小型平板天线伺服转台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型平板天线伺服转台，包括由偏航转动机构驱动可自由在底座上转动的转盘，转盘上平行设置第一、第二和第三天线阵面，第二天线阵面的一端通过平行四边形机构与第一天线阵面连接，另一端通过平行四边形机构与第三天线阵面连接，第二天线阵面由俯仰转动机构驱动实现上下俯仰转动，第一和第三天线阵面由直线运动机构驱动实现远离或靠近第二天线阵面的直线运动。该转台安装在飞行器上，能随飞行器位置不同的变化相应的调整平板天线的位置，使得天线阵面始终实时正对卫星，保证与卫星实时通信。
【专利说明】小型平板天线伺服转台
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种转台，特别是涉及一种用于实现平板天线卫星跟踪的小型平板天线伺服转台。
【背景技术】
[0002]目前，在国内航空卫星通信领域，平板天线的发展滞后，尚未有成熟的产品。虽然国内有些单位进行了一些相关研究，但是并没有较好的实现极化自适应调整，不能自动旋转天线面来调整极化。因此需要开发一种能根据平板天线所在地域位置，自动跟踪卫星并保证能与卫星实时通信的伺服装置。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的就是提供一种小型平板天线伺服转台，解决了现有技术不能自动跟踪卫星，并自动调整平板天线阵面的技术问题。
[0004]本实用新型的目的通过下述技术方案来实现:
[0005]一种小型平板天线伺服转台，包括底座、转盘、控制箱、第一天线阵面、第二天线阵面、第三天线阵面、俯仰转动机构、直线运动机构和偏航转动机构；所述底座上固设控制箱和环形齿圈，环形齿圈内设置转盘，转盘中心与底座转轴连接，第一、第二和第三天线阵面相互平行设置且各自独立活动安装在一支座顶部可上下俯仰转动，第一和第三天线阵面的支座底部滑动安装在转盘上，第二天线阵面的支座固定在转盘上，且第二天线阵面的一端通过平行四边形机构与第一天线阵面连接，另一端通过平行四边形机构与第三天线阵面连接；俯仰转动机构设置在第二天线阵面一端，用于驱动第一、第二和第三天线阵面做上下俯仰转动；直线运动机构设置在转盘上，用于驱动第一和第三天线阵面在转盘上直线滑动；偏航转动机构安装在转盘上，驱动转盘沿环形齿圈内圈做平面转动。
[0006]进一步，所述俯仰转动机构包括固定在转盘上的俯仰电机，俯仰电机通过减速器驱动齿轮，齿轮与固设在第二天线阵面上的扇形齿盘啮合。
[0007]进一步，所述直线运动机构包括直流电机，直流电机通过减速器与第一齿轮箱连接，第一齿轮箱驱动第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠上设置螺母与第三天线阵面的支座固连，第一滚珠丝杠的端部通过第二齿轮箱与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠上设置螺母与第一天线阵面的支座固连。
[0008]进一步，所述偏航转动机构包括固定在转盘上的偏航电机，偏航电机通过减速器驱动小齿轮，小齿轮与环形齿圈啮合。
[0009]进一步,在转盘上安装两个旋变齿轮组,其中一个旋变齿轮组的末端齿轮与偏航转动机构的小齿轮啮合；在第二天线阵面的两端均固设扇形齿盘，其中一个与俯仰转动机构的齿轮啮合，另一个与旋变齿轮组的末端齿轮啮合；在第二齿轮箱上安装旋转变压器。
[0010]俯仰转动机构、直线运动机构和偏航转动机构在控制箱的控制下，可实现同时联动，也可以单独运动。控制箱中的控制单元通过接收上位机传来的位置信息，使伺服转台在方位和俯仰方向发生改变，上位机发送的指令存在时间间隔，在两次指令之间飞行器姿态会发生较大的变化，如不进行修正就会存在由飞行器姿态变化带来的误差。因此，在方位转动盘上安装陀螺仪，当平台的姿态发生变化时，陀螺仪敏感伺服转台在俯仰和航向方向的速率变化，并通过控制单元采集两个陀螺仪的速率值，结合各轴的转动速度，计算出飞行器在方位和俯仰方向的速率变化量，从而修正各轴转动的速度及方向，以保证伺服转台的精确位置控制。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:该转台安装在飞行器上，能随飞行器位置不同的变化相应的调整平板天线的位置，使得天线阵面始终实时正对卫星，保证与卫星实时通信。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的立体结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的仰视图；
[0014]图3是本实用新型的俯视图；
[0015]图4是本实用新型中直线运动机构的结构示意图；
[0016]图5是本实用新型中平行四边形机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。
[0018]如图1至图5所示，一种小型平板天线伺服转台，包括底座1、转盘7、控制箱28、第一天线阵面16、第二天线阵面13、第三天线阵面15、俯仰转动机构、直线运动机构和偏航转动机构；所述底座I上固设控制箱28和环形齿圈6，环形齿圈6内设置转盘7，转盘7中心与底座I转轴连接，第一、第二和第三天线16、13、15阵面相互平行设置且各自独立活动安装在一支座顶部可上下俯仰转动，第一和第三天线阵面16、15的支座底部通过直线轨道16滑动安装在转盘7上，第二天线阵面13的支座固定在转盘7上，且第二天线阵面13的一端通过平行四边形机构14与第一天线阵面16连接，另一端通过平行四边形机构14与第三天线阵面15连接；俯仰转动机构设置在第二天线阵面13 —端，用于驱动第一、第二和第三天线阵面16、13、15做上下俯仰转动；直线运动机构设置在转盘7上，用于驱动第一和第三天线阵面16、15在转盘7上直线滑动；偏航转动机构安装在转盘7上，驱动转盘7沿环形齿圈6内圈做平面转动。
