CN1641926A - 自动展开机电式平面阵天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线探测设备天线，具体地说是平面阵列天线。其特点是：平面阵天线沿高度方向分为上下两个阵面；在天线背部的上下两个阵面的分割面处左右对称分别设有俯仰驱动机构和电动锁紧机构，俯仰驱动机构包括机架、电动机、减速器、滑动丝杠副、曲柄滑块扇形齿轮机构；电动锁紧机构包括锁紧电动机、减速机、丝杠、螺母和定位销。该天线可自动展开、撤收；其体积小、重量轻、可靠性高、无级调速、双机同步、系统掉电后可长期锁定精度；其加工、维修简单，适应能力好、成本低、可以在－40℃～+55℃的温度范围内工作。
Description
技术领域
本发明涉及无线探测设备天线，具体地说是平面阵列天线。
背景技术
近几年，高机动雷达主要局限于小口径天线的雷达。随着电子技术的发展和现代战争的需要，地面中远程三坐标军用雷达已广泛采用平面阵列天线，并朝着高机动和快速反应的方向发展。中远程三坐标雷达天线的口径过大，必然要对天线进行分块处理才能满足越野运输性能要求。如果不实现自动架设/撤收，分块了的雷达天线，在雷达进入阵地后必然要花费大量的人力和时间去拼装天线，这样雷达就丧失了快速反应能力。我国地面机动雷达分块的平面阵天线过去一直采用吊车加人工方式进行拼装。拼装一次天线短则半天，长则3-4天；并需要6-8人。撤收一个天线也需要同样的时间和人力/物力资源。已不能满足我军现代化建设的需要。
发明内容
本发明的目的是：为了克服人工拼装天线造成的整机进入阵地不能迅速工作和需撤出阵地却走不掉的严重滞后缺陷，提供了一种可以自动拼装/撤收天线的自动展开机电式平面阵天线。
实现本发明目的的技术解决方案是这样的：
自动展开机电式平面阵天线，包括平面阵天线，其特征在于：
A、所述平面阵天线沿高度方向分为上下两个阵面，所述上下两个阵面分别为天线上边块和天线下边块；
B、在天线背部的上下两个阵面的分割面处左右对称分别设有俯仰驱动机构，所述俯仰驱动机构包括机架、电动机、减速器、滑动丝杠副、曲柄滑块扇形齿轮机构；丝杠的两端通过轴承设于机架内，丝杠上设有螺母，丝杠的一端连接着减速器和电动机；平行与丝杠机架内设有一导向杆，导向杆上套设有滑块，滑块的一侧连接着丝杠螺母，另一侧设有凹槽，与凹槽配合的滚轮通过轴连接着摆杆；摆杆的另一端连接着扇形齿轮，扇形齿轮和与其啮合的小齿轮均通过轴设于机架上部，小齿轮轴为输出轴，输出轴伸至机架外，并连接着天线上边块，输出轴的另一端设有角度传感器；
C、在天线背部的上下两个阵面的分割面处左右对称还分别设有电动锁紧机构，其包括锁紧电动机、减速机、丝杠、螺母和定位销；锁紧电动机的输出轴上连接着减速机，减速机的输出轴连接丝杠，与丝杠配合的螺母连接定位销，定位销空套在丝杠上，丝杠位于轴套内，轴套连接着天线上边块，天线下边块上设有与定位销配合的定位孔。
2、根据上述1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述俯仰驱动机构的电动机为MDMA153AIA伺服电动机。
3、根据上述1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述俯仰驱动机构的传动丝杠的一端连接的减速器为减速轴承。
4、根据上述1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述俯仰驱动机构的传动丝杠与减速器之间通过轴套设有双向推力轴承。
5、根据上述1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述锁紧电动机为MAMA023AIA伺服电动机。
6、根据上述1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述定位销与天线下边块配合处为圆锥状，天线下边块上与定位销配合的定位孔为圆锥孔。
本发明的有益技术效果体现在下述几个方面：
1、功能完善安全性能优越：天线自动展开、撤收，双机同步，角位移反馈，驱动机构过载自动保护，驱动机构掉电时防天线跌落保护，天线自动锁定、解锁，可实现遥控操作等功能。
2、本发明成功地把执行机构、锁定机构和速度、位置反馈装置进行了机电一体化设计，具有体积小、重量轻、可靠性高、无级调速、双机同步、系统掉电后可长期锁定精度。
3、本发明天线具有加工、维修简单，适应能力好、成本低、可以在-40℃～+55℃的温度范围内工作等优点。
4、本发明采用双套驱动机构可以使天线在展开/折叠的时候受力均匀，并且可以在一个驱动系统传动出故障、并被拆卸维修时确保天线上边块不致跌落。
附图说明
图1为本发明结构示意图，
图2为图1的侧视图，
图3为图1的俯视图，
图4为俯仰驱动机构示意图，
图5为图4的A-A剖视图，
图6为图4的B-B剖视图，
图7为图4的I处放大图，
图8为电动锁紧机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地描述。
参见图1、图2和图3，该自动展开机电式平面阵天线包括平面阵天线和转台7，平面阵天线沿高度方向分为上下两个阵面，即天线上边块3和天线下边块6，上阵面宽7.4X高1.6m2、重1600kg，下阵面宽7.4X高2.2m2、重2500kg。
