一种同步收展反射面的伞状可展开天线的制作方法

本发明属于通信天线领域，特别涉及一种可收展天线。

背景技术：

天线广泛应用于通信、广播、电视、雷达和导航等无线电系统中，是有效发射和接受无线电波必不可少的装置。现代战争中地面军用雷达若想获得较强的生存能力，就必须具有较高的机动性能。对于曲面天线的雷达，在非工作状态下，巨大的天线反射面是制约雷达机动性能的主要因素。为了使曲面天线既能有良好的运输性能，又能够到达阵地后快速进入工作状态和迅速撤出阵地，则应使天线反射面可收展。实现天线反射面展开或收拢的装置是实现大口径天线雷达高速机动的关键。现有的可展天线由于反射面的刚度有限，当反射面完全展开后，在外力作用下其稳定性降低，同时为避免反射面收展过程中出现碰撞与干涉，反射面收展速度不能太高。公开号为cn103872422b的中国发明专利，公开了一种扇状可展开天线，该天线反射面被可展部件和固面反射器分割为两部分，这样使得反射面刚度有所降低，天线展开后，反射面在外力加载情况下稳定性也减弱。因此，寻求能实现反射面快速展开与收拢并且反射面刚度大的天线装置，具有重要的实际应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够实现曲面天线反射面快速同步收展且反射面刚度大、有助于提高天线的展开精度与收展过程的稳定性的同步收展反射面的伞状可展开天线。

本发明包括反射面支撑盘、支撑杆、弹簧、轨道盖板、12个反射面、驱动部分和12组反射面变位装置，其中，12组结构相同的反射面变位装置均布在反射面支撑盘的圆周边上，所述反射面支撑盘固定在支撑杆的顶端，每个反射面变位装置包括由反射面内轴、反射面外轴、直滑块、斜滑块、斜轨道、直轨道和弹簧，其中斜轨道和直轨道设在反射面变位装置的两侧，斜轨道和直轨道均固定在反射面支撑盘上，反射面外轴的一端通过转动副与设在直轨道上的直滑块连接，反射面外轴的另一端与反射面内轴的一端相连，反射面外轴内的内部锁紧弹簧将反射面内、外两轴连接在一起形成移动副，反射面内轴的另一端通过转动副与设在斜轨道上的斜滑块连接，反射面内、外两轴通过内部锁紧弹簧连接在一起形成伸缩轴；直滑块在反射面支撑盘的直轨道中往复滑动，斜滑块亦在反射面支撑盘的斜轨道中往复滑动；所述弹簧设在支撑盘的直轨道与斜轨道中间槽内，弹簧的一端固定在反射面支撑盘上，其另一端通过弹簧上的挂钩连接在反射面底端弹簧孔中且可绕该孔转动；所述轨道盖板与反射面支撑盘由螺栓连接在一起，轨道盖板与反射面支撑盘上的直轨道与斜轨道分别形成直轨道空间与斜轨道空间，可保证斜滑块与直滑块运动时不脱离各自的运动轨道，进而保证反射面变位装置的正常工作。

所述12个反射面均匀分布在支撑盘上，反射面底端通过其上的轴孔连接在上述反射面变位装置中的反射面外轴中部小槽中，反射面可以绕反射面外轴轴线转动；所述12个反射面完全展开后在空间形成一个360°的反射面，每个反射面所对应圆心角为30°。

所述驱动部分包括1号电机、2号电机、1号联轴器、2号联轴器、1号丝杠、2号丝杠、1号丝杠支撑台、2号丝杠支撑台、大滑盘、小滑盘、12根长连杆、12根短连杆和变姿小球，其中，大滑盘和小滑盘的结构相同，每个滑盘的圆周边上均设有均布的12个槽口，每个槽口内均设有一根短轴，大滑盘和小滑盘的中心设有直径相同的大通孔，在其盘面上设有均布的大孔和丝杠孔，大滑盘和小滑盘通过大通孔自下而上依次套在支撑杆上；1号和2号电机分别与1号和2号联轴器连接，并分别固定在支撑杆下部两侧的杆壁上，1号和2号丝杠支撑台分别固定在支撑杆上部两侧的杆壁上，1号丝杠的一端与1号联轴器连接，其另一端穿过大滑盘上的大孔和小滑盘上的丝杠孔与1号丝杠支撑台上的轴承转动连接，1号丝杠通过小滑盘上的丝杠孔只驱动小滑盘运动，2号丝杠的一端与2号联轴器连接，其另一端穿过大滑盘上的丝杠孔与小滑盘上的大孔与2号丝杠支撑台上的轴承转动连接，2号丝杠通过大滑盘上的丝杠孔只驱动大滑盘运动；12根长连杆一端分别通过转动副与大滑盘槽口内的短轴连接，可绕大滑盘边缘的轴转动，其另一端通过设在反射面背部轨道内的变姿小球与反射面连接，变姿小球可以沿反射面背部轨道移动；12根短连杆的一端分别与小滑盘槽口内的短轴连接，并且可绕小滑盘边缘的短轴转动，其另一端通过滑动副与设在长连杆中部的轨道连接。