[0019]所述俯仰转动机构包括固定在转盘I上的俯仰电机9，俯仰电机9通过减速器驱动齿轮11，齿轮11与固设在第二天线阵面13上的扇形齿盘12啮合。
[0020]参见图4，所述直线运动机构包括直流电机18，直流电机18通过减速器与第一齿轮箱20连接，第一齿轮箱20驱动第一滚珠丝杠21，第一滚珠丝杠21上设置螺母22与第三天线阵面16的支座固连，第一滚珠丝杠21的端部通过第二齿轮箱23与第二滚珠丝杠24连接，第二滚珠丝杠24上设置螺母22与第一天线阵面16的支座固连。
[0021]所述偏航转动机构包括固定在转盘7上的偏航电机2，偏航电机2通过减速器驱动小齿轮4，小齿轮4与环形齿圈6啮合。
[0022]在转盘7上安装两个旋变齿轮组8，其中一个旋变齿轮组8的末端齿轮与偏航转动机构的小齿轮4啮合；在第二天线阵面13的两端均固设扇形齿盘12，其中一个与俯仰转动机构的齿轮11啮合，另一个与旋变齿轮组8的末端齿轮啮合；在第二齿轮箱23上安装旋转变压器。
[0023]在使用时，该转台安装在飞行器上，在飞行器飞行过程中，三个天线阵面始终实时正对卫星。在俯仰过程中，三个天线阵面朝同一方向，并且阵面在法线方向上互相不遮挡。通过控制箱28中的控制单元，接受上位机发送的目标位置，解码成驱动器能够识别的ASCII，然后通过串口发送给各个驱动器驱动电机运动。同时，通过旋转变压器实时测量天线的角度，并将测量值同步发送给控制单元，实现了天线伺服转台的位置闭环控制。
[0024]其工作过程如下:
[0025]1.偏航旋转运动:偏航电机2工作驱动小齿轮4转动，进而带动转盘7在环形齿圈6内转动，同时通过旋变齿轮组8实现偏航转动的位置反馈。
[0026]2.俯仰转动:俯仰电机9工作驱动齿轮11转动，进而带动第二天线阵面13做上下俯仰转动，并且同时通过其两端的平行四边形机构14带动第一和第三天线阵面16、15转动，从而实现三个天线阵面的0-60°的俯仰角度转动。同时通过旋变齿轮组8实现俯仰角转动的位置反馈。
[0027]3.直线运动:直流电机18工作，通过减速器将转动传递给第一齿轮箱20，进而带动第一滚珠丝杠21转动，由于第二滚珠丝杠24与第一滚珠丝杠21之间由第二齿轮箱23连接，因此第一和第二滚珠丝杠21、24的转动方向相反。第一和第二滚珠丝杠21、24上的螺母22带动第三和第一天线阵面15、16沿直线轨道16做远离或靠近第二天线阵面13的运动。同时通过旋转变压器实现直线运动的位置反馈，从而保证平板天线在运动过程中的精确和稳定。
[0028]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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种小型平板天线伺服转台，其特征在于:包括底座、转盘、控制箱、第一天线阵面、第二天线阵面、第三天线阵面、俯仰转动机构、直线运动机构和偏航转动机构； 所述底座上固设控制箱和环形齿圈，环形齿圈内设置转盘，转盘中心与底座转轴连接，第一、第二和第三天线阵面相互平行设置且各自独立活动安装在一支座顶部可上下俯仰转动，第一和第三天线阵面的支座底部滑动安装在转盘上，第二天线阵面的支座固定在转盘上，且第二天线阵面的一端通过平行四边形机构与第一天线阵面连接，另一端通过平行四边形机构与第三天线阵面连接； 俯仰转动机构设置在第二天线阵面一端，用于驱动第一、第二和第三天线阵面做上下俯仰转动； 直线运动机构设置在转盘上，用于驱动第一和第三天线阵面在转盘上直线滑动； 偏航转动机构安装在转盘上，驱动转盘沿环形齿圈内圈做平面转动。
2.根据权利要求1所述的小型平板天线伺服转台，其特征在于:所述俯仰转动机构包括固定在转盘上的俯仰电机，俯仰电机通过减速器驱动齿轮，齿轮与固设在第二天线阵面上的扇形齿盘啮合。
3.根据权利要求2所述的小型平板天线伺服转台，其特征在于:所述直线运动机构包括直流电机，直流电机通过减速器与第一齿轮箱连接，第一齿轮箱驱动第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠上设置螺母与第三天线阵面的支座固连，第一滚珠丝杠的端部通过第二齿轮箱与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠上设置螺母与第一天线阵面的支座固连。
4.根据权利要求3所述的小型平板天线伺服转台，其特征在于:所述偏航转动机构包括固定在转盘上的偏航电机，偏航电机通过减速器驱动小齿轮，小齿轮与环形齿圈啮合。
5.根据权利要求4所述的小型平板天线伺服转台，其特征在于:在转盘上安装两个旋变齿轮组，其中一个旋变齿轮组的末端齿轮与偏航转动机构的小齿轮啮合；在第二天线阵面的两端均固设扇形齿盘，其中一个与俯仰转动机构的齿轮哨合，另一个与旋变齿轮组的末端齿轮啮合；在第二齿轮箱上安装旋转变压器。
【文档编号】H01Q21/00GK203415685SQ201320490607
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月13日 优先权日:2013年8月13日
【发明者】宋斌 申请人:成都天奥测控技术有限公司