CN109066052A - 一种双轴自锁型静中通卫星天线座架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，涉及天线技术领域。其包括基座、方位驱动结构和俯仰驱动结构；方位驱动结构包括方位转盘和方位驱动电机，方位转盘与基座之间具有蜗轮‑蜗杆结构；俯仰驱动结构包括俯仰支臂以及旋转腔体，旋转腔体上设有俯仰支耳，旋转腔体内设有同轴的俯仰驱动电机和行星减速器，行星减速器的输出轴与该侧的俯仰支臂固定连接，行星减速器的外层齿圈以及俯仰驱动电机的壳体均与旋转腔体固定连接，俯仰驱动电机的输出轴与行星减速器的输入轴连接，旋转腔体与俯仰驱动电机侧的俯仰支臂轴承连接。该卫星天线座架结构简洁，性能稳定，方位轴和俯仰轴均具有自锁功能，可以保持天线的指向精度。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别是指一种双轴自锁型静中通卫星天线座架。
背景技术
静中通卫星天线是一种应用于静态平台上的卫星通信天线，其主要特点是天线波束指向卫星后，天线需要保持稳定跟踪。在重力载荷、外界风力载荷等因素的作用下，天线的指向角度需要保持稳定不动，以此确保通信链路畅通。
对于静中通卫星天线座架，其转轴需要具有良好的自锁性能，以此确保反射面在外界载荷的作用下，具有可靠的指向精度。已有的静中通卫星天线座架，其传动链采用抱闸型电机等方式，以此获得自锁性能。这种方式存在多种不足之处：
1.采用抱闸型电机的天线座架，其驱动电机复杂。电机尾部布置了电动抱闸装置，在电机需要转动时，伺服模块需要控制解锁电机。结构和伺服系统复杂，可靠性降低。
2.由于电机带有抱闸装置，手动无法转动天线，因此无法实现天线的手动转动、手动撤收天线等功能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其结构简单，具有自锁功能，且能够手动转动天线。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，包括基座、方位驱动结构和俯仰驱动结构；所述方位驱动结构包括方位转盘和方位驱动电机，所述方位转盘与基座之间具有蜗轮-蜗杆结构；所述俯仰驱动结构包括设于方位转盘上的俯仰支臂以及设于俯仰支臂上的旋转腔体，所述旋转腔体上设有俯仰支耳，所述旋转腔体内设有同轴的俯仰驱动电机和行星减速器，所述行星减速器的输出轴与该侧的俯仰支臂固定连接，所述行星减速器的外层齿圈以及所述俯仰驱动电机的壳体均与所述旋转腔体固定连接，所述俯仰驱动电机的输出轴与所述行星减速器的输入轴连接，所述旋转腔体与俯仰驱动电机侧的俯仰支臂轴承连接。
可选的，所述蜗轮-蜗杆结构包括设于方位转盘上的蜗轮以及设于基座上的蜗杆，方位转盘与基座通过轴向竖直的轴承连接，蜗杆与基座通过轴向水平的轴承连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆的一端与方位驱动电机传动连接，另一端作为方位手动调节轴。
可选的，所述行星减速器包括多级首尾相连的NGWN型行星减速器，各级NGWN型行星减速器的外层齿圈均与所述旋转腔体固定连接。
可选的，还包括俯仰手动调节轴，所述行星减速器的输出轴为中空结构，所述俯仰手动调节轴伸入所述中空结构，并与行星减速器的输入轴连接。
可选的，所述俯仰驱动电机一侧的俯仰支臂上设有俯仰限位开关，所述俯仰驱动电机一侧旋转腔体的端面上设有俯仰上限触块和俯仰下限触块。
可选的，所述基座上设有用于遮蔽蜗杆的仓罩，所述仓罩上设有透明的观察窗。
本发明相对于现有技术的有益效果为：
1、本发明方位轴的传动链采用了蜗轮蜗杆啮合方式，这种传动链具有自锁功能，且可以通过手动轴使其转动，因而具有简易实用的特点。同时，该结构既可保证座架的整体刚度，又可降低收藏尺寸，有利于天线的工作和收藏。
2、本发明俯仰轴的传动链采用了行星轮减速方案，其输入轴和输出轴的末端在一条轴线上，整体转动灵活，空间布置合理，同时也具有自锁功能。此外，俯仰驱动没有采用蜗轮蜗杆传动，避免了蜗轮蜗杆转动轴的正交布置、包络空间大的不足。
