CN121663151A - 一种花瓣式折展天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种花瓣式折展天线，属于天线技术领域。该天线包括多个折叠面板、中心体、固定斜轴、电动推杆及锁紧机构。折叠面板通过固定斜轴安装在中心体上并可绕轴旋转，电动推杆两端分别通过虎克铰和球铰连接中心体与面板背部，驱动面板展开与收拢。锁紧机构设于面板背部，包括驱动主体、锁紧座、定位座、锁紧杆及连接杆，通过单一驱动电缸联动内、中、外三环的锁紧杆，实现在展开状态下利用收藏锁轴与锁紧座的楔紧配合进行刚性锁紧，在收藏状态下通过锁紧挂钩钩挂相邻面板的锁轴进行约束。本发明通过空间斜轴布局提高了收纳比，通过全自动多点联动锁紧提升了展开刚度和收藏稳定性，适用于对机动性与结构可靠性要求高的车载天线系统。

Description

一种花瓣式折展天线

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及车载天线的高收纳比的花瓣式折展天线。

背景技术

车载天线是以载车平台为安装基础的移动天线系统,具有转移灵活,战场生存率高,无需基地等优点。目前，市场的需求频频倾向于机动性更强的天线产品，需要最大限度减小天线收藏后的外形尺寸。对于单车天线系统，对天线的收藏尺寸提出了较高的要求，并且在天线展开后，如何提高展开后天线反射面整体刚度是提升产品性能的关键。因此，开展关于天线折叠机构设计的相关研究，对提升车载中大口径天线的机动性等方面意义重大。

发明内容

本发明解决的技术问题在于解决天线反射体径向展收的收纳比小的问题，提供一种新型空间多连杆运动机构设计。为了最大限度减小天线收藏后的外形尺寸，

本发明采用的技术方案是：

一种花瓣式折展天线，包括折叠面板、中心体、固定斜轴和电动推杆；

多个折叠面板展开形成反射面；每一折叠面板局均通过对应的固定斜轴安装在中心体上；折叠面板具有绕固定斜轴旋转的自由度；

多个固定斜轴绕中心体中心排布，且旋转对称；所述电动推杆的底端通过虎克铰连接在中心体上，顶端通过球铰与折叠面板背部连接。

进一步的，所述折叠面板和电动推杆一一对应。

进一步的，所述折叠面板背面具有锁紧机构；所述锁紧机构包括驱动主体、以及安装在同一反射面背部的锁紧座、定位座、锁紧杆和连接杆；

在同一反射面中：所述定位座上设有锁轴，其中锁轴抵面和定位座斜面配合，并且锁轴位于定位座的轴槽中，锁轴在定位座的轴槽中具有位移和旋转的自由度；所述锁轴的一端位于定位座的轴槽中，另一端与锁紧杆铰接，且锁紧杆垂直于锁轴的中轴线；连接杆的一端连接驱动主体，另一端铰接锁紧杆；所述锁紧杆上还设有锁紧挂钩；

在反射面展开状态下，锁轴位于相邻反射面的锁紧座的锁紧槽中，且锁轴的抵面和定位座斜面顶部配合；在反射面收藏状态下，锁紧杆上的锁紧挂钩挂在相邻反射面的锁轴上。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

采用“一键式”工作方式，实现花瓣式折展天线的背架全自动展收动作。通过空间斜轴运动最大限度减小天线收藏后的外形尺寸，提高收纳比，另外，对比于现有的花瓣式折展天线收展机构，本发明在展收机构的基础上还增加了背架间锁紧机构，有效提升了结构的整体刚度。

附图说明

图1为本发明的收藏状态示意图。

图2为本发明的展开状态示意图。

图3为本发明的折叠面板的结构示意图；

图4为本发明的折叠机构的结构示意图；

图5为锁紧机构的结构示意图。

图6为驱动主体的结构示意图。

图7为本发明实施例中锁紧座结构示意图；

图8为本发明实施例中定位座结构示意图；

图9为本发明实施例中锁紧座和定位座连接示意图；

图中标号：1、反射瓣面；2、背架；3、调整接头；4、中心体；5、球铰； 6、锁紧机构；7、固定斜轴；8、电动推杆；9、虎克铰；10、馈源；11、副面；14、内侧定位座；15、外侧定位座；61、外环锁紧座，62、外环定位锥座，3、收藏锁轴，64、外环定位座，65、外环定位球座，66、外环定位球，67、中环驱动电缸固定支脚，68、驱动电缸，69、驱动连接板，610、驱动连杆，611、连接板固定支脚，612、外环锁紧杆，613、调整杆a，614、调整螺母，615、中环连接杆，616、中环锁紧杆，617、中环定位座，618、中环锁紧座，619、调整杆b，620、内环锁紧座，621、内环定位座支脚，622、内环锁紧杆，623、锁紧挂钩。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种花瓣式折展天线，尤其适用于车载、机动平台等对收纳尺寸、展开刚度及自动化程度要求较高的应用场景。下面结合图1至图9，对本发明的结构组成、工作原理及优选实施方式进行详细说明。

