调节机构和包含该调节机构的卫星天线调节装置的制作方法

本实用新型涉及卫星通讯技术领域，特别是涉及一种调节机构和一种包含该调节机构的卫星天线调节装置。

背景技术：

卫星天线是一种用于接收卫星信号的通讯设备。便携式卫星天线是一种具备携带方便的特点的小型化卫星天线，其设置有动力系统(电机和减速机连接构成)以驱动天线俯仰臂转动实现接收角度的调节。而便携式卫星天线使用的环境多为野外或者是无人区，当自身动力系统出现异常时需手动调节俯仰角度(例如，电机出现故障，无法给减速机提供动力，此时需要手动调节卫星天线的俯仰臂的朝向以调整接收角度)，并且在成功锁定卫星信号之后需保持相对位置固定，一旦有偏动会造成信号折损或者是直接丢星，从而不能实现对外的信息交流与传输，并且地域不同调节角度与锁止位置不同。所以基于以上情况，卫星便携天线需保证两个功能：其一、内部动力系统出现异常(或是调试人员校验设备)时可手动调节完成对星；其二、当完成手动对星动作后需将相对卫星位置锁止。

传统的便携式卫星天线的手动调节与锁止功能的实现方式一般分为两种：

第一种是，只有一个手动调节装置，在设计时充分考虑野外不定因素(而在实际操作中，要完全计算到所有不定因素是极其困难的)，增加本身减速机设计时的需求，加大减速比来增大保持力矩来实现锁止，这种方式的不足之处是因卫星便携天线使用的环境多为复杂环境，外力不稳定(风速不定，多阵风情况)，在设计时选用较大保持力矩的减速机(减速比较大)，增大卫星便携天线寻星时间，同时因减速机的需求较高故成本增加，局限性高；另外一旦有误操作碰到手动装置即可破解自锁力矩，或是需要通过手动扭紧固件(螺钉/工具) 来实现锁止。

第二种是，在一个手动调节装置的基础上，额外再增加一个锁紧装置，每个装置单独实现不同的功能，这种方式的不足之处是需要额外的增加一个装置来实现功能，并且额外增加一个装置会占用一定结构空间，增加整体设备尺寸，增加复杂度。

因此，传统的便携式卫星天线在手动调节与锁止功能的实现上存在的缺陷为：结构复杂、操作难度大、以及设备成本高。

技术实现要素：

基于此，本实用新型提供一种调节机构，其在一个机构上同时实现手动调节功能和锁止功能，并且在操作该机构以开启手动调节功能的同时，便可以解除锁止状态，而结束手动调节功能的同时，随之重新进入到锁止状态，达到简化结构、减少操作难度、以及降低设备成本的目的。

一种调节机构，包括：

手动轮；手动轮开设有枢接孔，且枢接孔的一端开口为从外向内逐渐缩小的锥形槽；

穿设在手动轮上的驱动轴；驱动轴从枢接孔设有锥形槽的一端穿入到枢接孔中；

套接在驱动轴上的连接件；连接件包括：依次套接在驱动轴上的锥形套和连接盘；锥形套设于手动轮与驱动轴之间；锥形套的较窄的一端朝向锥形槽设置；连接盘连接在锥形套较宽的一端；以及