本发明展开过程的运动形式如下：给2号电机通电，电机带动对应的丝杠转动，丝杠来驱动对应的大滑盘，大滑盘再经过连杆来驱动反射面绕着反射面变位装置上的收缩轴转动，转动一定角度后电机断电大滑盘停止运动，此后给1号电机通电，小滑盘开始运动带动反射面变位装置运动以调整反射面姿态，达到展开反射面的目的。

本发明收拢过程的运动形式如下：给1号电机通电，电机带动对应的丝杠转动驱动对应的小滑盘开始运动，进而带动反射面变位装置运动以调整反射面姿态，运动结束后电机断电，使得反射面在空间内相互交错，此后给2号电机通电，电机带动对应的丝杠转动驱动大滑盘运动，大滑盘再经过连杆来驱动反射面绕着反射面变位装置上的收缩轴转动，转动一定角度后电机断电，大滑盘停止运动，反射面收拢在一起。

本发明与现有技术相比具有如下的优点：

1、只需要两个动力元件即可实现所有反射面的收展，简化了天线的复杂程度，使得天线收展过程易于控制，同时质量也有所降低，可显著提高天线收展过程的工作效率和运输过程的机动性。

2、每个反射面都有对应的支撑，有助于提高该天线的展开精度与收展过程的稳定性。

3、天线反射面在收展过程中经过结构相同且运动形式一致的反射面变位装置对其进行姿态调整，保证了天线收拢与展开过程中所有反射面的运动同步性。

附图说明

图1本发明天线收拢状态主视图。

图2本发明天线收拢状态俯视图。

图3本发明天线收拢状态反射面变位装置俯视图。

图4本发明天线展开状态主视图。

图5本发明天线展开状态俯视图。

图6本发明天线展开状态反射面变位装置局部视图。

图7本发明天线展开过程中反射面主视图。

图8本发明天线展开过程中反射面仰视图。

图9本发明滑盘示意图。

图10本发明反射面内轴和反射面外轴示意图。

图11本发明反射面局部视图。

图中：1-反射面、2-长连杆、3-反射面背部轨道、4-变姿小球、5-大滑盘、6-反射面支撑盘、7-弹簧、8-反射面内轴、9-反射面外轴、10-支撑杆、11-斜滑块、12-直滑块、13-斜轨道、14-直轨道、15-转动副、16-螺栓、17-轨道盖板、18-1号电机、19-1号联轴器、20-1号丝杠、21-2号电机、22-2号联轴器、23-2号丝杠、24-小滑盘、25-短连杆、26-移动副、27-1号丝杠支撑台、28-2号丝杠支撑台、29(29’)-大孔、30(30’)-丝杠孔、31-内部锁紧弹簧。

具体实施方案

在图1所示的同步收展反射面的伞状可展开天线示意图中，12个结构相同的反射面变位装置均布在反射面支撑盘6的圆周边上，所述反射面支撑盘6固定在支撑杆10的顶端，如图3、图5和图6所示，每个反射面变位装置包括由反射面内轴8、反射面外轴9、直滑块12、斜滑块11、斜轨道13、直轨道14和弹簧7，其中斜轨道13和直轨道14设在反射面变位装置的两侧，斜轨道13和直轨道14均固定在反射面支撑盘6上，反射面外轴9的一端通过转动副15与设在直轨道14上的直滑块12连接，反射面外轴9的另一端与反射面内轴8的一端相连，反射面外轴9内的内部锁紧弹簧31将反射面内、外两轴连接在一起形成移动副，反射面内轴8的另一端通过转动副与设在斜轨道13上的斜滑块11连接，反射面内、外两轴通过内部锁紧弹簧31连接在一起形成伸缩轴，如图10所示；直滑块12在反射面支撑盘6的直轨道14中往复滑动，斜滑块11亦在反射面支撑盘6的斜轨道13中往复滑动；如图2所示，弹簧7设在直轨道14与斜轨道13中间，弹簧7的一端固定在反射面支撑盘6上，其另一端通过弹簧7上的挂钩连接在反射面底端弹簧孔中且可绕该孔转动；轨道盖板17与反射面支撑盘由螺栓16连接在一起，轨道盖板17与反射面支撑盘6上的直轨道14与斜轨13道形成直轨道空间与斜轨道空间，可保证斜滑块11与直滑块12运动时不脱离各自的运动轨道，进而保证反射面变位装置的正常工作；

12个反射面1均匀分布在支撑盘6上，反射面1底端通过其上的轴孔连接在上述反射面变位装置中的反射面外轴9中部的小槽中，反射面1可以绕反射面外轴9轴线转动；所述12个反射面完全展开后在空间形成一个360°的反射面，每个反射面所对应圆心角为30°；

