CN209948024U - 一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，包括：基座、X向座架、Y向座架；基座用于空间二维指向装置的安装固定，Y向座架用于天线的安装固定，X向座架可绕X向转轴旋转，Y向座架可绕Y向转轴旋转；其中，第一从动轴的基座侧设有第一定位安装件，第二从动轴的X向座架侧设有第二定位安装件，第一定位安装件和第二定位安装件能够实现旋转关节的自适应安装，确保旋转关节的安装精度和同轴度，以满足其电性能和活动部件在轨寿命需求。本实用新型适用于空间飞行器有二维指向功能要求，如卫星的天线，具有模块化、转动范围大、旋转关节同轴自适应、机构安装精度高等优点。

Description

一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置

技术领域

本实用新型属于航天器天线技术领域，尤其涉及一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置。

背景技术

随着空间技术不断发展，卫星等航天器在轨寿命越来越长，数据的实时性要求越来越高，这使得星地、星间数据传输的需求也不断增加，天线工作次数也越来越多。

为了满足传输数据量增加的需求，通常是通过提高天线增益来提高数据传输速度。为了满足建立星地链路或星间链路传输数据，很多天线需要具有二维转向和跟踪功能，以补偿天线因提高增益而导致的波束变窄。同时由于卫星轨道和建立链路的差异，天线工作角度范围也存在着较大的差异，这需要具有大运动范围的空间二维指向机构实现。

作为传输信号的空间活动部件，旋转关节必须与空间二维指向机构实现高精度同轴安装，才能保证旋转关节的在轨寿命要求以及电性能要求。现有的空间二维指向机构通过平面来实现旋转关节的定位，在装配过程中需要不断调整及测量实现旋转关节与空间二维指向机构的同轴安装，调整工作量大，测量繁琐且误差大，难以保证旋转关节与空间二维指向机构的高精度同轴安装。

实用新型内容

本实用新型的技术目的是提供一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，具有结构简单成本低、安装便捷精度高的技术特点。

为解决上述问题，本实用新型的技术方案为：

一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，包括：基座、X向座架、 Y向座架；

所述基座用于所述空间二维指向装置的安装固定，所述Y向座架用于天线的安装固定；

所述X向座架的下端一侧固定有第一驱动轴，所述X向座架的下端另一侧固定有第一从动轴，所述第一驱动轴与所述基座的一侧转动连接，所述第一从动轴与所述基座的另一侧转动连接，其中，所述第一驱动轴和所述第一从动轴配合形成X向转轴，所述基座设有X向驱动件，所述X向驱动件用于驱动所述第一驱动轴旋转，以实现所述X向座架绕所述X向转轴旋转；

所述Y向座架的一侧固定有第二驱动轴，所述Y向座架的另一侧固定有第二从动轴，所述第二驱动轴与所述X向座架的上端一侧转动连接，所述第二从动轴与所述X向座架的上端另一侧转动连接，其中，所述第二驱动轴和所述第二从动轴配合形成Y向转轴，所述基座设有Y向驱动件，所述Y向驱动件用于驱动所述第二驱动轴旋转，以实现所述Y向座架绕所述Y向转轴旋转，所述X向转轴的轴线和所述Y向转轴的轴线正交垂直；

所述第一从动轴的基座侧设有第一定位安装件，所述第一定位安装件包括第一定子和第一转子，所述第一转子与所述第一定子转动连接，所述第一定子的定位止口套设于所述第一从动轴，且所述第一定子与所述第一从动轴同轴转动，所述第一转子固定于所述基座；

所述第二从动轴的X向座架侧设有第二定位安装件，所述第二定位安装件包括第二定子和第二转子，所述第二转子与所述第二定子转动连接，所述第二定子的定位止口套设于所述第二从动轴，且所述第二定子与所述第二从动轴同轴转动，所述第二转子固定于所述X向座架。

根据本实用新型一实施例，所述第二定子设有第一波导管，所述第二转子和所述第一定子之间设有第二波导管，所述第一转子设有第三波导管，所述第一波导管用于与天线连接，以接收电磁波，所述第二波导管和所述第三波导管用于传导所述电磁波。

根据本实用新型一实施例，所述Y向座架设有天线定位止口，所述天线定位止口用于所述Y向座架与天线之间的安装定位。

根据本实用新型一实施例，所述Y向座架还设有压紧接口，所述压紧接口用于所述Y向座架的压紧与释放，以保证所述Y向座架上安装的天线在发射状态时机械稳定的抗力学环境要求。