连接在手动轮与连接件之间的弹性锁止件；弹性锁止件用于提供将手动轮沿驱动轴的轴向方向锁止在连接盘上的作用力。

上述调节机构，使用时，将连接件上的连接盘与卫星天线的俯仰臂连接，而驱动轴则与减速机的输出端连接。当常规状态时，手动轮上的锥形槽挤压连接件的锥形套，使得锥形套与驱动轴紧密挤压，进而使得连接盘可以跟随驱动轴同步转动，并且，在弹性锁止件的作用下，手动轮被锁止在连接盘上。因此，在常规状态下，可以实现卫星天线的俯仰臂与减速机的输出端的相对静止，即卫星天线的俯仰臂与减速机的输出端同步转动。当需要手动调节卫星天线的俯仰臂时，对手动轮施加背离连接盘的轴向外力，在该轴向外力克服了弹性锁止件的作用力时，弹性锁止件形变，手动轮便可与连接盘分离，并且此时，手动轮上的锥形槽不再挤压连接件上的锥形套，锥形套与驱动轴之间的挤压力减小，锥形套可以相对驱动轴转动，进而使得连接盘可以相对驱动轴转动，此时，卫星天线的俯仰臂与减速机的输出端之间可以相对转动，使用者可以手动调节卫星天线的俯仰臂的朝向。当卫星天线的俯仰臂调节完毕后，将手动轮沿轴向方向推向连接盘复位，在复位完毕的同时，弹性锁止件恢复到锁止状态，将手动轮锁止在连接盘上。通过上述设计，在一个机构上同时实现手动调节功能和锁止功能，并且在操作该机构以开启手动调节功能的同时，便可以解除锁止状态，而结束手动调节功能的同时，随之重新进入到锁止状态，达到简化结构、减少操作难度、以及降低设备成本的目的。

在其中一个实施例中，连接盘的外周缘设有第一卡接部；弹性锁止件安装在手动轮上且朝向第一卡接部设置。弹性锁止件跟随手动轮移动，当手动轮移动到预设的锁止位置时，弹性锁止件的一端与第一卡接部相互卡接，起到锁止的作用。

在其中一个实施例中，手动轮的内壁设有第二卡接部；弹性锁止件安装在连接盘的外周缘上且朝向第二卡接部设置。当手动轮移动到预设的锁止位置时，弹性锁止件的一端与第二卡接部卡接，起到锁止的作用。

在其中一个实施例中，弹性锁止件为弹簧螺钉或弹簧销或弹性块或带有扭簧的卡扣。

在其中一个实施例中，该调节机构还包括：连接在手动轮与驱动轴之间的限位件；限位件与驱动轴的朝向一致；限位件的一端穿出到手动轮背离连接盘的一端；限位件的相对的另一端连接驱动轴。当手动轮在外力的作用下往外移动时，限位件可以限制手动轮的轴向行程，避免手动轮脱离驱动轴。

在其中一个实施例中，手动轮设有卡块；卡块位于枢接孔内；驱动轴设有匹配卡块的第三卡接部。通过卡块和第三卡接部相互配合，使得手动轮可以跟随驱动轴转动。

在其中一个实施例中，该调节机构还包括：位于手动轮与连接件之间的弹性复位件；弹性复位件与驱动轴的朝向一致；弹性复位件的一端朝向手动轮，弹性复位件的相对的另一端朝向连接盘。弹性复位件可以给手动轮提供向外的推力，使得手动轮维持与连接盘分离的状态，便于使用者操作卫星天线的俯仰臂。

在其中一个实施例中，弹性复位件为弹簧或者弹片或者弹片组。

此外，还提供另一种调节机构，其区别点在于通过磁吸锁止件来产生用于锁止的轴向作用力。

一种调节机构，包括：

手动轮；所述手动轮开设有枢接孔，且所述枢接孔的一端开口为从外向内逐渐缩小的锥形槽；

穿设在所述手动轮上的驱动轴；所述驱动轴从所述枢接孔设有所述锥形槽的一端穿入到所述枢接孔中；

套接在所述驱动轴上的连接件；所述连接件包括：依次套接在所述驱动轴上的锥形套和连接盘；所述锥形套设于所述手动轮与所述驱动轴之间；所述锥形套的较窄的一端朝向所述锥形槽设置；所述连接盘连接在所述锥形套较宽的一端；以及

连接在所述手动轮与所述连接件之间的磁吸锁止件；所述磁吸锁止件用于提供将所述手动轮沿所述驱动轴的轴向方向锁止在所述连接盘上的作用力；所述磁吸锁止件包括：连接在所述手动轮上的第一磁吸件和连接在所述连接盘上的第二磁吸件；所述第一磁吸件与所述第二磁吸件相互吸引。

