一种带有高精度姿态调整装置的大型半转台天线的制作方法

本实用新型涉及天线设备领域，尤其适合天线设备中起到支撑俯仰动作的一种丝杠支撑装置。

背景技术：

大型半转台天线都包括天线面、方位机构和俯仰机构，天线面采用折叠的方式。方位机构采用转台的形式，使用电机驱动减速器转动，减速器的末级齿轮和转盘轴承的外圈齿轮啮合，进而实现天线沿方位轴的转动。俯仰机构需要实现跟踪功能，为了满足天线快速展开和跟星的要求，需要时时摆动天线反射面以保证信号强度，现有的半转台天线俯仰机构皆是通过丝杠和丝母实现螺旋传动，将转动自由度转化为移动自由度，进而推动天线运动，为了满足快速跟星的要求，丝杠和丝母相对转动的速度逐渐提高。由于半转台天线的结构尺寸限制，丝杠只有一端通过回转轴支撑，另一端没有支撑，如此就会带来一下几种问题：

丝杠形成悬臂支撑的结构。如此丝杠作为驱动件又作为承重件，天线的重力与丝杠轴线垂直，如此在天线的重力的作用下，丝杠在转动过程中其自由端会呈现弧形摆动(自由端画圆)，丝杠变形严重，这种情况叫做压杆失稳，丝杠和丝母的轴线交错，二者非重合状态，一般通过套筒来固定丝杠，防止丝杠变形，而往往适得其反，丝杠反而会磨损各个支撑件，降低精度，长期以来会导致轴线偏离导致传动效率急剧下降，甚至出现卡死的情况，并且丝杠在转动中压杆失稳会 加剧丝杠弯曲的程度。

传统的丝杠丝母传动中，丝母都有导轨作支撑，通过调整导轨和丝杠的关系，来保证丝杠和丝母的轴线重合。而半转台天线由于外形尺寸的限制，俯仰机构的丝母没有支撑装置，丝母既承受轴向力，也承受其他方向的载荷，这就造成丝母和丝杠的轴线不重合。此种工况下，需要有一种灵活小巧的装置来保证丝杠和丝母的轴线重合。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、尺寸紧凑的一种丝杠支撑装置，其可以定位丝杠并且保证丝杠和丝母的轴线重合。

为了完成上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种丝杠支撑装置，其包括，基台5、丝杠6、丝母8、蜗轮箱体9和输出蜗轮19，输出蜗轮和丝母都位于蜗轮箱体9中，所述的丝母8同轴嵌套在输出蜗轮19内，与丝母8相正对的在蜗轮箱体9上开有开口，每个开口内都嵌套有辊轮环形套10；所述丝杠6的一端固定在基台5上，所述的丝杠穿过丝母和辊轮环形套以穿过蜗轮箱体9；辊轮环形套10由支撑环1和多个辊轮3组成，各个辊轮3以支撑环1的中心为中点均匀分布在支撑环1内，辊轮3的轴线与丝杠1的轴线在空间上相垂直，辊轮3与丝杠1相接，丝杠6外表面与支撑环1的内圈之间留有间隙。

进一步的，还包括驱动电机15、蜗杆18和平行齿减速器20，所述的驱动电机15与平行齿减速器20的输入齿轮16相连，平行齿减速器20的输出齿轮17与蜗杆18相连，蜗杆18与蜗轮19相啮合。

进一步的，在输出蜗轮19的外圈与蜗轮箱体9的内壁之间卡有轴承。

进一步的，还包括弹簧7，该弹簧7同轴配装在丝杠6上，弹簧7位于基台5与蜗轮箱体9之间。

进一步的，辊轮3和轴2之间为转动连接。

进一步的，还包括连接套筒12，连接套筒12内卡有辊轮环形套10，丝杠6穿过辊轮环形套10，在连接套筒12外固定连接有用于与天线反射面相连的连接托台13。

进一步的，位于蜗轮箱体9与连接套筒12之间还设有支撑套筒11，支撑套筒11的一端与蜗轮箱体9固定连接，支撑套筒11的另一端与连接套筒12固定相连，支撑套筒11的内壁与丝杠6的外表面之间留有间隙。

进一步的，在丝杠6上还同心配装有保护套14，该保护套14与连接套筒12固定连接。

本实用新型的有益效果是：

在丝杠悬臂支撑的情况下，依旧可以保证丝杠和丝母的轴线重合。

不再使用丝杠旋转的方式，通过固定丝杠保证设备工作状态中丝杠的稳定，丝杠不再旋转，即便丝杠仍然会承受到轴向压力，消除了丝杠摆动磨损问题，防止丝杠出现压杆失稳的情况。

丝杠作为易损件和确保精度的部件，现有技术中对丝杠磨损很大，采用丝母旋转行走的方式，消除了丝杠出现压杆失稳的可能性， 并且丝母自身作为主动件依靠丝杠穿行，始终是丝母旋转丝杠固定，对丝杠上的螺纹的磨损较小，延长设备寿命。

采用辊轮环形套将水平滑动改变为辊轮的滚动，通过辊轮环形套来支撑定位丝杠，当丝母沿丝杠滑动时辊轮沿着丝杠滚动滑行，保证了丝杠、丝母、辊轮环形套之间三者皆无磨损，排除了因为磨损掉落铁屑而导致精度降低的可能性。

通过改进，本实用新型适用于超大型天线的姿态调整装置，消除了现有技术中丝杠和丝母轴线不重合的的影响因素，可以提高丝杠丝母传动的效率，消除丝杠和其他结构件的滑动磨损，提高丝杠的使用寿命。