3、本发明中行星减速器的使用方式不同于减速器的通常使用方式，通常使用时，一般是将驱动电机和减速器的壳体固定，电机轴驱动减速器的输入端转动，减速器的输出端带动被驱动的旋转体转动。而本发明则是将减速器的输出轴固定，而减速器的壳体和电机的壳体则与俯仰结构一同转动。这种设计的好处在于，可以将电机和减速器均集成在俯仰结构的内部，大大简化了结构的复杂度，减少空间占用。
总之，本发明天线座架结构简洁，性能稳定，其方位轴和俯仰轴均具有自锁功能，可以保持天线的指向精度。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为图1中方位驱动结构的剖视图；
图3为图1中方位驱动结构的外形图；
图4为图1中俯仰驱动结构的剖视图；
图5为图1中俯仰驱动结构的外形图；
图6为NGWN型行星减速器的原理示意图。
附图标记说明：基座1、方位驱动2、方位手动轴3、方位转盘4、方位码盘5、方位限位6、俯仰支臂7、俯仰腔体8、俯仰驱动9、俯仰码盘10、俯仰限位11、俯仰支耳12、方位驱动电机13、方位轴承14、蜗杆15、蜗轮16、转盘轴承17、观察窗18、顺限开关21、逆限开关22、方位度盘23、方位指针24、俯仰驱动电机26、俯仰减速器27、俯仰手动轴28、涨套29、俯仰轴承30、俯仰上限触块31、俯仰下限触块32、俯仰限位开关33。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地详细说明。
一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，包括基座、方位驱动结构和俯仰驱动结构；所述方位驱动结构包括方位转盘和方位驱动电机，所述方位转盘与基座之间具有蜗轮-蜗杆结构；所述俯仰驱动结构包括设于方位转盘上的俯仰支臂以及设于俯仰支臂上的旋转腔体，所述旋转腔体上设有俯仰支耳，俯仰支耳用于固定天线主反射面，所述旋转腔体内设有同轴的俯仰驱动电机和行星减速器，所述行星减速器的输出轴与该侧的俯仰支臂固定连接，所述行星减速器的外层齿圈以及所述俯仰驱动电机的壳体均与所述旋转腔体固定连接，所述俯仰驱动电机的输出轴与所述行星减速器的输入轴连接，所述旋转腔体与俯仰驱动电机侧的俯仰支臂轴承连接。
可选的，所述蜗轮-蜗杆结构包括设于方位转盘上的蜗轮以及设于基座上的蜗杆，方位转盘与基座通过轴向竖直的轴承连接，蜗杆与基座通过轴向水平的轴承连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆的一端与方位驱动电机传动连接，另一端作为方位手动调节轴。
这种方位驱动方式结构简单，节省空间，具有自锁功能，且可以手动调节。
可选的，所述行星减速器包括多级首尾相连的NGWN型行星减速器，各级NGWN型行星减速器的外层齿圈均与所述旋转腔体固定连接。
可选的，还包括俯仰手动调节轴，所述行星减速器的输出轴为中空结构，所述俯仰手动调节轴伸入所述中空结构，并与行星减速器的输入轴连接。NGWN型行星减速器的原理如图6所示，图中斜线填充的部分即为俯仰手动调节轴。
如果行星减速器为多级NGWN型行星减速器结构，则俯仰手动调节轴可以与末级输出轴外的任何一个输入轴或输出轴连接。
本例将减速器的输出轴固定，而减速器的外层齿圈和电机的壳体则与俯仰结构一同转动。这种设计的好处在于，可以将电机和减速器均集成在俯仰结构的内部，大大简化了结构的复杂度，减少空间占用。
可选的，所述俯仰驱动电机一侧的俯仰支臂上设有俯仰限位开关，所述俯仰驱动电机一侧旋转腔体的端面上设有俯仰上限触块和俯仰下限触块。
可选的，所述基座上设有用于遮蔽蜗杆的仓罩，所述仓罩上设有透明的观察窗。
具体来说，如图1所示，一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其包括方位和俯仰两个正交的转动轴。其中：
方位部分包括基座1、方位驱动2和方位转盘4，在方位驱动的末端设有方位手动轴3，应用于天线方位轴的手动转动。在方位转盘的中部设有方位码盘5，实时检测和反馈方位轴的转动角度；同时，在方位转盘的中部设有方位限位6，用于方位驱动的限位和保护。
