CN204284342U - 一种高频螺线运动信号扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械领域，公开了一种高频螺线运动信号扫描装置，包括壳体；壳体内部安装有主轴和转接器；所述转接器下方固连球面支撑和转接器轴，球面支撑设置在其下方的内球面槽支座中，其球面与内球面槽支座的内球面相接触且能够相对滑动，转接器轴的上端穿过内球面槽支座，下部并固连球面支撑；转接器轴的底部固定安装有轴套；轴套侧壁外表面上设置有限位沟槽；所述主轴上端通过过盈配合与基座连接为一体，基座上固定有压紧片簧和齿轮轴，齿轮轴上套有齿轮和凸轮盘，齿轮与螺旋槽轨道相配合。本实用新型实现了转接器在单一的动力源下的螺旋线运动，能立体地扫描所在空间，提高系统的信号采集能力。

Description

一种高频螺线运动信号扫描装置

技术领域

本实用新型属于机械领域，涉及高速复合运动，具体涉及一种高频螺线运动信号扫描装置。

背景技术

经过长时间的积累和发展，机械装置在生活和生产领域都极大地给我们提供了便利，然而随着信息技术的发展，为了适应精确的控制和信息处理的要求，系统对机械装置的快速反应和精确可靠性都提出了更高的要求。比如说，在系统的信号的采集装置中就要求采集天线能够高速连续的扫描所在区域。这些装置包括高速扫描雷达，智能电磁场导航车的天线总成等。在这些扫描装置中，为了保证复合运动的高速和精确，机械装置自身必须能够以一个旋转的电机作为动力源实现运动的叠加，同时机械零件间的摩擦副要能得到很好地润滑。

现有的的信号搜集装置一般采用单一的直齿齿轮或者斜齿轮传动机构，以实现旋转的扫描运动，其扫描范围在一个单独运动的空间范围内，只能通过平面天线的旋转运动实现。这些装置虽然结构简单工作可靠，但是在面对更为复杂高频的电磁场信号变化时就不再能满足使用需求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种高频螺旋运动信号扫描装置。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案：

一种高频螺线运动信号扫描装置，包括壳体，所述壳体内壁带有一圈不闭合的螺旋槽轨道；壳体内部安装有主轴和转接器；

所述转接器下方固连球面支撑和转接器轴，球面支撑设置在其下方的内球面槽支座中，其球面与内球面槽支座的内球面相接触且能够相对滑动，转接器轴的上端穿过内球面槽支座下部并固连球面支撑；内球面槽支座与转接器轴之间有间隙；转接器轴的底部固定安装有轴套；轴套侧壁外表面上设置有限位沟槽；

所述主轴上端通过过盈配合与基座连接为一体，基座上固定有压紧片簧和齿轮轴，齿轮轴上套有齿轮和凸轮盘，齿轮与螺旋槽轨道相配合，齿轮和凸轮盘固连，二者可绕齿轮轴转动；所述凸轮盘的侧壁与限位沟槽的内壁相接触；主轴下端连接电机输出轴。