根据本实用新型一实施例，所述基座设有支撑定位止口，所述支撑定位止口用于所述空间二维指向装置的安装定位。

根据本实用新型一实施例，所述第一从动轴与所述第二从动轴分别设有限位件，所述限位件用于限制所述第一从动轴或所述第二从动轴的旋转角度。

根据本实用新型一实施例，所述第一驱动轴与所述基座之间、所述第一从动轴与所述基座之间、所述第二驱动轴与所述X向座架之间、所述第二从动轴与所述X向座架之间均设有深沟球轴承，以实现转动连接。

本实用新型由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

1)本实用新型通过第一定位安装件的第一定子的定位止口实现了第一从动轴的自适应同轴精准安装，确保了第一从动轴安装的同轴度，同样地，通过第二定位安装件的第二定子的定位止口实现了第二从动轴的自适应同轴精准安装，确保了第二从动轴安装的同轴度，两者避免了装配过程中需要不断调整及测量实现旋转关节与空间二维指向机构的同轴安装，解决了调整工作量大，测量繁琐且误差大的技术问题，达到了结构简单成本低、安装便捷精度高的技术效果；

2)本实用新型在第二定子设置第一波导管、在第二转子和第一定子之间设置第二波导管，在第一转子设置第三波导管，利用转子和定子之间的转动连接，可实现第一波导管随着Y向座架绕Y向转轴协同转动，第三波导管随着X向座架绕X向转轴协同转动，既实现了天线电磁波的接收与传导，也实现了波导管的协同转动；

3)本实用新型在Y向座架上设置天线定位止口和压紧接口，天线定位止口可实现天线与Y向座架之间的自适应快速精准安装，压紧接口实现了在天线发射状态时抗力学环境的要求，达到了安装便捷精度高、机械结构稳定的技术效果；

4)本实用新型在基座设置支撑定位止口，实现了空间二维指向装置的自适应快速精准安装，达到了安装便捷精度高的技术效果；

5)本实用新型通过深沟轴承实现转动连接，既可满足高回转精度的需求，也可适应空间环境导致的热变形。

附图说明

图1为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的部分结构示意图；

图2为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的第一定位安装件结构的外观图；

图4为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的第一定位安装件结构的剖视图；

图5为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的第一定位安装件结构的放大图；

图6为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的第二定位安装件结构的外观图；

图7为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的Y向座架结构示意图；

图8为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的压紧接口压紧状态图

图9为本实用新型的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置的限位件结构示意图。

附图标记说明：

1：基座；11：第一驱动轴；12：第一从动轴；13：X向驱动件；14：支撑定位止口；15：限位件；2：X向座架；21：第二驱动轴；22：第二从动轴； 23：Y向驱动件；3：Y向座架；31：天线定位止口；32：压紧接口；4：第一定位安装件；41：第一定子；42：第一转子；43：第一定子的定位止口；5：第二定位安装件；51：第二定子；52：第二转子；61：第一波导管；62：第二波导管；63：第三波导管；7：波导支架；8：深沟球轴承；9：压紧释放设备。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。

参看图1-2，本实施例提供一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，包括：

一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，包括：基座1、X向座架 2、Y向座架3；

基座1用于空间二维指向装置的安装固定，Y向座架3用于天线的安装固定；

X向座架2的下端一侧固定有第一驱动轴11，X向座架2的下端另一侧固定有第一从动轴12，第一驱动轴11与基座1的一侧转动连接，第一从动轴12与基座1的另一侧转动连接，其中，第一驱动轴11和第一从动轴12 配合形成X向转轴，基座1设有X向驱动件13，X向驱动件13用于驱动第一驱动轴11旋转，以实现X向座架2绕X向转轴旋转；

Y向座架3的一侧固定有第二驱动轴21，Y向座架3的另一侧固定有第二从动轴22，第二驱动轴21与X向座架2的上端一侧转动连接，第二从动轴22与X向座架2的上端另一侧转动连接，其中，第二驱动轴21和第二从动轴22配合形成Y向转轴，基座1设有Y向驱动件23，Y向驱动件23用于驱动第二驱动轴21旋转，以实现Y向座架3绕Y向转轴旋转，X向转轴的轴线和Y向转轴的轴线正交垂直；

第一从动轴12的基座1侧设有第一定位安装件4，第一定位安装件4包括第一定子41和第一转子42，第一转子42与第一定子41转动连接，第一定子的定位止口43套设于第一从动轴12，且第一定子41与第一从动轴12 同轴转动，第一转子42固定于基座1；