还设置有弹簧，弹簧一用于缓冲，二用于储存能量，当负载过大时，弹簧可以提供额外的驱动力；

使用辊轮环形套支撑定位丝杠，保证定位精度，辊轮与丝杠之间为线接触，滚动摩擦阻力小，提高丝杠的使用寿命；

支撑套筒连接蜗轮箱体和连接套筒，起到支撑的作用；保护套和连接套筒连接，可以保护丝杠，并保证组件运动的连贯性；

蜗轮蜗杆传动可以实现自锁，有效防止了电机断电后，丝母在载荷作用下沿丝杠轴向移动。

整体机构的装配组成合理，各个部件之间可以协同工作，消除了磨损影响，更新动力传递方式及部件的运动方式，丝杠不存在压杆失稳的情况。

附图说明

图1是本实用新型整体结构图

图2是本俯仰机构的半剖正视图；

图3是本实用新型中辊轮环形套的半剖视图；

图4是辊轮环形套的正视图；

图5是本实用新型的侧视图；

图6是方位机构的结构示意图。

图中，反射面a、俯仰机构b、方位机构d、支撑环1，轴2，辊轮3，紧定螺钉4，基台5，丝杠6，弹簧7，丝母8，蜗轮箱体9，辊轮环形套10，支撑套筒11，连接套筒12，连接托台13，保护套14，驱动电机15，输入齿轮16，输出齿轮17，蜗杆18，蜗轮19，平行齿减速器20，轴承21。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型由反射面，支撑环1，轴2，辊轮3，紧定螺钉4，基台5，丝杠6，弹簧7，丝母8，蜗轮箱体9，辊轮环形套10，支撑套筒11，连接套筒12，连接托台13，保护套14，驱动电机15，输入齿轮16，输出齿轮17，蜗杆18，蜗轮19，平行齿减速器20，轴承21组成。

实施例一，如图1和图2所示，包括用于收发信号的主反射面，在主反射面的下表面连接有方位机构和俯仰机构，方位机构、俯仰机构和基台都位于主反射面下方，方位机构和俯仰机构都设置在基台上，方位机构和俯仰机构都连接到基台的底面。

如图1、图2所示，所述的俯仰机构还包括基台5，丝杠6的一端与基台5通过销钉连接固定，在丝杠6上依次设有弹簧、丝母、支撑套筒11，连接套筒12、保护套14，且弹簧、丝母、支撑套筒11、连接套筒12、保护套14与丝杠6同轴，各个部件的接口处使用弹性挡圈做轴向定位，丝母与蜗轮同轴嵌套在一起，蜗轮通过多个轴承卡在蜗轮箱体内，在蜗轮箱体上开有用于允许丝杠穿过的开口，开口处安装有辊轮套，蜗轮箱体与支撑套筒固定连接，丝母与丝杠相配装，丝杠穿过蜗轮箱体。

如图2所示，弹簧位于丝母与基台之间，支撑套筒11一端与蜗轮箱体固定连接，连接套筒12一端与支撑套筒11固定连接，保护套14与连接套筒12固定连接，位于连接套筒12与丝杠之间卡有辊轮环形套，丝杠的外表面与支撑套筒11、连接套筒12、保护套14的内壁之间留有间隙。

如图5所示，在蜗轮箱体9上方设有驱动电机15，驱动电机15与平行齿减速器20的输入齿轮16键相连接，平行齿减速器20的输出齿轮17与蜗杆18通过键相连接，蜗杆18与蜗轮19相啮合。

如图3、图4所示，所述的辊轮环形套由支撑环1和四个辊轮3组成，支撑环1上加工四个均匀分布的凹槽，每个凹槽内都安装有一转轴，在每个转轴上都配装有一辊轮，各个辊轮3以支撑环1的中心为中点均匀分布在支撑环1内，辊轮3通过轴2与支撑环相枢接，辊轮3的轴线与丝杠1的轴线在空间上相垂直，辊轮3与丝杠1相接，丝杠6外表面与支撑环1的内圈之间留有间隙。

如图1所示，在连接套筒12外铰接有连接托台13，相互之间有转动自由度。

如图6所示，简述一下，所述的方位机构怎么组成方位机构包括底座、方位框架、驱动装置、转盘轴承和同步装置。其中底座和转盘轴承的内圈连接；转盘轴承的外圈和方位框架连接；驱动装置安装到方位框架上，驱动装置包括电机、减速器和末级齿轮，电机和减速器连接，减速器和末级齿轮连接，末级齿轮和转盘轴承外圈的齿轮啮合传动；同步装置安装在方位框架上，同步装置包括码盘、传动轴和双片齿轮，码盘和传动轴的一端连接，传动轴的另一端和双片齿轮连接，双片齿轮和转盘轴承外圈的齿轮啮合传动。

根据附图对本装置的运行机理进行说明:

当反射面需要改变俯仰角时，根据需求正转或反转驱动电机，驱动电机通过减速箱带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮旋转，蜗轮和丝母固定连接，丝母沿着丝杠运动，近而带动蜗轮及蜗轮箱体、支撑套筒11、连接套筒12、保护套14沿着丝杠滑移，在滑移过程中因为蜗轮箱体及连接套筒内设有辊轮环形套，辊轮会沿着丝杠滚动摩擦力极小，丝杠始终与辊轮环形套、支撑套筒11、连接套筒12和保护套14保持同心，当滑移到相应部位后点击停动，蜗轮与蜗杆之间发生自锁，反射面保持调整后的姿态，当需要实现追星功能时，反射面需要始终处于姿态调整过程中，此时本装置相对于现有技术而言可以实现极好的调整效果，并且一旦停动蜗轮蜗杆发生自锁，保持位置姿态降低丝母与丝杠之间压力，保护丝杠丝母。