一种单电机驱动两轴运动的天线扫描架变速箱的制作方法

本实用新型属于天线扫描架技术领域，具体涉及一种单电机驱动两轴运动的天线扫描架变速箱，该变速箱目前作为微暗室中天线扫描架的驱动装置，该天线扫描架可以进行辐射源的自动定位测试，需要自动升降和自动俯仰的两轴运动功能。

背景技术：

天线扫描架作为微波暗室常用的试验设备，主要用来支撑和改变辐射源的位置以便于对准测试物体，在天线的近场测试工作中扮演着重要的角色。目前国内微波暗室使用的天线扫描架大部分为手动机构，需要手动操作天线架的调整机构实现辐射源的位置调整，整个过程费时费力。

随着技术的发展，自动天线扫描架也出现了很多形式，但是全部是采用单电机驱动单轴的，目前有单轴、两轴、三轴运动的自动天线扫描架，需要多个驱动控制单元，成本较高，可靠性差。目前大部分两轴天线扫描架均采用两套驱动机构进行各种，大部分采用齿轮齿条传动的方式，成本较高。

为此，本文设计了一种单电机驱动两轴的天线扫描架变速箱，可以满足天线扫描架自动升降运动和自动俯仰运动。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种单电机驱动两轴运动的天线扫描架变速箱，可以满足天线扫描架自动升降运动和自动俯仰运动；解决了采用单电机驱动两轴的难题，通过控制单元可以实现高精度的高度定位和角度，可靠性高，成本低等特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种单电机驱动两轴运动的天线扫描架变速箱，包括伺服电机及与之连接的减速器，所述减速器安装于传动箱壳体上，所述传动箱壳体为整个机构的支撑部件；所述减速器远离伺服电机的另一端依次连接第一驱动轴及第二驱动轴，并带动第一驱动轴及第二驱动轴同时转动；所述第一驱动轴上安装有俯仰同步带轮、第一齿轮及电磁离合器，所述第一齿轮啮合第二齿轮，所述第二齿轮安装于俯仰数据转换轴上，所述俯仰数据转换轴一端通过弹性连轴器连接俯仰光电码盘；所述第二驱动轴上安装有升降同步带轮、第三齿轮及失电制动器，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮安装于升降数据转换轴上，所述升降数据转换轴一端通过弹性连轴器与升降光电码盘连接；所述升降数据转换轴设于第二驱动轴上方，所述俯仰数据转换轴设于第一驱动轴上方。

进一步的，所述俯仰同步带轮与升降同步带轮同时同方向进行旋转，且其上均安装有同步齿形带，且俯仰同步带轮的同步齿形带上安装有上下滑动齿条，所述上下滑动齿条带动第一齿轮进行转动。

进一步的，所述俯仰同步带轮与升降同步带轮均通过普通平键分别安装在第一驱动轴及第二驱动轴上。

进一步的，所述升降光电码盘为多圈绝对值编码器，主要用于实时测量升降的高度信息；所述俯仰光电码盘为单圈绝对值编码器，主要用于实时测量俯仰运动的角度信息。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型采用电磁离合器和失电制动器切换，进而可以通过单电机驱动升降运动和俯仰运动，成本比双电机驱动成本低。

本实用新型可以满足天线扫描架自动升降运动和自动俯仰运动；解决了采用单电机驱动两轴的难题，通过控制单元可以实现高精度的高度定位和角度。

本实用新型采用高速、高精度无刷电机控制技术，大幅度提升了系统的精度；

本实用新型在实际中已应用于某型号天线扫描架，其性能优良，可靠性高，已创造出较高的价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图中，1-伺服电机，2-减速器，3-俯仰同步带轮，4-第一齿轮，5-第二齿轮，6-俯仰光电码盘，7-电磁离合器，8-升降同步带轮，9-失电制动器，10-升降光电码盘，11-第一驱动轴，12-第二驱动轴，13-俯仰数据转换轴，14-升降数据转换轴，15-传动箱壳体，16-第三齿轮，17-第四齿轮。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。