第二从动轴22的X向座架2侧设有第二定位安装件5，第二定位安装件 5包括第二定子51和第二转子52，第二转子52与第二定子51转动连接，第二定子51的定位止口套设于第二从动轴22，且第二定子51与第二从动轴同轴转动，第二转子52固定于X向座架2。

现对本实施例进行详细说明：

参看图1，X轴即为X向转轴，Y轴即为Y向转轴，X向座架2绕第一驱动轴11和第一从动轴12构成的X轴旋转，X向驱动件13提供X轴旋转驱动力，Y向座架3绕第二驱动轴21和第二从动轴22构成的Y轴旋转，Y向驱动件23提供Y轴旋转驱动力，基座1用于固定整个装置，Y向座架3用于固定天线。

参看图2，在第一从动轴12和第二从动轴22处分别设有第一定位安装件4、第二定位安装件5，分别用于第一从动轴12、第二从动轴22的自适应同轴精准安装。

本实施例通过第一定位安装件4的第一定子的定位止口43实现了第一从动轴12的自适应同轴精准安装，确保了第一从动轴12安装的同轴度，同样地，通过第二定位安装件5的第二定子51的定位止口实现了第二从动轴22 的自适应同轴精准安装，确保了第二从动轴22安装的同轴度，两者避免了装配过程中需要不断调整及测量实现旋转关节与空间二维指向机构的同轴安装，解决了调整工作量大，测量繁琐且误差大的技术问题，达到了结构简单成本低、安装便捷精度高的技术效果。

较优地，参看图2、图3、图6，第二定子51设有第一波导管61，第二转子52和第一定子41之间设有第二波导管62，第一转子42设有第三波导管63，第一波导管61用于与天线连接，以接收电磁波，第二波导管62和第三波导管63用于传导电磁波。

具体地，第一波导管61的一端用于连接其他设备，第一波导管61的另一端穿过基座1的开孔与第一转子42连接固定，第二波导管62的一端与第一定子41连接固定，第二波导管62的另一端穿过X向座架2的开孔与第二转子52连接固定，第三波导管63的一端与第二定子51连接固定，第三波导管63的另一端穿过Y向座架3的开孔，与天线直接连接，以接收天线的电磁波，电磁波经波导管传导至其他设备。

参看图3-5，第一定位安装件4的第一转子42和第一定子41之间转动连接，第一定子的定位止口43套设于第一从动轴12，而第一转子42固定于基座1上，本实施例中由于波导管与旋转关节的结合设计，第一转子42和第三波导管63均通过波导支架7固定于基座1上，如此，X向座架2在绕X向转轴转动过程中，第三波导管63随着基座1协同转动，第二波导管62随着 X向座架2协同转动，波导管的设定不影响二维转向，而且不需设置在本实施例的装置外，节省机械空间。

同样地，参看图6，第二定位安装件5的第二转子52和第二定子51之间转动连接，第二定子51的定位止口套设于第二从动轴22，而第二转子52 固定于X向座架2上，本实施例中由于波导管与旋转关节的结合设计，第二转子52和第一波导管61均通过波导支架7固定于X向座架2上，如此，Y 向座架3在绕Y向转轴转动过程中，第一波导管61随着Y向座架3协同转动，第二波导管62随着X向座架2协同转动，波导管的设定不影响二维转向，而且不需设置在本实施例的装置外，节省机械空间。

本实施例在第二定子51设置第一波导管61、在第二转子52和第一定子 41之间设置第二波导管62，在第一转子42设置第三波导管63，利用转子和定子之间的转动连接，可实现第一波导管61随着Y向座架3绕Y向转轴协同转动，第三波导管63随着X向座架2绕X向转轴协同转动，既实现了天线电磁波的接收与传导，也实现了波导管的协同转动。

较优地，参看7，Y向座架3设有天线定位止口31，天线定位止口31用于Y向座架3与天线之间的安装定位。具体地，天线安装时通过天线定位止口31直接自适应快速精准安装。

较优地，参看图7和图8，Y向座架3还设有压紧接口32，压紧接口32 用于Y向座架3的压紧与释放，以保证Y向座架3上安装的天线在发射状态时机械稳定的抗力学环境要求。具体地，压紧接口32通过压紧释放设备9 进行Y向座架3的压紧与释放，在压紧状态下可保证Y向座架3上安装的天线在发射状态时机械稳定的抗力学环境要求，在释放状态下本实施例的二维指向机构可以实现二维转向。

