轮；15、收卷箱；16、步进电机；17、收卷槽；18、收卷辊；19、转杆；20、连接块；21、导轮；22、连接板；23、第二传动杆；24、半齿轮；25、调节块；26、齿板；27、顶轮；28、滑槽；29、钢索；30、加强杆；31、导杆。
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。
实施例：
如图1-6所示，本发明实施例提供一种雷达天线翻转机构，包括主杆1，主杆1的两端均固定连接有安装块7，左侧安装块7的后端固定连接有第一伺服电机2，右侧安装块7的后端固定连接有第二伺服电机3，第一伺服电机2的驱动端贯穿相应的安装块7且固定连接有第一驱动齿轮4，第二伺服电机3的驱动端贯穿相应的安装块7且固定连接有第二驱动齿轮8，主杆1的前侧固定连接有加强杆30，加强杆30的前端固定连接有调节块25，调节块25的左端转动连接有第二传动杆23，调节块25的右端转动连接有第一传动杆9，第二传动杆23与第一传动杆9的前侧相对一端固定连接有连接块20，第二传动杆23的一侧转动连接有第一传动齿轮5，第一传动杆9的一侧转动连接有第二传动齿轮10。
连接块20的内部通孔处转动连接有连接架11，连接架11的一端固定连接有锥齿轮14，连接架11的另一端固定连接有天线本体12，连接架11的中部固定连接有稳定架13，稳定架13的外侧一端固定连接在天线本体12的外壁，通过稳定架13提高天线本体12的结构强度与安装稳定性。
第一驱动齿轮4的右侧啮合连接在第一传动齿轮5的外侧，第二驱动齿轮8的左侧啮合连接在第二传动齿轮10的外侧，第一传动齿轮5与第二传动齿轮10的相对一侧分别啮合连接在锥齿轮14的两侧，当雷达天线进行俯仰角度翻转时，通过第一伺服电机2与第二伺服电机3反向转动带动第一驱动齿轮4与第二驱动齿轮8进行相应方向的转动，从而带动第一传动齿轮5与第二传动齿轮10同向转动，由于锥齿轮14啮合连接在第一传动齿轮5与第二传动齿轮10之间，锥齿轮14本体不会转动，进而能够带动第一传动杆9与第二传动杆23发生转动，最终通过连接架11带动雷达天线实现俯仰角度的翻转，当雷达天线进行方向角度翻转时，第一伺服电机2与第二伺服电机3同向转动带动第一驱动齿轮4与第二驱动齿轮8进行相应方向的转动，从而带动第一传动齿轮5与第二传动齿轮10反向转动，锥齿轮14自身会发生转动，最终通过连接架11带动雷达天线实现方向角度的翻转。
安装块7的底端固定连接有收卷箱15，收卷箱15的内部设置有收卷槽17，收卷箱15的内壁一侧固定连接有步进电机16，步进电机16的驱动端固定连接有转杆19，转杆19的杆体中部固定连接有收卷辊18，收卷辊18的内部安装有钢索29，转杆19的外侧一端转动连接在收卷箱15的内壁，主杆1的后侧固定连接有导杆31，导杆31的后端转动连接有导轮21，通过设置导杆31和导轮21能够对钢索29的运动轨迹进行限位，防止钢索29跑偏。
第一传动杆9的后端贯穿调节块25的右端并转动连接在调节块25的内壁，第一传动杆9的杆体对应调节块25的内部固定连接有半齿轮24，调节块25的内部设置有滑槽28，滑槽28的内部滑动连接有齿板26，齿板26的顶部转动连接有顶轮27，齿板26的前端啮合连接在半齿轮24的一侧。
连接块20的顶端固定连接有连接板22，连接板22的后端固定连接有拉力传感器6，拉力传感器6的后端固定连接在钢索29的端部，在雷达天线在进行俯仰角度翻转调节时，通过步进电机16带动收卷辊18转动，当雷达天线向上翻转时，通过收卷辊18对钢索29进行收卷，雷达天线翻转至上方定位后，收卷辊18继续收卷对钢索29进行拉紧，通过拉力传感器6对钢索29的拉力进行检测，当雷达天线向下翻转时，收卷辊18对钢索29进行放线，同时通过半齿轮24带动齿板26向上运动，通过顶轮27将钢索29顶起，防止偏转角度过大钢索29触碰到其它结构，雷达天线翻转至下方定位后，收卷辊18继续收卷对钢索29进行拉紧，通过拉力传感器6对钢索29的拉力进行检测，由于雷达天线上下翻转时会由于自身重力原因会产生不同的机械力作用于调节机构上，通过拉力传感器6检测到不同拉力后停止收卷辊18对钢索29的拉紧，通过钢索29拉力能够将雷达天线产生的重力进行部分抵消，能够降低重量较大的雷达天线在翻转时对机械结构造成的损伤，提高了翻转装置的使用寿命。