进一步地，所述的转接器轴上设置有凹槽，转接器轴的轴肩部位设置有预紧弹簧，所述预紧弹簧上端紧抵内球面槽支座的下部，预紧弹簧的下端卡在转接器轴的凹槽中。

进一步地，所述的主轴上端通过轴承支撑在基座下方。

进一步地，所述主轴下端通过外花键与电机输出轴连接。

进一步地，所述凸轮盘为中心有孔的凸轮形状的圆盘。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

1、通过在齿轮上添加一凸轮盘实现在单一的动力源下的螺旋线运动，采用球面结合的方式，使运动平缓连续，能立体地扫描预设空间，提高系统的信号采集能力。

2、实现了扫描空间和扫描锥角的可调性设计，在很大程度上提高了信号搜集工作的效率，为信息处理系统的快速精确反应提供了可靠的机械保障。

附图说明

图1是本实用新型的主视图的半剖视图；

图2是本实用新型的A-A位置的局部剖视图；

图3是齿轮和螺旋槽轨道的B处局部放大图；

图4是轴套的右侧视图；

图5为轴套的俯视图；

图6为螺旋槽轨道的结构剖视图；

图7是本实用新型的运动示意图；

图中标号代表：1—转接器、2—球面支撑、3—内球面槽支座、4—转接器轴、5—预紧弹簧、6—轴套、7—齿轮、8—凸轮盘、9—壳体、10—螺旋槽轨道、11—基座、12—压紧片簧、13—主轴、14—轴承、15—限位凹槽、16—齿轮轴、17—轴承。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例

遵从上述技术方案，结合图1、2、3、4、5、6和7，本实施例的高频螺线运动信号扫描装置，包括壳体9，所述壳体9内壁带有一圈不闭合的螺旋槽轨道10；壳体9内部安装有主轴13和转接器1，转接器1为具有一定厚度的圆盘。

转接器1下方固连球面支撑2和转接器轴4，球面支撑2设置在其下方的内球面槽支座3中，其球面与内球面槽支座3的内球面相接触且能够相对滑动，转接器轴4的上端穿过内球面槽支座3下部并固连球面支撑2；内球面槽支座3与转接器轴4之间有间隙；转接器轴4的底部固定安装有轴套6，轴套6侧壁外表面上设置有限位沟槽15；转接器1、转接器轴4与球面支撑2为一体化结构，球面支撑2与内球面槽支座3实现运动副的连接，实现高速连续的运动，使运动平缓连续，能无死点地扫描预设空间。

主轴13上端通过过盈配合与基座11连接为一体，且做过动平衡试验；基座11上固定有压紧片簧12和齿轮轴16，齿轮轴16上套有齿轮7和凸轮盘8，齿轮7与螺旋槽轨道10相配合，齿轮7和凸轮盘8固连，二者可绕齿轮轴16转动；所述凸轮盘8的侧壁与限位沟槽15的内壁相接触；凸轮盘8为中心有孔的凸轮形状的圆盘。

轴套6在压紧片簧12的作用下，与凸轮盘8相接触；限位沟槽15将凸轮盘8与轴套6的相对运动限制在限位沟槽15的长度方向上，同时凸轮盘8能抵靠在限位沟槽15的内侧面上，从而带动转接器轴4在圆周运动方向的旋转。

主轴13下端通过外花键与电机输出轴连接，从而完成动力传递。

可选的，转接器轴4上设置有凹槽，转接器轴4的轴肩部位设置有预紧弹簧5，预紧弹簧5上端紧抵内球面槽支座的下部，预紧弹簧5的下端卡在转接器轴4的凹槽中。预紧弹簧5使得球面支撑2的外球面与内球面槽支座3的内球面紧密接触，保证转接器1在转接器轴4的带动下运动精确，保证二者作螺线运动。两球面间的润滑可采用常温润滑脂润滑。

可选的主轴13通过2个轴承14、17，支撑在基座11下方，轴承14、17可采用深沟球轴承或者滚针轴承，通过高速运动飞溅润滑，可以产生有效的油雾润滑，减小磨损，提高抗冲击能力，可以保证装置在高速运动下产生较小的冲击载荷。

可选地，螺旋斜齿轮7有40个齿。

本实用新型的高频螺线运动信号扫描装置，具体工作过程如下：

当主轴13下端连接的电机以高转速输入时，装置开始工作：参见图7，转接器轴4的底端点从垂直的零线位置开始运动，其运动轨迹为图7所示的螺旋线，呈连续周期变化，并带动转接器1在其视野空间内不停地扫描。