本实施例在Y向座架3上设置天线定位止口31和压紧接口32，天线定位止口31可实现天线与Y向座架3之间的自适应快速精准安装，压紧接口 32实现了在天线发射状态时抗力学环境的要求，达到了安装便捷精度高、机械结构稳定的技术效果。

较优地，参看图4，基座1设有支撑定位止口14，支撑定位止口14用于空间二维指向装置的安装定位。本实施例在基座1设置支撑定位止口14，实现了空间二维指向装置的自适应快速精准安装，达到了安装便捷精度高的技术效果，

较优地，参看图9，第一从动轴12与第二从动轴22分别设有限位件15，限位件15用于限制第一从动轴12或第二从动轴22的旋转角度。具体地，在第一从动轴12和第二从动轴22上的限位件15，分别与基座1上的限位件15 和X向座架2上的限位件15配合，实现第一从动轴12和第二从动轴22的旋转角度的限制。

较优地，参看图4，第一驱动轴11与基座1之间、第一从动轴12与基座1之间、第二驱动轴21与X向座架2之间、第二从动轴22与X向座架2 之间均设有深沟球轴承8，以实现转动连接。本实施例通过深沟轴承实现转动连接，既可满足高回转精度的需求，也可适应空间环境导致的热变形。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本实用新型的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，包括：基座、X向座架、Y向座架；

所述基座用于所述空间二维指向装置的安装固定，所述Y向座架用于天线的安装固定；

所述X向座架的下端一侧固定有第一驱动轴，所述X向座架的下端另一侧固定有第一从动轴，所述第一驱动轴与所述基座的一侧转动连接，所述第一从动轴与所述基座的另一侧转动连接，其中，所述第一驱动轴和所述第一从动轴配合形成X向转轴，所述基座设有X向驱动件，所述X向驱动件用于驱动所述第一驱动轴旋转，以实现所述X向座架绕所述X向转轴旋转；

所述Y向座架的一侧固定有第二驱动轴，所述Y向座架的另一侧固定有第二从动轴，所述第二驱动轴与所述X向座架的上端一侧转动连接，所述第二从动轴与所述X向座架的上端另一侧转动连接，其中，所述第二驱动轴和所述第二从动轴配合形成Y向转轴，所述基座设有Y向驱动件，所述Y向驱动件用于驱动所述第二驱动轴旋转，以实现所述Y向座架绕所述Y向转轴旋转，所述X向转轴的轴线和所述Y向转轴的轴线正交垂直；

所述第一从动轴的基座侧设有第一定位安装件，所述第一定位安装件包括第一定子和第一转子，所述第一转子与所述第一定子转动连接，所述第一定子的定位止口套设于所述第一从动轴，且所述第一定子与所述第一从动轴同轴转动，所述第一转子固定于所述基座；

所述第二从动轴的X向座架侧设有第二定位安装件，所述第二定位安装件包括第二定子和第二转子，所述第二转子与所述第二定子转动连接，所述第二定子的定位止口套设于所述第二从动轴，且所述第二定子与所述第二从动轴同轴转动，所述第二转子固定于所述X向座架。

2.根据权利要求1所述的旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，所述第二定子设有第一波导管，所述第二转子和所述第一定子之间设有第二波导管，所述第一转子设有第三波导管，所述第一波导管用于与天线连接，以接收电磁波，所述第二波导管和所述第三波导管用于传导所述电磁波。

3.根据权利要求1或2所述的旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，所述Y向座架设有天线定位止口，所述天线定位止口用于所述Y向座架与天线之间的安装定位。

4.根据权利要求3所述的旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，所述Y向座架还设有压紧接口，所述压紧接口用于所述Y向座架的压紧与释放，以保证所述Y向座架上安装的天线在发射状态时机械稳定的抗力学环境要求。

5.根据权利要求1或2所述的旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，所述基座设有支撑定位止口，所述支撑定位止口用于所述空间二维指向装置的安装定位。

6.根据权利要求1或2所述的旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，所述第一从动轴与所述第二从动轴分别设有限位件，所述限位件用于限制所述第一从动轴或所述第二从动轴的旋转角度。

7.根据权利要求5所述的旋转关节同轴自适应的空间二维指向装置，其特征在于，所述第一驱动轴与所述基座之间、所述第一从动轴与所述基座之间、所述第二驱动轴与所述X向座架之间、所述第二从动轴与所述X向座架之间均设有深沟球轴承，以实现转动连接。

Images