一种卫星天线横滚角自稳态调节装置的制作方法

本实用新型涉及天线通信技术领域，更进一步涉及一种卫星天线横滚角自稳态调节装置。

背景技术：

船载卫星天线是一种安装于各种船舶上使用的卫星天线，C波段、Ku波段和Ka波段卫星通信一般使用地球同步轨道卫星，卫星天线必须要对准卫星的方向才能保持信号不间断传输。

船舶是一种移动的载体，船身角度会受到海浪的影响实时改变，船载卫星天线与固定式卫星天线最主要的区别是根据船体的倾斜角度变化实时调整内部姿态，使天线始终对准卫星方向。为了实现调整方向的功能，船载卫星天线一般采用三轴稳定结构，通过调节方位角、横滚角、俯仰角三维度姿态，以达到快速响应和追星目的。

俯仰部分为天线内部能够围绕俯仰转动轴心转动的整体结构，能够实现点头和仰头运动；横滚部分为天线内部能够围绕横滚转动轴心转动的整体结构，包含俯仰部分，能够实现左右摆头运动；方位部分为天线内部能够围绕方位转动轴心转动的整体结构，包含横滚部分。

当船载卫星天线没有通电工作时，内部电机处于自由转动状态，天线内部会随着外界的摆动无序转动，特别是尺寸较大的天线，外界摇摆剧烈时，内部的无序撞击很容易造成机械结构损坏，影响船载卫星天线的使用寿命。

为了避免或减弱天线内部潜在的撞击风险，很多产品天线内使用断电抱闸，断电抱闸与电机转轴连接，当天线处于断电状态，抱闸会抱死电机转轴，从而对电机起到断电制动的功能。

断电抱闸方案，每台设备至少设置两个断电抱闸，不仅增加设备成本，而且断电抱闸的功耗较大，还会增加潜在的故障，降低可靠性。

技术实现要素：

本实用新型一种卫星天线横滚角自稳态调节装置，利用重心位置设定，使横滚模块处于自稳态，降低横滚模块的调节难度，具体方案如下：

一种卫星天线横滚角自稳态调节装置，包括横滚臂，所述横滚臂转动连接于横滚底座实现横滚翻转，所述横滚臂的两端转动连接于俯仰模块，所述俯仰模块相对于所述横滚臂实现俯仰翻转；

所述横滚臂和所述俯仰模块构成的横滚模块的重心位于所述横滚臂与所述横滚底座的横滚转轴之下。

可选地，所述横滚转轴所处的中心线高于所述横滚臂的重心。

可选地，所述横滚臂上开设转接孔，通过所述转接孔中插接所述横滚转轴；

所述横滚臂的两端分别设置用于插接所述俯仰模块的转接柱。

可选地，所述横滚臂包括主支撑臂和侧支撑臂，两根所述侧支撑臂固定连接于所述主支撑臂的两端；所述转接柱朝向相反的方向凸出于所述侧支撑臂。

可选地，所述转接孔的圆心高于所述横滚臂竖向切面的中心，所述横滚臂的顶面凸出设置用于避让所述转接孔的凸块。

可选地，所述横滚臂的上表面和下表面分别凹陷设置减重槽，上表面的减重槽大于下表面的减重槽。

可选地，所述横滚臂的侧壁上设置连接柱，所述连接柱固连驱动齿盘，所述驱动齿盘能够与所述横滚底座上设置的驱动齿轮相互啮合传动；所述驱动齿盘外周呈优弧。

可选地，所述横滚臂呈倾斜设置，所述横滚臂与所述横滚底座的转轴的竖向位置低于所述横滚臂与所述俯仰模块的转轴的竖向位置。

可选地，所述俯仰模块包括天线、天线支架和配重支架，所述天线支架和所述配重支架能够调节相对固定角度，所述俯仰模块的重心位于所述横滚臂和所述俯仰模块转轴的垂线上。

可选地，所述天线支架和所述配重支架相对转动连接，所述配重支架上设置用于驱动所述天线支架旋转的电机。

本实用新型提供了一种卫星天线横滚角自稳态调节装置，横滚臂转动连接于横滚底座，可相对于横滚底座实现横滚翻转，横滚臂的两端转动连接于俯仰模块，俯仰模块可相对于横滚臂实现俯仰翻转；横滚臂和俯仰模块构成横滚模块，横滚模块的重心位于横滚臂与横滚底座的横滚转轴之下，使横滚模块处于物理上的重心稳态，横滚模块具有自动趋于稳定的趋势，横滚底座支撑随船体晃动，不断摇摆，由于横滚模块的重心位于横滚转轴之下，横滚模块的晃动幅度小于横滚底座的晃动幅度，更容易实现稳定，并趋于静止，降低调节的难度，该装置不需设置断电抱闸，具有更高的可靠性。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术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的一些实施例，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1A为卫星天线整体结构的左侧视图；

图1B为卫星天线整体结构的右侧视图；

图1C为卫星天线整体结构的后侧视图；

图2A为横滚臂的斜上方视角的轴测图；

图2B为斜下方视角的轴测图；

图3A为横滚臂的俯视图；

图3B为横滚臂的仰视图。

图中包括：

横滚臂1、转接孔11、转接柱12、连接柱13、主支撑臂101、侧支撑臂102、横滚底座2、俯仰模块3、天线31、天线支架32、配重支架33、驱动齿盘4。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种卫星天线横滚角自稳态调节装置，利用重心位置设定，使横滚模块处于自稳态，降低横滚模块的调节难度。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本实用新型的卫星天线横滚角自稳态调节装置进行详细的介绍说明。