螺旋线的复合运动实现的机械过程为：主轴13随驱动电机输出轴高速旋转，带动基座11运动，齿轮7和凸轮盘8在基座11的带动下绕着主轴13轴线高速旋转，由于压紧片簧12将轴套6和凸轮盘8紧紧压在一起，因此轴套6在凸轮盘8的带动下做圆周运动；当轴套6的旋转离心力达到一定程度时，压紧片簧12脱离，轴套6依靠自身离心力紧紧压靠在凸轮盘8上；

在齿轮7绕主轴13轴线旋转时，齿轮7与壳体9上的螺旋槽轨道10相配合，齿轮7的一个齿从螺旋槽轨道10的起点开始绕轨道滑动；当齿轮7绕螺旋槽轨道10运动一圈到达轨道的终点时，齿轮7的的下一个齿刚好到达螺旋槽轨道10的起点，实现了齿轮7在绕壳体9旋转的同时达到绕齿轮轴自转的目的。

齿轮7自转的同时带动凸轮盘8自转，凸轮盘8将自身的自转运动通过轴套6转变为转接器轴4在径向方向的直线运动，且加合在转接器轴4的底端点的圆周运动上，于是便形成了螺旋运动；转接器轴4带动转接器1在其视野空间内不停地扫描，实现连续的倾斜，即圆锥运动，圆锥锥角度数为a，实现转接器1上天线的空间扫描运动。

本实用新型的装置可以通过机械调整来实现扫描频率和扫描范围的调整：调节主轴13转速可以调节扫描频率，通过更换不同规格的凸轮盘8可以调节扫描锥角。因齿轮有40个齿，主轴13每转动40圈，使得转接器轴4的下端点从其零线位置，参见图7实线位置，向外移动到最大扫描角位置后，参见图7虚线位置，又重新回到零线位置；可在0度到12度的范围内描绘一条有20圈的螺线，主轴13的转速可达到每分钟12000转，可对12度开角的圆锥空间实现每秒5次的扫描。

Claims (5)

1.一种高频螺线运动信号扫描装置，其特征在于，包括壳体(9)，所述壳体(9)内壁带有一圈不闭合的螺旋槽轨道(10)；壳体(9)内部安装有主轴(13)和转接器(1)；

所述转接器(1)下方固连球面支撑(2)和转接器轴(4)，球面支撑(2)设置在其下方的内球面槽支座(3)中，其球面与内球面槽支座(3)的内球面相接触且能够相对滑动，转接器轴(4)的上端穿过内球面槽支座(3)下部并固连球面支撑(2)；内球面槽支座(3)与转接器轴(4)之间有间隙；转接器轴(4)的底部固定安装有轴套(6)；轴套(6)侧壁外表面上设置有限位沟槽(15)；

所述主轴(13)上端通过过盈配合与基座(11)连接为一体，基座(11)上固定有压紧片簧(12)和齿轮轴(16)，齿轮轴(16)上套有齿轮(7)和凸轮盘(8)，齿轮(7)与螺旋槽轨道(10)相配合，齿轮(7)和凸轮盘(8)固连，二者可绕齿轮轴(16)转动；所述凸轮盘(8)的侧壁与限位沟槽(15)的内壁相接触；主轴(13)下端连接电机输出轴。

2.如权利要求1所述的高频螺线运动信号扫描装置，其特征在于，所述的转接器轴(4)上设置有凹槽，转接器轴(4)的轴肩部位设置有预紧弹簧(5)，所述预紧弹簧(5)上端紧抵内球面槽支座的下部，预紧弹簧(5)的下端卡在转接器轴(4)的凹槽中。

3.如权利要求1所述的高频螺线运动信号扫描装置，其特征在于，所述的主轴(13)上端通过轴承(14)、(17)支撑在基座(11)下方。

4.如权利要求1所述的高频螺线运动信号扫描装置，其特征在于，所述主轴(13)下端通过外花键与电机输出轴连接。

5.如权利要求1所述的高频螺线运动信号扫描装置，其特征在于，所述凸轮盘(8)为中心有孔的凸轮形状的圆盘。