一、整体结构概述

参照图1至图4所示，本发明的花瓣式折展天线主要由以下核心部件构成：折叠面板（包括反射瓣面1与背架2）、中心体4、固定斜轴7、电动推杆8以及锁紧机构6。多个折叠面板围绕中心体4呈旋转对称布置，共同构成完整的反射面。每个折叠面板通过一根固定斜轴7与中心体4连接，并可绕该轴转动。电动推杆8的下端通过虎克铰9连接于中心体4，上端通过球铰5连接于背架2，提供展开与收拢的驱动力。馈源10及副面11安装于中心体4上方的馈源套筒上。

二、折叠面板的构成与安装

所述折叠面板由反射瓣面1与背架2组成。反射瓣面1采用轻质高刚性的复合材料（如碳纤维或铝合金）制成，其背部预埋有多个调整接头3，通过该接头与背架2连接。这种设计既便于反射面1型面精度的现场调整，又能保证其与背架2之间的刚性连接，提高整体结构稳定性。

三、斜轴布置与收纳优化

所述固定斜轴7为空间斜置轴，其轴线不平行于中心体4的轴向。多个固定斜轴7绕中心体4中心旋转对称布置，如图4所示。通过将固定斜轴7的安装位置尽可能靠近中心体4的收藏外圆，可最大化轴向空间利用率，显著提高天线的收纳比（收藏体积与展开体积之比）。此外，固定斜轴7采用轴向预紧结构，有效消除运动副间隙，确保展开精度。

四、电动驱动与自锁

所述电动推杆8作为核心驱动元件，优选采用梯形丝杆配合精密行星齿轮减速器的传动方案。该方案兼具传动精度高与自锁性能好的优点，可确保折叠面板在任意行程位置可靠锁定，无需额外制动装置。电动推杆8的电机与缸体通过齿轮传动实现平行布置，形成紧凑的“折返式”结构，节省安装空间。其两端的虎克铰9与球铰5连接方式，能够补偿运动过程中的空间角度变化，确保驱动力有效传递。

五、锁紧机构的详细结构

本发明的关键改进之一在于集成了全自动的锁紧机构6，用于在展开状态与收藏状态下实现相邻折叠面板间的可靠连接，大幅提升整体刚度。下面结合图5至图9，对该机构进行深入说明。

锁紧机构6安装在背架2的侧面，采用“多点联动、单驱动”的设计理念，主要包括：驱动主体、锁紧座、定位座、锁紧杆及连接调整组件。

1. 驱动主体

如图6所示，驱动主体作为唯一动力源，集中安装于中环位置的背架2上。它包括：

驱动电缸68：其缸体通过中环驱动电缸固定支脚67铰接于背架。

驱动连接板69：呈三角形板件，设有三个铰接点，用于转换运动并避免死点。

驱动连杆610：传递动力至后续锁紧杆系统。

驱动电缸68的推杆末端与驱动连接板69的第一铰接点铰接；驱动连接板69的第二铰接点通过连接板固定支脚611铰接于背架；第三铰接点则与驱动连杆610铰接。

2. 锁紧座与定位座配对安装

如图7、图8所示，锁紧机构采用“一面对应一座”的配对方式：

在某一折叠面板（记为A面板）的背架2上，沿内、中、外三环位置，分别固定安装内环锁紧座620、中环锁紧座618和外环锁紧座61。

在相邻折叠面板（记为B面板）的背架2对应位置，分别固定安装内环定位座支脚621、中环定位座617和外环定位座64。

3. 定位与锁紧核心部件

每个定位座（如外环定位座64）上设有一个收藏锁轴3。该锁轴3安装于定位座的轴槽内，具备沿轴向的微动自由度和绕自身轴线的旋转自由度。锁轴3的一端设计有异型抵面，与定位座轴槽内的配合斜面构成楔形配合；另一端伸出轴槽，与对应的锁紧杆（如外环锁紧杆612）铰接。