方位转盘的两侧设有两个俯仰支臂7，承载着俯仰腔体8。在俯仰腔体内部，设有俯仰驱动9，负责天线的俯仰运动。在俯仰支臂的端面设有俯仰码盘10，检测和反馈俯仰轴的角度；同时，设有俯仰限位11，负责俯仰驱动的限位和保护。在俯仰腔体的两侧设有俯仰支耳12，用于连接承载天线反射面。
进一步的，如图2所示，方位驱动电机13由方位轴承14定位和承载，并连接到蜗杆15，蜗杆在方位机构的腔体内与蜗轮16相啮合，实现方位轴的驱动。蜗轮通过转盘轴承17带动方位转盘运动，进而承载俯仰部分运动。在方位机构的腔体侧面设有观察窗18，用于其内部的检查维修。
进一步的，如图3所示，方位限位装置包括顺限开关21和逆限开关22。方位轴转动时，到达顺、逆的两个极限位置时，触发限位开关，从而停止继续转动。在方位转盘端面设有方位度盘23和方位指针24，可以方便地读取角度读数。
进一步的，如图4所示，俯仰减速器27的输出轴通过涨套29与俯仰左支臂相连，从而与左支臂连为一体，俯仰减速器27另一侧则通过俯仰轴承30与右支臂相连。由此，当俯仰驱动电机26带动俯仰减速器27转动时，俯仰减速器27的外层齿圈将随之旋转，从而带动俯仰机构转动。俯仰减速器为NGWN型行星减速器结构，具有自锁功能。在俯仰减速器的末端设有俯仰手动轴28，用于手动调节。
进一步的，如图5所示，在俯仰支耳的端面设有俯仰下限触块31和俯仰上限触块32，在俯仰支臂的端面设有俯仰限位开关33。当俯仰机构转动时，触块与限位开关相互感应，从而实现对俯仰驱动的限位保护功能。
总之，本发明结构新颖，设计独特，可以极大地减少俯仰驱动和方位驱动结构所占的空间，兼具自锁和手动调节的功能，使用方便，是对现有技术的一种重要改进。
需要指出的是，以上具体实施方式只是本专利实现方案的具体个例，没有也不可能覆盖本专利的所有实现方式，因此不能视作对本专利保护范围的限定。凡是与以上案例属于相同构思的实现方案，或是上述若干方案的组合方案，均在本专利的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，包括基座、方位驱动结构和俯仰驱动结构；其特征在于：所述方位驱动结构包括方位转盘和方位驱动电机，所述方位转盘与基座之间具有蜗轮-蜗杆结构；所述俯仰驱动结构包括设于方位转盘上的俯仰支臂以及设于俯仰支臂上的旋转腔体，所述旋转腔体上设有俯仰支耳，所述旋转腔体内设有同轴的俯仰驱动电机和行星减速器，所述行星减速器的输出轴与该侧的俯仰支臂固定连接，所述行星减速器的外层齿圈以及所述俯仰驱动电机的壳体均与所述旋转腔体固定连接，所述俯仰驱动电机的输出轴与所述行星减速器的输入轴连接，所述旋转腔体与俯仰驱动电机侧的俯仰支臂轴承连接。
2.根据权利要求1所述的一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其特征在于：所述蜗轮-蜗杆结构包括设于方位转盘上的蜗轮以及设于基座上的蜗杆，方位转盘与基座通过轴向竖直的轴承连接，蜗杆与基座通过轴向水平的轴承连接，蜗杆与蜗轮啮合，蜗杆的一端与方位驱动电机传动连接，另一端作为方位手动调节轴。
3.根据权利要求1所述的一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其特征在于：所述行星减速器包括多级首尾相连的NGWN型行星减速器，各级NGWN型行星减速器的外层齿圈均与所述旋转腔体固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其特征在于：还包括俯仰手动调节轴，所述行星减速器的输出轴为中空结构，所述俯仰手动调节轴伸入所述中空结构，并与行星减速器的输入轴连接。
5.根据权利要求1所述的一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其特征在于：所述俯仰驱动电机一侧的俯仰支臂上设有俯仰限位开关，所述俯仰驱动电机一侧旋转腔体的端面上设有俯仰上限触块和俯仰下限触块。
6.根据权利要求1所述的一种双轴自锁型静中通卫星天线座架，其特征在于：所述基座上设有用于遮蔽蜗杆的仓罩，所述仓罩上设有透明的观察窗。
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