同时，还提供一种卫星天线调节装置，其包含上述任一种实施例的调节机构。

附图说明

图1为本实用新型的一种实施例的调节机构的立体示意图；

图2为图1所示的调节机构另一视角的立体示意图；

图3为图1所示的调节机构的爆炸示意图；

图4为图1所示的调节机构另一视角的爆炸示意图；

图5为图1所示的调节机构的半剖示意图；

图6为图1所示的调节机构的另一种状态下的半剖示意图；

图7为图1所示的调节机构的锁止状态的受力分析图；

图8为图1所示的调节机构中的弹性锁止件另一种实施方式的示意图；

图9为图1所示的调节机构中的弹性锁止件又一种实施方式的示意图；

图10为本实用新型的另一种实施例的调节机构中的磁性锁止件的示意图；

图11为图10所示磁性锁止件的另一种实施方式的示意图；

图12为本实用新型的一种实施例的卫星天线调节装置的立体示意图；

图13为图12所示的卫星天线调节装置的爆炸示意图；

图14为图12所示的卫星天线调节装置的半剖示意图；

图15为图12所示的卫星天线调节装置的另一状态下的半剖示意图。

附图中各标号的含义为：

100-调节机构；

10-手动轮，11-防滑条纹，12-第二卡接部，13-凸块，14-卡块；

20-驱动轴，21-连接板，22-第三卡接部；

30-连接件，31-锥形套，32-连接盘，321-第一卡接部；

40-弹性锁止件；

50-限位件；

60-弹性复位件；

70-磁吸锁止件，71-第一磁吸件，72-第二磁吸件；

200-电机；

300-减速机；

400-卫星天线的俯仰臂；

500-固定支座。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

下文，结合图1至图9，其为本实用新型的一种实施例的调节机构100。

如图他1至图4所示，该调节机构100包括：手动轮10、穿设在手动轮10 上的驱动轴20、套接在驱动轴20上的连接件30、以及连接在手动轮10与连接件30之间的弹性锁止件40。其中，手动轮10用于供使用者操作，驱动轴20用于连接卫星天线的动力系统中的减速机300，连接件30用于连接卫星天线的俯仰臂，弹性锁止件40用于将手动轮10锁止在连接件30上。

结合图5所示，手动轮10开设有枢接孔，且枢接孔的一端开口为从外向内逐渐缩小的锥形槽。为了便于使用者操作，在本实施例中，手动轮10的外周缘还设有防滑条纹11以增强使用者与手动轮10之间的摩擦力，使得操作手动轮 10时更加稳定。

结合图5所示，驱动轴20从枢接孔设有锥形槽的一端穿入到枢接孔中。在本实施例中，该驱动轴20的一端先穿过连接件30后再穿入到手动轮10的枢接孔中，而驱动轴20的另一端则设有用于连接减速机300的连接板21。

结合图5所示，连接件30包括：依次套接在驱动轴20上的锥形套31和连接盘32。锥形套31设于手动轮10与驱动轴20之间。锥形套31的较窄的一端朝向锥形槽设置。连接盘32连接在锥形套31较宽的一端。

结合图5所示，弹性锁止件40用于提供将手动轮10沿驱动轴20的轴向方向锁止在连接盘32上的作用力。

其中，对于弹性锁止件40的实现方式，可以有多种：

例如，在本实施例中，如图5所示，连接盘32的外周缘设有第一卡接部321。弹性锁止件40安装在手动轮10上且朝向第一卡接部321设置。弹性锁止件40 跟随手动轮10移动，当手动轮10移动到预设的锁止位置时，弹性锁止件40的一端与第一卡接部321相互卡接，起到锁止的作用。在本实施例中，该第一卡接部321为环形卡槽。

又例如，在其他实施例中，如图8所示，手动轮10的内壁设有第二卡接部 12。弹性锁止件40安装在连接盘32的外周缘上且朝向第二卡接部12设置。当手动轮10移动到预设的锁止位置时，弹性锁止件40的一端与第二卡接部12卡接，起到锁止的作用。在本实施例中，该第二卡接部12为环形卡槽。

而对于弹性锁止件40的具体结构，也可以有多种设置，例如，在上述的实施例中，其展示弹性锁止件40为弹簧螺钉。而在其他实施例中，也可以将该弹簧螺钉更换为弹簧销或弹性块(如弹性小球)。

此外，弹性锁止件40也可以为带有扭簧的卡扣。例如，如图9所示，在连接盘32上设置带有扭簧的卡扣，而手动轮10上设置匹配该带有扭簧的卡扣的凸块13。可以理解地，在其他实施例中，也可以将带扭簧的卡扣设置在手动轮 10上，而将凸块13设置在连接盘32上。