如图1所示的一种单电机驱动两轴运动的天线扫描架变速箱，包括伺服电机1及与之连接的减速器2，所述减速器2安装于传动箱壳体15上，所述传动箱壳体15为整个机构的支撑部件；所述减速器2远离伺服电机1的另一端依次连接第一驱动轴11及第二驱动轴12，并带动第一驱动轴11及第二驱动轴12同时转动；所述第一驱动轴11上安装有俯仰同步带轮3、第一齿轮4及电磁离合器7，所述第一齿轮4啮合第二齿轮5，所述第二齿轮5安装于俯仰数据转换轴13上，所述俯仰数据转换轴13一端通过弹性连轴器连接俯仰光电码盘6；所述第二驱动轴12上安装有升降同步带轮8、第三齿轮16及失电制动器9，所述第三齿轮16与第四齿轮17啮合，所述第四齿轮17安装于升降数据转换轴14上，所述升降数据转换轴14一端通过弹性连轴器与升降光电码盘10连接；所述升降数据转换轴14设于第二驱动轴12上方，所述俯仰数据转换轴13设于第一驱动轴11上方。

所述电磁离合器7靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。线圈通电时产生磁力，在电磁力的作用下，使衔铁的弹簧片产生变形，动盘与"衔铁"吸合在一起，离合器处于接合状态；线圈断电时，磁力消失，"衔铁"在弹簧片弹力的作用下弹回，离合器处于分离状态。所述电磁离合器7具有以下优点：

1)高速响应：因为是干式类所以扭力的传达很快，可以达到便捷的动作。

2)耐久性强：散热情况良好，而且使用了高级的材料，即使是高频率，高能量的使用，也十分耐用。

3)组装维护容易：属于滚珠轴承内藏的磁场线圈静止形，所以不需要将中蕊取出也不必利用碳刷，使用简单。

4)结实耐久：使用板状弹片，虽有强烈震动亦不会产生松动，耐久性佳。

所述失电制动器9为电磁脱离(释放)，断电时弹簧施压的摩擦片式制动器，具有结构简单、适应性广、噪音低、制动可靠等优点。制动器由磁轭、励磁线圈、弹簧、制动盘、衔铁、花键套、安装镙钉等组成，本申请制动器安装在第二驱动轴12的后端；传动轴与花键套与制动盘联结。其结构特点为：

1)结构紧凑：失电制动器轴向尺寸虽小，但制动扭矩足够大。

2)响应迅速：失电制动器是采用弹簧装置形成制动扭矩，弹簧复位时间即为制动响应时间。

3)寿命长久：失电制动采用新型摩擦材料，决定高寿命的性能。

本实用新型的工作原理为：

升降运动：

首先将电磁离合器7通电吸合、失电制动器9断电脱开后，接着伺服电机1驱动减速器2，俯仰同步带轮3和升降同步带轮8分别通过普通平键安装在第一驱动轴11和驱动轴12上，减速器带动第一驱动轴11和第二驱动轴12同时转动，俯仰同步带轮3和升降同步带轮8同时同方向进行旋转，两个带轮上分别安装有同步齿形带，升降同步齿形带带动升降俯仰滑套进行上下运动，升降同步齿形带与升降俯仰滑套采用压板夹紧螺钉连接，俯仰同步齿形带与升降俯仰滑套上的上下滑动齿条采用压板夹紧螺钉联接。升降光电码盘10为多圈绝对值编码器，主要用于实时测量升降的高度信息；俯仰光电码盘6为单圈绝对值编码器，主要用于实时测量俯仰运动的角度信息，在升降运动时俯仰光电码盘6应始终保持执行升降运动前的角度信息。

俯仰运动：

首先将失电制动器9断电吸合、电磁离合器7断电脱开，接着伺服电机1驱动减速器2，减速器2带动第一驱动轴11转动，进而带动俯仰同步带轮3进行旋转，俯仰同步带轮3带动俯仰同步齿形带实现俯仰运动，俯仰同步齿形带上安装有上下滑动齿条，上下滑动齿条带动第一齿轮4进行转动，进而实现天线的俯仰运动，此时俯仰光电码盘6测量天线俯仰运动的角度信息。

本实用新型采用电磁离合器和失电制动器切换，进而可以通过单电机驱动升降运动和俯仰运动，成本比双电机驱动成本低。

本实用新型采用高速、高精度无刷电机控制技术，大幅度提升了系统的精度；

本实用新型已应用于某型号天线扫描架，性能优良，可靠性高，已创造价值约100万人民币。

本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。