CN216720266U - 一种机动式雷达天线电动倒伏装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机动式雷达天线电动倒伏装置，包括装置本体及控制箱，装置本体包括伺服电机、减速器、驱动长轴、驱动短轴、立式轴承座、天线固定平台、编码器及位置传感器，驱动电机通过减速器驱动驱动长轴和驱动短轴转动实现天线固定平台的起升和倒伏，位置传感器用于测量天线固定平台的倒伏角度，编码器用于采集该倒伏角度；控制箱中设有PLC控制器，PLC控制器与伺服电机、位置传感器及编码器电性连接。本实用新型采用电动能源，不存在漏油的问题，并且能够满足‑40℃～50℃范围内的环境要求。本实用新型结构体积小、重量轻，大大节省了雷达车的安装空间和载荷，满足雷达车的高机动要求，且系统工作可靠，维护保养简单。

Description

一种机动式雷达天线电动倒伏装置

技术领域

本实用新型涉及通讯设备技术领域，具体涉及一种机动式雷达天线电动倒伏装置。

背景技术

目前车载雷达天线倒伏装置主要是采用液压系统驱动，液压倒伏系统包括油箱、泵、过滤器和管道等，系统复杂程度高，安装和维护需要专业人员，维护时间长，维护成本高。另外，液压管道在长时间使用后会有损耗，从而产生安全风险。液压系统的另一个常见的问题是漏油，漏油导致系统可靠性降低，且油污将对设备和天线产生损伤，对环境产生污染。此外，液压倒伏系统对温度的变化非常敏感，过高或过低温度，都有可能使液压油产生变化而影响系统稳定性。因此，电动车载雷达天线倒伏装置将是本领域的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种机动式雷达天线电动倒伏装置，用于车载雷达运输状态和工作状态的快速转换。电动倒伏装置具有结构简单可靠、操作方便、自动化程度高、天线架设和撤收速度快、倒伏角度大、翻转载荷大等优点。

本实用新型采用的技术方案是：

一种机动式雷达天线电动倒伏装置，包括装置本体及控制箱，装置本体包括伺服电机、减速器、驱动长轴、驱动短轴、立式轴承座、天线固定平台、编码器及位置传感器；天线固定平台用于固定雷达天线，驱动长轴和驱动短轴同轴固定连接在天线固定平台的左右两侧，立式轴承座分别用于支撑驱动长轴和驱动短轴转动；驱动长轴的另一端伸出左侧的立式轴承座连接减速器的输出端，减速器的输入端连接伺服电机；驱动短轴的另一端伸出右侧的立式轴承座连接位置传感器，位置传感器用于测量天线固定平台的倒伏角度；编码器安装在减速器的输出端，用于采集天线固定平台的倒伏角度；控制箱中设有PLC控制器，PLC控制器与伺服电机、位置传感器及编码器电性连接。

进一步地，控制箱内还设有变频器，控制箱的箱体上设有显示面板、起升按钮、下降按钮及急停按钮；变频器、显示面板、起升按钮、下降按钮及急停按钮分别与PLC控制器电性连接；变频器用于控制驱动电机运转，显示面板用于显示报警信息。

进一步地，所述减速器包括斜齿伞齿减速器和蜗轮蜗杆减速器，斜齿伞齿减速器的输入端与驱动电机连接，斜齿伞齿减速器的输出端与蜗轮蜗杆减速器的输入端连接，蜗轮蜗杆减速器的输出端与驱动长轴连接。

进一步地，蜗轮蜗杆减速器的蜗杆轴伸出斜齿伞齿减速器输出端的一端设置为方形轴部，方形轴部用于配套节能扳手及加长杆。

进一步地，驱动长轴通过双键与斜齿伞齿减速器的输出齿轮连接。

进一步地，蜗轮蜗杆减速器的蜗杆轴通过联轴器与编码器的输出轴同轴固定连接。

进一步地，天线固定平台的左右两侧面的中心部轴线对称开设有圆形定位孔和方形定位孔，驱动长轴和驱动短轴通过圆形定位孔和方形定位孔与天线固定平台定位连接。

进一步地，天线固定平台内设有用于容纳雷达天线电缆的容置腔，天线固定平台的上侧面设有与所述容置腔相通的中心圆孔。

本实用新型的有益效果：

1)电动倒伏装置采用电动能源，不存在漏油的问题。能够满足低温-40℃至高温50℃范围内的环境适应性要求。结构体积小重量轻，大大节省了雷达车的安装空间和载荷，满足雷达车的高机动要求。且系统工作可靠，维护保养简单。