驱动部分中的大滑盘5和小滑盘24的结构相同，如图9所示，每个滑盘的圆周边上均设有均布的12个槽口，每个槽口内均设有一根短轴，大滑盘5和小滑盘24的中心设有直径相同的大通孔，在其盘面上设有均布的大孔29、29’和小孔30、30’，大滑盘5和小滑盘24自下而上依次套在支撑杆10上；1号电机18和2号电机21分别与1号联轴器19和2号联轴器22连接，并分别固定在支撑杆10下部两侧的杆壁上，1号丝杠支撑台27和2号丝杠支撑台28分别固定在支撑杆10上部两侧的杆壁上，1号丝杠20的一端分别与1号联轴器19连接，其另一端穿过大滑盘5上的大孔29和小滑盘24上的丝杠孔30，与1号丝杠支撑台27上的轴承转动连接，1号丝杠通过小滑盘24上的丝杠孔30，只驱动小滑盘24运动，2号丝杠23的一端与2号联轴器22连接，其另一端穿过大滑盘5上的丝杠孔30与小滑盘24上的大孔29，与2号丝杠支撑28上的轴承转动连接，2号丝杠23通过大滑盘5上的丝杠孔30只驱动大滑盘运动

12根长连杆2一端分别通过转动副与大滑盘5槽口内的短轴连接，可绕大滑盘5边缘的轴转动，其另一端通过设在反射面背部轨道3内的变姿小球4与反射面1连接，变姿小球4可以沿反射面背部轨道3移动，如图11所示；12根短连杆25一端分别与小滑盘24槽口内的短轴连接，并且可绕小滑盘24边缘的短轴转动，其另一端通过滑动副26与设在长连杆2中部的轨道连接。

本发明反射面展开方式具体如下：如图1所示，12组反射面1处于收拢状态，反射面变位装置中的反射面内轴8、反射面外轴9组成的伸缩轴呈倾斜状态，2号电机21通电后正转，大滑盘5在2号丝杠23驱动下沿着支撑杆10向下运动，带动长连杆2做平面运动，长连杆2上端的变姿小球4在反射面背部轨道3中滑动，同时将力传递给反射面1，长连杆2带动反射面1绕着反射面外轴9向下转动60°后2号电机21断电，在整个过程中，小滑盘24在支撑杆10上保持不动，短连杆25一端绕着小滑盘24边缘转动副15转动，另一端在移动副26的约束下沿着长连杆2中部的轨道向上滑动，短连杆25另一端最终停留在长连杆2中部的轨道顶端，此时天线展开后的状态如图7、图8所示。2号电机21断电后，1号电机18通电正转，小滑盘24在1号丝杠20驱动下沿着支撑杆10向上运动，短连杆25下端绕着小滑盘24边缘转转动副15转动，上端顶着长连杆2中部的轨道顶端将力传递给长连杆2，此时长连杆2绕着大滑盘5边缘转动副15转动，长连杆2上端的变姿小球4在反射面背部轨道3中滑动，同时将力传递给反射面1，反射面1底部的弹簧孔连接的弹簧7开始被拉长，反射面变位装置中的直滑块12与斜滑块13由各自的起点位置向终点位置开始运动，此后的过程中，直滑块12与斜滑块11带动与之相连的收缩轴逐渐缩短，由于反射面支撑盘6上直轨道14与斜轨道13的外端位于同一水平面上，所以最终伸缩轴与直轨道14垂直，整个过程中反射面变位装置带动反射面1缓慢的旋转，当反射面变位装置运动到轨道外端时，1号电机18断电，此时，相邻反射面1之间紧密贴合构成一个完整的曲面，从而形成一个完整的天线反射面，如图5、图6所示。

本发明反射面收拢方式如下：如图4所示，12组反射面1处于展开状态，反射面变位装置中的反射面内轴8、反射面外轴9组成的伸缩轴呈水平状态，1号电机18通电反转，小滑盘24在1号丝杠20驱动下沿着支撑杆10向下运动，短连杆25下端绕着小滑盘24边缘转转动副15转动，上端顶着长连杆2中部的轨道顶端将力传递给长连杆2，此时长连杆2绕着大滑盘5边缘转动副15转动，长连杆2上端的变姿小球4在反射面背部轨道3中滑动，同时将力传递给反射面1，反射面1底部的弹簧孔连接的弹簧7开始收缩，反射面变位装置中的直滑块12与斜滑块13由各自的终点位置向七点位置开始运动，此后的过程中，直滑块12与斜滑块11带动与之相连的收缩轴逐渐伸长，由于反射面支撑盘6上直轨道14与斜轨道13的内端位于不同水平面上，所以最终伸缩轴倾斜，整个过程中反射面变位装置带动反射面1缓慢的旋转，当反射面变位装置运动到轨道内端时，1号电机18断电，此时天线收拢状态如图2所示。1号电机18断电后2号电机21通电后反转，大滑盘5在2号丝杠23驱动下沿着支撑杆10向上运动，带动长连杆2做平面运动，长连杆2上端的变姿小球4在反射面背部轨道3中滑动，同时将力传递给反射面1，长连杆2带动反射面1绕着反射面外轴9向上转动60°后2号电机21断电，在整个过程中，小滑盘24在支撑杆10上保持不动，短连杆25一端绕着小滑盘24边缘转动副15转动，另一端在移动副26的约束下沿着长连杆2中部的轨道向下滑动，短连杆25另一端最终停留在长连杆2中部的轨道下端，此时天线收拢后的状态如图1所示。