如图1A至图1C所示，分别为卫星天线整体结构的左侧视图、右侧视图和后侧视图；本实用新型提供的卫星天线横滚角自稳态调节装置包括横滚臂1，如图2A和图2B所示，分别为横滚臂的斜上方和斜下方视角的轴测图；图3A和图3B所示，分别为横滚臂的俯视图和仰视图；横滚臂1转动连接于横滚底座2实现横滚翻转，横滚转轴大致呈横向延伸，使横滚臂左右上下摆动；横滚臂1的两端转动连接于俯仰模块3，俯仰模块3相对于横滚臂1实现俯仰翻转，俯仰转轴大致呈横向延伸，使俯仰模块3前后上下摆动，横滚转轴和俯仰转轴大致垂直设置。

横滚臂1和俯仰模块3构成横滚模块，横滚模块的重心位于横滚臂1与横滚底座2的横滚转轴之下，横滚模块相当于吊装于横滚转轴上，横横滚模块处于物理上的重心稳态；当横滚模块的重心位于横滚转轴正下方时，横滚模块保持相对静止，当横滚模块的重心偏离横滚转轴所在的垂线时，横滚模块与横滚转轴的摩擦力使其具有趋于静止的趋势；当船体带动横滚底座摆动时，横滚模块的摆动幅度小于横滚底座的摆动幅度。

横滚模块重心的降低可设置配重块或调节各部件的安装位置来实现，通过降低重心更容易实现横滚模块稳定，并趋于静止，降低横滚模块的稳定调节的难度，该装置不需设置断电抱闸，具有更高的可靠性。

在上述方案的基础上，横滚转轴所处的中心线高于横滚臂1的重心，使横滚臂1自身处于物理上的稳态，横滚臂1自身自动趋于稳定。

优选地，本实用新型在横滚臂1上开设转接孔11，通过转接孔11中插接横滚转轴，在横滚臂1上开设的转接孔11相当于减重孔，可使横滚臂1上部的重量进一步减轻；当然，除此之外，还可将横滚转轴固定在横滚臂1上，这些具体的设置形式均应受到本实用新型的保护。

横滚臂1的两端分别设置用于插接俯仰模块3的转接柱12，俯仰模块3围绕转接柱12旋转；也可在横滚臂1的两端分别开设通孔，将转接柱12设置于俯仰模块3上。

具体地，本实用新型中的横滚臂1包括主支撑臂101和侧支撑臂102，两根侧支撑臂102固定连接于主支撑臂101的两端，主支撑臂101和侧支撑臂102相对固定连接形成U型；两根侧支撑壁上的转接柱12朝向相反的方向凸出，也即俯仰模块3连接于侧支撑臂102的外侧。横滚臂1并不仅限于上述结构，也可设置为半圆形、弧形等形状。

转接孔11的圆心高于横滚臂1竖向切面的中心，横滚臂1的顶面凸出设置用于避让转接孔11的凸块。如图2A所示，横滚臂1的对称面处作截面，横滚臂1的重心低于转接孔11。横滚臂1顶面中心处设置向上凸起的凸块，在保证横滚臂1主体结构尺寸不增加的基础上升高转接孔11的位置。

横滚臂1的上表面和下表面分别凹陷设置减重槽，上表面的减重槽大于下表面的减重槽；如图2A和图2B所示，横滚臂1上表面的减重槽沿横滚臂1的延伸方向开设，中间设置加强筋，保证结构强度；横滚臂1下表面的减重槽尺寸较小，由多个相互独立的小槽构成，保证下部的重量大于上部的重量。

在上述任一技术方案及其相互组合的基础上，横滚臂1的侧壁上设置连接柱13，连接柱13为凸出于横滚臂1外表面的凸块结构，通过连接柱13定位固连驱动齿盘4，在驱动齿盘4外周设有啮合齿，驱动齿盘4能够与横滚底座2上设置的驱动齿轮相互啮合传动；驱动盘4并非为一完整的圆形，驱动齿盘4外周呈优弧，相当于上部被切去一部分，以减轻上部的重量，使下部的重量集中。通过驱动齿盘4带动横滚臂1实现横滚转动，调节横滚角。

如图1B所示，横滚臂1呈倾斜设置，横滚臂1与横滚底座2的转轴的竖向位置低于横滚臂1与俯仰模块3的转轴的竖向位置，也即图1B中从左向右倾斜向上设置。

更进一步，本实用新型中的俯仰模块3包括天线31、天线支架32和配重支架33，天线31与天线支架32相对固定连接，天线支架32和配重支架33能够调节相对固定角度，俯仰模块3的重心位于横滚臂1和俯仰模块3转轴的垂线上，使俯仰模块处于物理上的重心稳态，降低俯仰模块的调节难度，俯仰模块与横滚模块双重调节。

天线支架32和配重支架33相对转动连接，配重支架33上设置用于驱动天线支架32旋转的电机，通过电机自动调节天线支架32的俯仰角。当配重支架33处于竖直时，天线31自然朝向卫星方向。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。