2)该倒伏装置采用二级混合减速器，能够实现扭矩为15000NM的雷达天线装置的翻转，最大翻转范围能够达到0～180°。倒伏过程利用蜗轮蜗杆减速器反向驱动自锁功能作为天线装置倒伏时的制动，无需另外的制动装置，整个系统紧凑简单，整个倒伏过程只需要一个按钮就能在50s内完成雷达天线装置的快速架设和撤收，不但减少了架撤人员，而且显著减少了雷达车的架设、撤收时间。

3)该倒伏装置具备手动功能，如果电动发生故障，在手动模式下，可实现雷达装置在不需要别的辅助装置的情况下进行倒伏，同时配置总长度为800mm节能扳手及加长杆，其手摇力不大于20kg，能够完成雷达天线装置的快速架设和撤收。

4)该装置中变频器、PLC控制器、编码器之间的控制信号传输均采用数字信号，避免使用模拟量信号传输时受到干扰。

5)该装置在倒伏过程中根据编码器的角度反馈值可精准实现起升、下降。到达停止位置前提前减速，保证雷达天线装置平稳准确停止。

6)该装置通过位置传感器反馈的数值，进行差补消隙，有效保证了机械传动的精度。

附图说明

图1为本实用新型的一种机动式车载雷达天线倒伏装置的装置本体的立体结构示意图。

图2为本实用新型的一种机动式车载雷达天线倒伏装置的控制箱的外观示意图。

图3为本实用新型的一种机动式车载雷达天线倒伏装置的控制箱的内部结构示意图。

图4为本实用新型的驱动长轴的立体结构示意图。

图5为本实用新型的驱动短轴的立体结构示意图。

图6为本实用新型的减速器的结构示意图。

图7为本实用新型的电气系统原理框图。

图8为本实用新型的工作状态示意图。

图9为本实用新型的运输状态示意图。

图中：1、伺服电机；2、减速器；3、驱动长轴；31、长轴法兰盘；4、驱动短轴；41、短轴法兰盘41；5、立式轴承座；6、天线固定平台；7、编码器；8、位置传感器；9、控制箱；10、变频功率模块；11、变频器控制模块；12、PLC控制器；13、斜齿伞齿减速器；14、蜗轮蜗杆减速器；15、方形轴部。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及一种优选的实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

参阅图1～图9，本发明提供一种车载机动式雷达天线电动倒伏装置，用于车载雷达天线运输状态和工作状态的转换。该装置包括装置本体及控制箱9，装置本体主要由伺服电机1、减速器2、驱动长轴3、驱动短轴4、立式轴承座5、天线固定平台6、编码器7及位置传感器8组成。

优选伺服电机1为功率为750W的宽温伺服电机，可适应低温-40℃至高温50℃的工作环境。

优选减速器2为二级混合减速器，由斜齿伞齿减速器13和蜗轮蜗杆减速器14组成。斜齿伞齿减速器13的减速比i＝104；蜗轮蜗杆减速器14的减速比i＝31.5。伺服电机1通过斜齿驱动斜齿伞齿减速器13中斜齿转动，伺服电机1与斜齿伞齿减速器13之间通过螺钉连接，并采取严密防水处理，保证室外可靠工作。

蜗轮蜗杆减速器14的蜗杆轴插入斜齿伞齿减速器13的输出端，两减速器壳体之间采用螺钉紧固连接，并采取严密防水处理，以保证其在室外工作的可靠性。斜齿伞齿减速器13和蜗轮蜗杆减速器14中均使用低温润滑脂润滑，保证其对环境的适应性。倒伏过程中，利用蜗轮蜗杆减速器14的反向驱动自锁功能作为天线装置倒伏时的制动。蜗轮蜗杆减速器14中的蜗杆轴伸出斜齿伞齿减速器13的一端设置为方形轴部15，在手动模式下，使用节能扳手和加力杆转动方形轴部15带动驱动长轴和驱动短轴转动，从而完成雷达天线装置倒伏动作。节能扳手和加长杆可拆卸，收藏于雷达车备件箱中。蜗杆轴的另一端穿过法兰盖通过联轴器与编码器7的输出轴同轴固定连接，编码器7壳体通过支架用螺钉固定在蜗轮蜗杆减速器14的法兰盘上。

