一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，具有結構簡單、尺寸緊湊，可以保證絲杠軸線和絲母軸線重合的特點。本裝置包括機架5、絲杠6、絲母8、驅(qū)動單元20和輥輪環(huán)形套10，輥輪環(huán)形套10與絲母8同軸安裝，輥輪環(huán)形套10包括支撐環(huán)1、軸2、輥輪3和緊定螺釘4，其中軸2和輥輪3沿支撐環(huán)1的中心均勻分布；軸2和支撐環(huán)1之間通過緊定螺釘4固定連接；輥輪3安裝在軸2上，輥輪3與絲杠6滾動摩擦，以支撐和定位絲杠6。本裝置具有支撐和定位絲杠6并且保證絲杠6的軸線和絲母8的軸線重合的作用。
【專利說明】
一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及天線設備領域，尤其適合天線設備中起到支撐俯仰動作的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線。
【背景技術】
[0002]大型半轉臺天線都包括天線面、方位機構和俯仰機構，天線面采用折疊的方式。方位機構采用轉臺的形式，使用電機驅(qū)動減速器轉動，減速器的末級齒輪和轉盤軸承的外圈齒輪嚙合，進而實現(xiàn)天線沿方位軸的轉動。俯仰機構需要實現(xiàn)跟蹤功能，為了滿足天線快速展開和跟星的要求，需要時時擺動天線反射面以保證信號強度，現(xiàn)有的半轉臺天線俯仰機構皆是通過絲杠和絲母實現(xiàn)螺旋傳動，將轉動自由度轉化為移動自由度，進而推動天線運動，為了滿足快速跟星的要求，絲杠和絲母相對轉動的速度逐漸提高。由于半轉臺天線的結構尺寸限制，絲杠只有一端通過回轉軸支撐，另一端沒有支撐，如此就會帶來一下幾種問題:
[0003]絲杠形成懸臂支撐的結構。如此絲杠作為驅(qū)動件又作為承重件，天線的重力與絲杠軸線垂直，如此在天線的重力的作用下，絲杠在轉動過程中其自由端會呈現(xiàn)弧形擺動自由端畫圓，絲杠變形嚴重，這種情況叫做壓桿失穩(wěn)，絲杠和絲母的軸線交錯，二者非重合狀態(tài)，一般通過套筒來固定絲杠，防止絲杠變形，而往往適得其反，絲杠反而會磨損各個支撐件，降低精度，長期以來會導致軸線偏離導致傳動效率急劇下降，甚至出現(xiàn)卡死的情況，并且絲杠在轉動中壓桿失穩(wěn)會加劇絲杠彎曲的程度。
[0004]傳統(tǒng)的絲杠絲母傳動中，絲母都有導軌作支撐，通過調(diào)整導軌和絲杠的關系，來保證絲杠和絲母的軸線重合。而半轉臺天線由于外形尺寸的限制，俯仰機構的絲母沒有支撐裝置，絲母既承受軸向力，也承受其他方向的載荷，這就造成絲母和絲杠的軸線不重合。此種工況下，需要有一種靈活小巧的裝置來保證絲杠和絲母的軸線重合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種結構簡單、尺寸緊湊的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其可以定位絲杠并且保證絲杠和絲母的軸線重合。
[0006]為了完成上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0007]提供了一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其包括反射面a、俯仰機構b和基臺c，所述的俯仰機構安裝在基臺上，俯仰機構與天線面的底面相連接;所述的俯仰機構包括，絲杠6、絲母8、蝸輪箱體9和輸出蝸輪19，輸出蝸輪和絲母都位于蝸輪箱體9中，所述的絲母8同軸嵌套在輸出蝸輪19內(nèi)，與絲母相正對的在渦輪箱體9上開有開口，每個開口內(nèi)都嵌套有輥輪套10;所述絲杠6的一端固定在過渡桿5上，過渡桿5通過一橫軸鉸接在基臺c上，僅保留徑向擺動自由度，限制軸向轉動自由度，所述的絲杠穿過絲母和輥輪套以穿過渦輪箱體9;輥輪套10由支撐環(huán)I和多個輥輪3組成，各個輥輪3以支撐環(huán)I的中心為中點均勻分布在支撐環(huán)I內(nèi)，輥輪3的軸線與絲杠I的軸線在空間上相垂直，輥輪3與絲杠I相接，絲杠6外表面與支撐環(huán)I的內(nèi)圈之間留有間隙。