另外，结合图2和图5所示，在本实施例中，为了使得手动轮10与驱动轴 20连接后，两者能够同步转动，并且两者之间可以快速拆装。手动轮10设有卡块14。卡块14位于枢接孔内。驱动轴20设有匹配卡块14的第三卡接部22。通过卡块14和第三卡接部22相互配合，使得手动轮10可以跟随驱动轴20转动。在本实施例中，该第三卡接部22是通过将圆柱状的转轴加工为D型轴时所得到的卡槽。

为了便于使用，还可以对该调节机构100进行改良。

例如，在本实施例中，如图3和图5所示，该调节机构100还包括：连接在手动轮10与驱动轴20之间的限位件50。限位件50与驱动轴20的朝向一致。限位件50的一端穿出到手动轮10背离连接盘32的一端。限位件50的相对的另一端连接驱动轴20。当手动轮10在外力的作用下往外移动时，限位件50可以限制手动轮10的轴向行程，避免手动轮10脱离驱动轴20。进一步地，在本实施例中，该限位件50为固定螺钉。

又例如，在本实施例中，如图3和图5所示，该调节机构100还包括：位于手动轮10与连接件30之间的弹性复位件60。弹性复位件60与驱动轴20的朝向一致。弹性复位件60的一端朝向手动轮10，弹性复位件60的相对的另一端朝向连接盘32。弹性复位件60可以给手动轮10提供向外的推力，使得手动轮10维持与连接盘32分离的状态，便于使用者操作卫星天线的俯仰臂。

进一步地，该弹性复位件60为弹簧或者弹片。如图3所示，该弹性复位件 60为弹簧，在其他实施例中，也可以是弹片或者弹片组。

关于锁止状态的力学分析：

以弹性锁止件40为弹簧螺钉为例子并且不考虑弹性复位件60所带来的向外的推力的前提下，如图9所示，弹簧螺钉本身具有一定的保持力(弹性系数 Kt，形变量为L)Ft＝Kt*L，当锥形套31处于挤压状态下，锥形套31受手动轮 10的挤压力为两个方向垂直于锥面的力F2(锥形套31在垂直方向有形变H，系数K2)与平行锥面的力F1。F1与F2的合力为Fa，Fa的力与水平面平行，F2＝K2*H， Fa＝F2/SinA＝K2*H/SinA。Fa为弹簧螺钉所受合力，弹簧螺钉所受力只有垂直于弹簧螺钉为有用作用力Fc，所以Fc＝Fb*SinC，Fb＝Fa*SinB，Fc＝(K2*H/SinA) *SinB*SinC，此时Ft＝K*L>(K2*H/SinA)*SinB*SinC即可实现锁止定位。当需要解锁时需要增加Fa的力使得Ft＝K*L<(K2*H/SinA)*SinB*SinC即可解锁弹簧螺钉的锁定力。

若加入弹性复位件60后，以本实施例的图3所展示的弹簧为例，由于弹簧的引入，假设该弹簧本身具有一定的保持力(弹性系数Kt0，形变量为L0) Ft0＝Kt0*L0，弹簧螺钉所受的合力变为Fa+Ft0，此时，Fc＝Fb*SinC，Fb＝(Fa+Ft0) *SinB，Fc＝[(K2*H/SinA)+Kt0*L0]*SinB*SinC，此时Ft＝K*L>[(K2*H/SinA) +Kt0*L0]*SinB*SinC即可实现锁止定位。当需要解锁时需要增加Fa的力使得 Ft＝K*L<[(K2*H/SinA)+Kt0*L0]*SinB*SinC即可解锁弹簧螺钉的锁定力。