左右两个立式轴承座5分别安装在天线固定平台6的左右两侧，用于支撑整个装置，可根据雷达车平台情况调整支撑高度，保证雷达车在运输状态下不超高。

天线固定平台6的中心部设有容置腔，上侧面设置有安装孔及中心圆孔，中心圆孔与容置腔相通。雷达天线装置通过安装孔用螺钉固定安装在天线固定平台6上，雷达天线装置的电缆通过中心圆孔穿入，并隐藏在容置腔中，随天线固定平台同步翻转。天线固定平台6的左右两侧面的中心部均轴向开设有阶梯盲孔，阶梯盲孔的小孔为圆形定位孔，阶梯盲孔的大孔为方形定位孔。

驱动长轴3与驱动短轴4分别可转动安装在左右两个立式轴承座5中。

驱动长轴3的伸出立式轴承座5左侧的一端轴向对称开设两个键槽，驱动长轴3通过双键与蜗轮蜗杆减速器14的输出端固定连接。蜗轮蜗杆减速器14的输出端与驱动长轴3之间采用双键连接，既减少了传动过程中产生的回差，同时又能便于装配。驱动长轴3伸出立式轴承座5右侧的一端固定套装有长轴法兰盘31，驱动长轴3伸出长轴法兰盘31的一端设有与天线固定平台6的阶梯盲孔适配的方形轴部和圆形轴部。驱动长轴3插入天线固定平台6的左侧面的阶梯盲孔找那个通过穿过长轴法兰盘31的螺钉与天线固定平台6固定连接。

驱动短轴4的伸出立式轴承座5左侧的一端固定套装有短轴法兰盘41，驱动短轴4的伸出短轴法兰盘41的一端设有与天线固定平台6的阶梯盲孔适配的方形轴部和圆形轴部。驱动短轴4插入天线固定平台6的右侧面的阶梯盲孔通过穿过短轴法兰盘41的螺钉与天线固定平台6固定连接。驱动短轴4伸出立式轴承座5右侧的一端连接位置传感器8。位置传感器8一方面用于确定天线的垂直位置，另一方面与编码器7配合读取角度的差值，测量得到机构的返程间隙，在控制程序中对倒伏过程进行差补来减少返程定位误差，从而实现精确定位。位置传感器8及编码器7均为现有技术。

天线固定平台6通过其左右两侧的圆形定位孔及方形定位孔与驱动长轴和驱动短轴定位连接，保证驱动长轴3与驱动短轴4中心线共线。

控制箱9安装在雷达车驾驶室内，控制箱9内设有变频功率模块10、变频器控制模块11及PLC控制器12，变频功率模块10、变频器控制模块11统称为变频器，变频器用于对电机的调速和电流控制，减少启动和停止时的机械冲击。变频器还设置了过载电流值，避免在特殊情况下电流过载对减速器或其他机械设备产生损坏。PLC控制器12用于对编码器7信号、开关按钮信号、限位信号的处理和对变频器的控制。电气系统原理框图如图7所示，PLC控制器12为现有技术，其结构原理这里不再赘述。控制箱9的箱体上设有显示面板、起升按钮、下降按钮及急停按钮。显示面板用于显示报警信息。

本实用新型的装置本体的安装方式是：

在伺服电机1输出轴上安装上第一斜齿轮，第一斜齿轮与电机输出轴之间通过平键连接。使伺服电机1的第一斜齿轮与斜齿伞齿减速器13中的第二斜齿轮啮合，并用螺钉锁紧。将蜗轮蜗杆减速器14的蜗杆轴的方轴端插入斜齿伞齿减速器13输出孔中，用螺钉及键连接；将立式轴承座5安装到驱动长轴3和驱动短轴4的轴肩，再通过圆形定位孔及方形定位孔将驱动长轴3和驱动短轴4安装到天线固定平台6的左右两侧；将驱动长轴3通过双键插入蜗轮蜗杆减速器14的输出端。将编码器7通过支架用螺钉固定在蜗轮蜗杆减速器14的蜗杆轴一侧的法兰盘上，其输出轴与蜗杆轴中心线共线，其输出轴与蜗杆轴通过联轴器连接。

装配完成后，将装置本体安装在雷达车平台尾部，雷达车平台设有天线装置收藏空间。调整立式轴承座5的高度保证天线固定平台6与雷达车平台位于同一水平面，再将雷达天线装置吊装在天线固定平台上，雷达天线装置的电缆通过天线固定平台6的中心圆孔穿入，并隐藏在天线固定平台6的容置腔中，电缆随天线固定平台6同步翻转。