[0008]進一步的，還包括驅(qū)動電機15、蝸桿18和平行齒減速器21，所述的驅(qū)動電機15位于渦輪箱體9上方，驅(qū)動電機15與平行齒減速器21的輸入齒輪16相連，平行齒減速器21的輸出齒輪17與蝸桿18相連，蝸桿18與蝸輪19相嚙合。
[0009]進一步的，在輸出蝸輪19的外圈與蝸輪箱體9的內(nèi)壁之間卡有軸承22。
[0010]進一步的，還包括彈簧7，該彈簧7同軸配裝在絲杠6上，彈簧7位于機架5與蝸輪箱體9之間。
[0011 ]進一步的，所述的輥輪3通過軸2樞接在支撐環(huán)I上。
[0012]進一步的，還包括連接套筒12，連接套筒12內(nèi)卡有輥輪套10，絲杠6穿過輥輪套10，在連接套筒12外連接有用于與天線反射面相連的連接托臺13。
[0013]進一步的，位于蝸輪箱體9與連接套筒12之間還設有支撐套筒11，支撐套筒11的一端與蝸輪箱體9固定連接，支撐套筒11的另一端與連接套筒12固定相連，支撐套筒11的內(nèi)壁與絲杠6的外表面之間留有間隙。
[0014]進一步的，在絲杠6上還同心配裝有保護套14，該保護套14與連接套筒12固定連接。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]在絲杠懸臂支撐的情況下，依舊可以保證絲杠和絲母的軸線重合。
[0017]不再使用絲杠旋轉的方式，通過固定絲杠保證設備工作狀態(tài)中絲杠的穩(wěn)定，絲杠不再旋轉，即便絲杠仍然會承受到軸向壓力，消除了絲杠擺動磨損問題，防止絲杠出現(xiàn)壓桿失穩(wěn)的情況。
[0018]絲杠作為易損件和確保精度的部件，現(xiàn)有技術中對絲杠磨損很大，采用絲母旋轉行走的方式，消除了絲杠出現(xiàn)壓桿失穩(wěn)的可能性，并且絲母自身作為主動件依靠絲杠穿行，始終是絲母旋轉絲杠固定，對絲杠上的螺紋的磨損較小，延長設備壽命。
[0019]采用輥輪環(huán)形套將水平滑動改變?yōu)檩佪喌臐L動，通過輥輪環(huán)形套來支撐定位絲杠，當絲母沿絲杠滑動時輥輪沿著絲杠滾動滑行，保證了絲杠、絲母、輥輪環(huán)形套之間三者皆無磨損，排除了因為磨損掉落鐵肩而導致精度降低的可能性。
[0020]通過改進，本發(fā)明適用于超大型天線的姿態(tài)調(diào)整裝置，消除了現(xiàn)有技術中絲杠和絲母軸線不重合的的影響因素，可以提高絲杠絲母傳動的效率，消除絲杠和其他結構件的滑動磨損，提高絲杠的使用壽命。
[0021]還設置有彈簧，彈簧一用于緩沖，二用于儲存能量，當負載過大時，彈簧可以提供額外的驅(qū)動力；
[0022]使用輥輪環(huán)形套支撐定位絲杠，保證定位精度，輥輪與絲杠之間為線接觸，滾動摩擦阻力小，提高絲杠的使用壽命；
[0023]支撐套筒連接蝸輪箱體和連接套筒，起到支撐的作用;保護套和連接套筒連接，可以保護絲杠，并保證組件運動的連貫性；
[0024]蝸輪蝸桿傳動可以實現(xiàn)自鎖，有效防止了電機斷電后，絲母在載荷作用下沿絲杠軸向移動。
[0025]整體機構的裝配組成合理，各個部件之間可以協(xié)同工作，消除了磨損影響，更新動力傳遞方式及部件的運動方式，絲杠不存在壓桿失穩(wěn)的情況。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明整體結構圖
[0027]圖2是本俯仰機構的半剖正視圖；
[0028]圖3是本發(fā)明中輥輪環(huán)形套的半剖視圖；
[0029]圖4是輥輪環(huán)形套的正視圖；
[0030]圖5是本發(fā)明的俯仰機構的側視圖；
[0031]圖6是方位機構的結構示意圖。