每个锁紧座（如外环锁紧座61）内部固定有定位锥座62，用于与定位座上的定位球66（通过定位球座65安装）配合，实现展开时的初定位与导向。

4. 多环锁紧杆联动系统

为实现内、中、外三环同步锁紧，锁紧杆通过空间连杆系统连接：

中环锁紧组件：驱动连杆610与中环连接杆615铰接，中环连接杆615另一端与中环锁紧杆616铰接，中环锁紧杆616再与中环定位座617上的收藏锁轴3铰接。

内外环联动调整组件：

内环：中环锁紧杆616通过调整杆b 619与内环锁紧杆622连接。

外环：中环连接杆615通过调整杆a 613、调整螺母614与外环锁紧杆612连接。调整螺母614内部设有左右旋向相反的螺纹，分别与中环连接杆615和调整杆a 613上的螺纹头配合，旋转调整螺母614可精确微调该连杆长度，补偿制造与装配公差。

锁紧挂钩：在外环锁紧杆612的末端设有锁紧挂钩23，用于收藏状态下的钩挂锁紧。

六、工作过程

1. 展开与锁紧过程

首先驱动电缸68动作，将锁紧挂钩23摆动，使其脱离面板B的外环收藏锁轴3；

然后启动所有电动推杆8，推动各折叠面板绕固定斜轴7同步向外旋转展开。

当折叠面板展开至设计工作位置时，各面板B上的定位球66首先嵌入面板A对应锁紧座内的定位锥座62，完成初定位。

同时，各收藏锁轴3滑入相邻面板锁紧座的锁紧槽内。

驱动电缸68动作，推出推杆，通过驱动连接板69、驱动连杆610带动中环连接杆615运动。

运动经联动系统传递，使内、中、外环的锁紧杆同步转动。

锁紧杆转动带动收藏锁轴3在定位座轴槽内发生微小旋转，其异型抵面与定位座的斜面产生楔紧效应，对锁轴3产生强大的轴向拉力。

该轴向拉力将收藏锁轴3紧紧拉压在锁紧座槽底，并迫使定位球66与定位锥座62紧密贴合，从而实现相邻面板间在内、中、外三个环位的高精度、高刚性多点锁紧。

2. 收拢与收藏锁紧过程

驱动电缸68收回推杆，电动推杆8反向运动，拉动折叠面板绕固定斜轴7向内旋转收拢。

当面板完全收拢至收藏状态（如图1、图5、图7所示）时，相邻面板紧密靠拢。

此时，面板A上的外环锁紧杆612末端的锁紧挂钩23，恰好位于相邻面板B的外环收藏锁轴3的上方。

驱动电缸68继续收回动作，通过联动系统带动外环锁紧杆612反向旋转，使锁紧挂钩23向下摆动，牢固地钩挂在面板B的外环收藏锁轴3上。

从而实现天线在收藏（运输）状态下的可靠环向约束与锁紧，保证运输过程中的结构稳定性与安全性。

Claims (3)

1.一种花瓣式折展天线，其特征在于，包括折叠面板、中心体、固定斜轴和电动推杆；

多个折叠面板展开形成反射面；每一折叠面板局均通过对应的固定斜轴安装在中心体上；折叠面板具有绕固定斜轴旋转的自由度；

多个固定斜轴绕中心体中心排布，且旋转对称；所述电动推杆的底端通过虎克铰连接在中心体上，顶端通过球铰与折叠面板背部连接。

2.根据权利要求1所述的一种花瓣式折展天线，其特征在于，所述折叠面板和电动推杆一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种花瓣式折展天线，其特征在于，所述折叠面板背面具有锁紧机构；所述锁紧机构包括驱动主体、以及安装在同一反射面背部的锁紧座、定位座、锁紧杆和连接杆；

在同一反射面中：所述定位座上设有锁轴，其中锁轴抵面和定位座斜面配合，并且锁轴位于定位座的轴槽中，锁轴在定位座的轴槽中具有位移和旋转的自由度；所述锁轴的一端位于定位座的轴槽中，另一端与锁紧杆铰接，且锁紧杆垂直于锁轴的中轴线；连接杆的一端连接驱动主体，另一端铰接锁紧杆；所述锁紧杆上还设有锁紧挂钩；

在反射面展开状态下，锁轴位于相邻反射面的锁紧座的锁紧槽中，且锁轴的抵面和定位座斜面顶部配合；在反射面收藏状态下，锁紧杆上的锁紧挂钩挂在相邻反射面的锁轴上。