如图7所示，一种雷达天线翻转机构的控制系统，包括主控单元，主控单元包括角度传感器、俯仰角度控制器、方向角度控制器、储能电源、中央处理器，角度传感器、俯仰角度控制器和方向角度控制器的输出端均与中央处理器的输入端相连，通过俯仰角度控制器和方向角度控制器分别控制第一伺服电机2与第二伺服电机3的相对转动方向即可实现雷达天线的俯仰翻转调节与方向翻转调节，并且通过角度传感器能够精准地控制翻转角度，控制系统简单易操作，可靠性高。
中央处理器的输出端与外部驱动设备输入端相连，储能电源用于为整体装置的用电设备进行供电。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种雷达天线翻转机构，包括主杆(1)，其特征在于：所述主杆(1)的两端均固定连接有安装块(7)，左侧所述安装块(7)的后端固定连接有第一伺服电机(2)，右侧所述安装块(7)的后端固定连接有第二伺服电机(3)，所述第一伺服电机(2)的驱动端贯穿相应的安装块(7)且固定连接有第一驱动齿轮(4)，所述第二伺服电机(3)的驱动端贯穿相应的安装块(7)且固定连接有第二驱动齿轮(8)，所述主杆(1)的前侧固定连接有加强杆(30)，所述加强杆(30)的前端固定连接有调节块(25)，所述调节块(25)的左端转动连接有第二传动杆(23)，所述调节块(25)的右端转动连接有第一传动杆(9)，所述第二传动杆(23)与第一传动杆(9)的前侧相对一端固定连接有连接块(20)，所述第二传动杆(23)的一侧转动连接有第一传动齿轮(5)，所述第一传动杆(9)的一侧转动连接有第二传动齿轮(10)。
2.根据权利要求1所述的一种雷达天线翻转机构，其特征在于：所述连接块(20)的内部通孔处转动连接有连接架(11)，所述连接架(11)的一端固定连接有锥齿轮(14)，所述连接架(11)的另一端固定连接有天线本体(12)，所述连接架(11)的中部固定连接有稳定架(13)，所述稳定架(13)的外侧一端固定连接在天线本体(12)的外壁。
3.根据权利要求2所述的一种雷达天线翻转机构，其特征在于：所述第一驱动齿轮(4)的右侧啮合连接在第一传动齿轮(5)的外侧，所述第二驱动齿轮(8)的左侧啮合连接在第二传动齿轮(10)的外侧，所述第一传动齿轮(5)与第二传动齿轮(10)的相对一侧分别啮合连接在锥齿轮(14)的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种雷达天线翻转机构，其特征在于：所述安装块(7)的底端固定连接有收卷箱(15)，所述收卷箱(15)的内部设置有收卷槽(17)，所述收卷箱(15)的内壁一侧固定连接有步进电机(16)，所述步进电机(16)的驱动端固定连接有转杆(19)，所述转杆(19)的杆体中部固定连接有收卷辊(18)，所述收卷辊(18)的内部安装有钢索(29)，所述转杆(19)的外侧一端转动连接在收卷箱(15)的内壁，所述主杆(1)的后侧固定连接有导杆(31)，所述导杆(31)的后端转动连接有导轮(21)。
5.根据权利要求1所述的一种雷达天线翻转机构，其特征在于：所述第一传动杆(9)的后端贯穿调节块(25)的右端并转动连接在调节块(25)的内壁，所述第一传动杆(9)的杆体对应调节块(25)的内部固定连接有半齿轮(24)，所述调节块(25)的内部设置有滑槽(28)，所述滑槽(28)的内部滑动连接有齿板(26)，所述齿板(26)的顶部转动连接有顶轮(27)，所述齿板(26)的前端啮合连接在半齿轮(24)的一侧。
6.根据权利要求4所述的一种雷达天线翻转机构，其特征在于：所述连接块(20)的顶端固定连接有连接板(22)，所述连接板(22)的后端固定连接有拉力传感器(6)，所述拉力传感器(6)的后端固定连接在钢索(29)的端部。
7.根据权利要求1所述的一种雷达天线翻转机构的控制系统，包括主控单元，其特征在于：所述主控单元包括角度传感器、俯仰角度控制器、方向角度控制器、储能电源、中央处理器，所述角度传感器、俯仰角度控制器和方向角度控制器的输出端均与中央处理器的输入端相连。
8.根据权利要求7所述的一种雷达天线翻转机构的控制系统，其特征在于：所述中央处理器的输出端与外部驱动设备输入端相连，所述储能电源用于为整体装置的用电设备进行供电。
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