[0032]圖中，反射面a、俯仰機構b、基臺C、方位機構d、支撐環(huán)I，軸2，輥輪3，緊定螺釘4，過渡桿5，絲杠6，彈簧7，絲母8，蝸輪箱體9，輥輪環(huán)形套10，支撐套筒11，連接套筒12，連接托臺13，保護套14，驅(qū)動電機15，輸入齒輪16，輸出齒輪17，蝸桿18，蝸輪19，平行齒減速器，平行齒減速器21、軸承22。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0034]本發(fā)明由反射面，支撐環(huán)I，軸2，輥輪3，緊定螺釘4，過渡桿5，絲杠6，彈簧7，絲母8，蝸輪箱體9，輥輪環(huán)形套1，支撐套筒11，連接套筒12，連接托臺13，保護套14，驅(qū)動電機15，輸入齒輪16，輸出齒輪17，蝸桿18，蝸輪19，平行齒減速器20，軸承21組成。
[0035]實施例一，如圖1和圖2所示，包括用于收發(fā)信號的主反射面，在主反射面的下表面連接有方位機構和俯仰機構，方位機構、俯仰機構和基臺都位于主反射面下方，方位機構和俯仰機構都設置在基臺上，方位機構和俯仰機構都連接到基臺的底面。
[0036]如圖1、圖2所示，所述的俯仰機構還包括過渡桿5，絲杠6的一端與過渡桿5通過銷釘連接固定，在絲杠6上依次設有彈簧、絲母、支撐套筒11，連接套筒12、保護套14，且彈簧、絲母、支撐套筒11、連接套筒12、保護套14與絲杠6同軸，各個部件的接口處使用彈性擋圈做軸向定位，絲母與蝸輪同軸嵌套在一起，蝸輪通過多個軸承卡在蝸輪箱體內(nèi)，在蝸輪箱體上開有用于允許絲杠穿過的開口，開口處安裝有輥輪套，蝸輪箱體與支撐套筒固定連接，絲母與絲杠相配裝，絲杠穿過蝸輪箱體。
[0037]如圖2所示，彈簧位于絲母與基臺之間，支撐套筒11一端與蝸輪箱體固定連接，連接套筒12—端與支撐套筒11固定連接，保護套14與連接套筒12固定連接，位于連接套筒12與絲杠之間卡有輥輪環(huán)形套，絲杠的外表面與支撐套筒11、連接套筒12、保護套14的內(nèi)壁之間留有間隙。
[0038]如圖5所示，在蝸輪箱體9上方設有驅(qū)動電機15，驅(qū)動電機15與平行齒減速器20的輸入齒輪16鍵相連接，平行齒減速器20的輸出齒輪17與蝸桿18通過鍵相連接，蝸桿18與蝸輪19相嚙合。
[0039]如圖3、圖4所示，所述的輥輪環(huán)形套由支撐環(huán)I和四個輥輪3組成，支撐環(huán)I上加工四個均勻分布的凹槽，每個凹槽內(nèi)都安裝有一轉軸，在每個轉軸上都配裝有一輥輪，各個輥輪3以支撐環(huán)I的中心為中點均勻分布在支撐環(huán)I內(nèi)，輥輪3通過軸2與支撐環(huán)相樞接，輥輪3的軸線與絲杠I的軸線在空間上相垂直，輥輪3與絲杠I相接，絲杠6外表面與支撐環(huán)I的內(nèi)圈之間留有間隙。
[0040]如圖1所示，在連接套筒12外鉸接有連接托臺13，相互之間有轉動自由度。
[0041]如圖6所示，簡述一下，所述的方位機構怎么組成方位機構包括底座、方位框架、驅(qū)動裝置、轉盤軸承和同步裝置。其中底座和轉盤軸承的內(nèi)圈連接;轉盤軸承的外圈和方位框架連接;驅(qū)動裝置安裝到方位框架上，驅(qū)動裝置包括電機、減速器和末級齒輪，電機和減速器連接，減速器和末級齒輪連接，末級齒輪和轉盤軸承外圈的齒輪嚙合傳動；同步裝置安裝在方位框架上，同步裝置包括碼盤、傳動軸和雙片齒輪，碼盤和傳動軸的一端連接，傳動軸的另一端和雙片齒輪連接，雙片齒輪和轉盤軸承外圈的齒輪嚙合傳動。
[0042]根據(jù)附圖對本裝置的運行機理進行說明:
[0043]當反射面需要改變俯仰角時，根據(jù)需求正轉或反轉驅(qū)動電機，驅(qū)動電機通過減速箱帶動蝸桿轉動，蝸桿帶動蝸輪旋轉，蝸輪和絲母固定連接，絲母沿著絲杠運動，近而帶動蝸輪及蝸輪箱體、支撐套筒U、連接套筒12、保護套14沿著絲杠滑移，在滑移過程中因為蝸輪箱體及連接套筒內(nèi)設有輥輪環(huán)形套，輥輪會沿著絲杠滾動摩擦力極小，絲杠始終與輥輪環(huán)形套、支撐套筒11、連接套筒12和保護套14保持同心，當滑移到相應部位后點擊停動，蝸輪與蝸桿之間發(fā)生自鎖，反射面保持調(diào)整后的姿態(tài)，當需要實現(xiàn)追星功能時，反射面需要始終處于姿態(tài)調(diào)整過程中，此時本裝置相對于現(xiàn)有技術而言可以實現(xiàn)極好的調(diào)整效果，并且一旦停動蝸輪蝸桿發(fā)生自鎖，保持位置姿態(tài)降低絲母與絲杠之間壓力，保護絲杠絲母。
【主權項】
1.一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:包括反射面(a)、俯仰機構(b)和基臺(C)，所述的俯仰機構安裝在基臺(C)上，俯仰機構與天線面的底面相連接;所述的俯仰機構包括，絲杠(6)、絲母(8)、蝸輪箱體(9)和輸出蝸輪(19)，輸出蝸輪和絲母都位于蝸輪箱體(9)中，所述的絲母(8)同軸嵌套在輸出蝸輪(19)內(nèi)，與絲母相正對的在渦輪箱體9上開有開口，每個開口內(nèi)都嵌套有輥輪套(10);所述絲杠(6)的一端固定在過渡桿(5)上，過渡桿(5)鉸接在基臺(c)上，所述的絲杠穿過絲母和輥輪套以穿過渦輪箱體(9);輥輪套(10)由支撐環(huán)(I)和多個輥輪(3)組成，各個輥輪(3)以支撐環(huán)(I)的中心為中點均勻分布在支撐環(huán)(I)內(nèi)，輥輪(3)的軸線與絲杠I的軸線在空間上相垂直，輥輪(3)與絲杠I相接，絲杠(6)外表面與支撐環(huán)(I)的內(nèi)圈之間留有間隙。2.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:還包括驅(qū)動電機(15)、蝸桿(18)和平行齒減速器(21)，所述的驅(qū)動電機(15)位于渦輪箱體9上方，驅(qū)動電機(15)與平行齒減速器(21)的輸入齒輪(16)相連，平行齒減速器(21)的輸出齒輪(17)與蝸桿(18)相連，蝸桿(18)與蝸輪(19)相嚙合。3.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:在輸出蝸輪(19)的外圈與蝸輪箱體(9)的內(nèi)壁之間卡有軸承(22)。4.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:還包括彈簧(7)，該彈簧(7)同軸配裝在絲杠(6)上，彈簧(7)位于機架(5)與蝸輪箱體(9)之間。5.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:所述的輥輪(3)通過軸(2)樞接在支撐環(huán)(I)上。6.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:還包括連接套筒(12)，連接套筒(12)內(nèi)卡有輥輪套(1)，絲杠(6)穿過輥輪套(10)，在連接套筒(12)外連接有用于與天線反射面相連的連接托臺(13)。7.根據(jù)權利要求6所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:位于蝸輪箱體(9)與連接套筒(12)之間還設有支撐套筒(11)，支撐套筒(11)的一端與蝸輪箱體(9)固定連接，支撐套筒(11)的另一端與連接套筒(12)固定相連，支撐套筒(11)的內(nèi)壁與絲杠(6)的外表面之間留有間隙。8.根據(jù)權利要求1所述的一種帶有高精度姿態(tài)調(diào)整裝置的大型半轉臺天線，其特征在于:在絲杠(6)上還同心配裝有保護套(14)，該保護套(14)與連接套筒(12)固定連接。
【文檔編號】H01Q3/08GK106025552SQ201610523210
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發(fā)明人】谷立永
【申請人】中國電子科技集團公司第五十四研究所