在天线背部的上下两个阵面的分割面处左右对称分别安装有俯仰驱动机构1，俯仰驱动机构1包括机架8、电动机5、减速器4、滑动丝杠副、曲柄滑块扇形齿轮机构。丝杠9的两端通过轴承安装于机架8内，丝杠9上有配合螺母10，丝杠9的一端连接着减速器4和电动机9。平行与丝杠、机架内安装有一导向杆11，导向杆11上套装有滑块12，滑块12的一侧连接着丝杠螺母10，另一侧设有凹槽，与凹槽配合的滚轮13通过轴连接着摆杆14；摆杆14的另一端连接着扇形齿轮15，扇形齿轮15和与其啮合的小齿轮16均通过轴设于机架8上部，小齿轮16轴为输出轴17，输出轴17伸至机架8外，并连接着天线上边块3，输出轴17的另一端安装有角度传感器18。
俯仰驱动机构的电动机5为MDMA153AIA伺服电动机。
俯仰驱动机构的传动丝杠9的一端连接的减速器4为减速轴承。
俯仰驱动机构的传动丝杠9与减速器4之间通过轴套24安装着双向推力轴承25。
在天线背部的上下两个阵面的分割面处、俯仰驱动机构1外侧分别安装有电动锁紧机构2。电动锁紧机构2包括锁紧电动机19、减速机20、丝杠21、螺母22和定位销23。锁紧电动机19的输出轴上连接着减速机20，减速机20的输出轴连接丝杠21，与丝杠21配合的螺母22连接定位销23，定位销23为圆柱状空心销，其空套在丝杠21上，丝杠21位于轴套26内，轴套26连接着天线上边块3，天线下边块3上设有与定位销23配合的定位孔27。定位销23与天线下边块6配合处为圆锥状，天线下边块6上与定位销23配合的定位孔27为圆锥孔。锁紧电动机19为MAMA023AIA伺服电动机。
本发明的工作状态情况如下：
天线展开：当控制机构PLC模块CPU226接到天线展开指令后，向两个电机驱动器MDDA152A1A同时发出控制指令，这两个电机驱动器分别驱动两个俯仰机构上的伺服电机MDMA153A1A运转。伺服电机上的编码器将电机速度信号经电机驱动器反馈给PLC扩展模块EM235，经过EM235做A/D变换后变为数字量的两路速度信号背送至CPU226进行比较。以其中一路速度为基准，另一路速度与之相比较，并适当加减，以保持两路速度一致。当角度传感器18指示天线上边块3接近预定角度位置时，检测两路驱动电机转矩的变化，当转矩从40％突然增加到70％以上时，判定该路驱动机构到位，并锁止该路电机；当另外一路转矩也出现同样变化时，才能判定天线上阵面旋转到位。
天线锁定：天线上阵面3到位后，控制机构PLC模块CPU226发指令给插销电机驱动器，驱动定位销23，插入天线下边块6上的定位孔27内；当驱动器反馈力矩大于规定值时，表示天线锁紧到位。至此天线自动架设结束。
天线撤收：是上两个状态的逆过程。先是天线解锁，解锁到位时，有一到位开关发讯反馈给CPU226。控制机构PLC据此停止插销电机工作，启动天线撤收动作，定位销23撤出天线下边块3上的定位孔27；MDMA153AIA伺服电动机驱动丝杠9，带动滑动丝杠副、曲柄滑块扇形齿轮机构，使天线上阵面3撤收，见图2中虚线。撤收到位时，同样有一到位开关发讯反馈给CPU226。控制机构据此结束天线撤收动作。
状态监视：只要自动调平系统通电，控制机构始终监视系统各个环节的状态，以确保系统工作的安全性。每个电机驱动器都把自己的状态(含故障)信息上报给控制机构，控制机构在确认系统没有故障的情况下才会执行所有动作指令，如果运行过程中发生故障，控制机构也会及时自动停机。
Claims (6)
1、自动展开机电式平面阵天线，包括平面阵天线，其特征在于：
A、所述平面阵天线沿高度方向分为上下两个阵面，所述上下两个阵面分别为天线上边块和天线下边块；
B、在天线背部的上下两个阵面的分割面处左右对称分别设有俯仰驱动机构，所述俯仰驱动机构包括机架、电动机、减速器、滑动丝杠副、曲柄滑块扇形齿轮机构；丝杠的两端通过轴承设于机架内，丝杠上设有螺母，丝杠的一端连接着减速器和电动机；平行与丝杠机架内设有一导向杆，导向杆上套设有滑块，滑块的一侧连接着丝杠螺母，另一侧设有凹槽，与凹槽配合的滚轮通过轴连接着摆杆；摆杆的另一端连接着扇形齿轮，扇形齿轮和与其啮合的小齿轮均通过轴设于机架上部，小齿轮轴为输出轴，输出轴伸至机架外，并连接着天线上边块，输出轴的另一端设有角度传感器；
C、在天线背部的上下两个阵面的分割面处左右对称还分别设有电动锁紧机构，其包括锁紧电动机、减速机、丝杠、螺母和定位销；锁紧电动机的输出轴上连接着减速机，减速机的输出轴连接丝杠，与丝杠配合的螺母连接定位销，定位销空套在丝杠上，丝杠位于轴套内，轴套连接着天线上边块，天线下边块上设有与定位销配合的定位孔。
2、根据权利要求1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述俯仰驱动机构的电动机为MDMA153AIA伺服电动机。
3、根据权利要求1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述俯仰驱动机构的传动丝杠的一端连接的减速器为减速轴承。
4、根据权利要求1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述俯仰驱动机构的传动丝杠与减速器之间通过轴套设有双向推力轴承。
5、根据权利要求1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于：所述锁紧电动机为MAMA023AIA伺服电动机。
6、根据权利要求1所述的自动展开机电式平面阵天线，其特征在于；所述定位销与天线下边块配合处为圆锥状，天线下边块上与定位销配合的定位孔为圆锥孔。
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