同理，对于其他实施方式的弹性锁止件40也可以通过构建相应的力学模型进行受力分析，此处不再赘述。

上述调节机构100，使用时，将连接件30上的连接盘32与卫星天线的俯仰臂连接，而驱动轴20则与减速机300的输出端连接。当常规状态时，手动轮10 上的锥形槽挤压连接件30的锥形套31，使得锥形套31与驱动轴20紧密挤压，进而使得连接盘32可以跟随驱动轴20同步转动，并且，在弹性锁止件40的作用下，手动轮10被锁止在连接盘32上。因此，在常规状态下，可以实现卫星天线的俯仰臂与减速机300的输出端的相对静止，即卫星天线的俯仰臂与减速机300的输出端同步转动。当需要手动调节卫星天线的俯仰臂时，对手动轮10 施加往背离连接盘32的轴向外力，在该轴向外力克服了弹性锁止件40的作用力时，弹性锁止件40形变，手动轮10便可与连接盘32分离，并且此时，手动轮10上的锥形槽不再挤压连接件30上的锥形套31，锥形套31与驱动轴20之间的挤压力减小，锥形套31可以相对驱动轴20转动，进而使得连接盘32可以相对驱动轴20转动，此时，卫星天线的俯仰臂与减速机300的输出端之间可以相对转动，使用者可以手动调节卫星天线的俯仰臂的朝向。当卫星天线的俯仰臂调节完毕后，将手动轮10沿轴向方向推向连接盘32复位，在复位完毕的同时，弹性锁止件40恢复到锁止状态，将手动轮10锁止在连接盘32上。通过上述设计，在一个机构上同时实现手动调节功能和锁止功能，并且在操作该机构以开启手动调节功能的同时，便可以解除锁止状态，而结束手动调节功能的同时，随之重新进入到锁止状态，达到简化结构、减少操作难度、以及降低设备成本的目的。

此外，如图10和图11所示，还提供另一种调节机构100的局部示意图，与上述实施例的调节机构100相比，其区别点在于通过磁吸锁止件70来产生用于锁止的轴向作用力。

一种调节机构100，包括：手动轮10、穿设在手动轮10上的驱动轴20、套接在驱动轴20上的连接件30、以及连接在手动轮10与连接件30之间的磁吸锁止件70。

其中，手动轮10开设有枢接孔，且枢接孔的一端开口为从外向内逐渐缩小的锥形槽。驱动轴20从枢接孔设有锥形槽的一端穿入到枢接孔中。连接件30 包括：依次套接在驱动轴20上的锥形套31和连接盘32。锥形套31设于手动轮 10与驱动轴20之间。锥形套31的较窄的一端朝向锥形槽设置。连接盘32连接在锥形套31较宽的一端。

磁吸锁止件70用于提供将手动轮10沿驱动轴20的轴向方向锁止在连接盘32上的作用力。磁吸锁止件70包括：连接在手动轮10上的第一磁吸件71和连接在连接盘32上的第二磁吸件72。第一磁吸件71与第二磁吸件72相互吸引。

根据第一磁吸件71和第二磁吸件72的相对位置关系的不同，也可以有不同的实施方式。

例如，如图10所示，第一磁吸件71与第二磁吸件72相互吸引，并且第一磁吸件71与第二磁吸件72的接触面为粗糙面，利用两者产生的磁吸力所引起的轴向摩擦力作为锁止的作用力。

又例如，如图11所示，第一磁吸件71与第二磁吸件72相互吸引，第一磁吸件71与第二磁吸件72的连线的朝向与驱动轴20一致，利用两者产生的轴向磁吸力作为锁止的作用力。

此外，在本实施例中，考虑到磁吸件可能对卫星信号产生影响，也可以针对性地设置磁场屏蔽结构。

同时，结合图12至图15所示，还提供一种卫星天线调节装置，其包含上述任一种实施例的调节机构100。需要说明的是，在本实施例中，为了更好地阐述该卫星天线调节装置的结构，其展示了附图中包含了卫星天线的俯仰臂400，但是卫星天线的俯仰臂400并不属于本实施例的卫星天线调节装置的一部分。

如图12至图14所示，该卫星天线调节装置包括：电机200、连接电机200 的减速机300、以及连接减速机300的调节机构100。减速机300与调节机构100 中的驱动轴20连接。

如图14所示，使用时，卫星天线的俯仰臂400与调节机构100中的连接盘 32连接在一起，组装完毕后，两者相对静止。如图15所示，将手动轮10向外拉开时，便可以手动旋转卫星天线的俯仰臂400以调整接收角度。

此外，在本实施例中，如图12所示，该卫星天线调节装置还包括：连接在减速机300上的固定支座500，其作用是便于装置的摆放和固定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。