参阅图8及图9，雷达车有两种状态：工作状态和运输状态。在雷达天线工作前，先确保雷达车车体平稳，雷达天线无遮挡，四周无阻碍，保证雷达车符合架设条件。天线倒伏前检查控制箱9的显示面板，如有报警，根据报警信息检查倒伏设备是否完好，电气是否故障，在确保设备安全的条件下，启动电动倒伏系统。由运输状态转换为工作状态时，按下控制箱9的起升按钮，控制箱根据编码器7反馈的角度信息来控制伺服电机1的转动，当接近工作状态时，电机转速减少，天线装置缓慢翻转直至到达工作状态；由工作状态转换为运输状态时，按下控制箱9的下降按钮，控制箱9根据编码器7反馈的角度信息来控制伺服电机1的转动，当接近运输状态时，电机转速减少，天线装置缓慢翻转直至到达运输状态。控制箱9根据编码器7反馈的角度信息在到达停止位置前提前减速，保证雷达天线装置平稳准确停止到工作位置和撤收位置。在倒伏系统运行过程中，如遇到突发情况，可按下急停按钮，终止系统运行，确保天线装置以及操作人员的安全。

当该设备电气故障时，可启用手动模式。取出备件箱中的节能扳手和加长杆，先将节能扳手和加长杆通过螺纹旋紧，将节能扳手插入减速器伸出的方形轴部15上，人站立于车尾转动节能扳手，使天线装置完成倒伏动作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种机动式雷达天线电动倒伏装置，包括装置本体及控制箱(9)，其特征在于，装置本体包括伺服电机(1)、减速器(2)、驱动长轴(3)、驱动短轴(4)、立式轴承座(5)、天线固定平台(6)、编码器(7)及位置传感器(8)；天线固定平台(6)用于固定雷达天线，驱动长轴(3)和驱动短轴(4)同轴固定连接在天线固定平台(6)的左右两侧，立式轴承座(5)分别用于支撑驱动长轴(3)和驱动短轴(4)转动；驱动长轴(3)的另一端伸出左侧的立式轴承座连接减速器(2)的输出端，减速器(2)的输入端连接伺服电机(1)；驱动短轴(4)的另一端伸出右侧的立式轴承座连接位置传感器(8)，位置传感器(8)用于测量天线固定平台(6)的倒伏角度；编码器(7)安装在减速器(2)的输出端，用于采集天线固定平台(6)的倒伏角度；控制箱(9)中设有PLC控制器(12)，PLC控制器(12)与伺服电机(1)、位置传感器(8)及编码器(7)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，控制箱(9)内还设有变频器，控制箱的箱体上设有显示面板、起升按钮、下降按钮及急停按钮；变频器、显示面板、起升按钮、下降按钮及急停按钮分别与PLC控制器(12)电性连接；变频器用于控制伺服电机(1)运转，显示面板用于显示报警信息。

3.根据权利要求1或2所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，所述减速器(2)包括斜齿伞齿减速器(13)和蜗轮蜗杆减速器(14)，斜齿伞齿减速器(13)的输入端与伺服电机(1)连接，斜齿伞齿减速器(13)的输出端与蜗轮蜗杆减速器(14)的输入端连接，蜗轮蜗杆减速器(14)的输出端与驱动长轴(3)连接。

4.根据权利要求3所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，蜗轮蜗杆减速器(14)的蜗杆轴伸出斜齿伞齿减速器输出端的一端设置为方形轴部(15)，方形轴部(15)用于配套节能扳手及加长杆。

5.根据权利要求3所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，驱动长轴(3)通过双键与斜齿伞齿减速器(13)的输出齿轮连接。

6.根据权利要求3所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，蜗轮蜗杆减速器(14)的蜗杆轴通过联轴器与编码器(7)的输出轴同轴固定连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，天线固定平台(6)的左右两侧面的中心部轴线对称开设有圆形定位孔和方形定位孔，驱动长轴(3)和驱动短轴(4)通过圆形定位孔和方形定位孔与天线固定平台(6)定位连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种机动式雷达天线电动倒伏装置，其特征在于，天线固定平台(6)内设有用于容纳雷达天线电缆的容置腔，天线固定平台(6)的上侧面设有与所述容置腔相通的中心圆孔。

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