专利名称：：一种自复位电缆缠绕装置的制造方法
技术领域：
：本发明涉及雷达天线领域中的一种自复位电缆缠绕装置的制造方法，特别适用于雷达天线座中方位、俯仰和极化轴等有限角度旋转的电缆、导线固定及扭转机构电缆缠绕装置的制造。
背景技术：
：在雷达天线座中，电缆通过旋转的方位、俯仰和极化轴时采用直接连接的方法不仅可以避免因动态接触而产生的不必要的故障，使雷达的可靠度大为提高，而且对于高频乃至微波信号等还可以大大降低因动态传输而产生的损失，从而提高雷达的性能，还可使结构进行有效的简化。因而，对于有限角度旋转的雷达天线座，采用电缆缠绕装置对于提高雷达的性能、简化结构、降低成本等都有着非常积极的意义。一般固定于铅垂和水平的回转轴雷达天线座中，电缆缠绕装置比较简单，它无需轴向、径向定位，只利用电缆的重力作用就能使电缆自动回复原位，并能保证电缆间的相互位置不变，从而实现电缆的有序运动。如果回转轴的轴心不在铅垂或水平位置，还要围绕其它轴做运动，典型的如极化回转轴，它不仅自转，还要随俯仰轴做倾覆运动，其轴心与水平面的夹角是在变化的，这样的装置就不能实现电缆的有序运动。再有安装在飞机等载体上的天线，其回转轴的倾角也将随载体的姿态不同而变化，同样不能实现电缆的有序运动，不能满足在动态载体中电缆缠绕的要求。因此，使电缆在各种姿态下进行有序的缠绕和复位已是天线制造中迫切解决的关键技术。
发明内容本发明的目的在于避免上述
背景技术：
中的不足之处而提供一种天线工作在各种姿态下防止众多电缆互相缠绕干涉，进行有序转动的自复位电缆缠绕装置的制造方法，并且本发明具有结构简单、制造成本低、转动角度可控、性能安全可靠等特点，可应用于各种雷达天线。本发明的目的是这样实现的，本发明包括步骤①根据电缆最小弯曲半径、电缆的数量、电缆的直径d、电缆与电缆之间的间距b设计制造回转支撑轴组件l、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3;回转支撑轴组件1的上端法兰盘用紧固件安装在回转转台上，电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3分别活动套装在回转支撑轴组件1的轴杆上；回转支撑轴组件1、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3的各圆盘上安装电缆10和钢丝绳7，钢丝绳7的拉力支撑安装电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3;②根据回转转台的转动角度A、回转支撑轴组件1的轴杆长度设计电缆支撑组件2的个数N，N为自然数，N个电缆支撑组件2依次活动套装在回转支撑轴组件1的轴杆上；回转支撑轴组件1、N个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3的每个组件之间安装弹簧6，安装在N个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3上的电缆10通过弹簧6的张力、钢丝绳7的拉力进行圆周扭转和上下移动；③根据回转支撑轴组件1转动角度的大小设计制造固定滑槽组件5、止转拨杆4，将固定滑槽组件5用紧固件安装在回转转台底座上,固定滑槽组件5的滑槽上下端安装限位开关14;止转拨杆4用紧固件安装在末端电缆支撑组件3的下端圆盘上，止转拨杆4的另一端活动安装在固定滑槽组件5的滑槽内，回转支撑轴组件1转动时，通过钢丝绳7带动末端电缆支撑组件3上的止转拨杆4在固定滑槽组件5的滑槽内作上下移动；止转拨杆4在固定滑槽组件5的滑槽内上下移动的距离利用限位开关14通过控制系统电源限定回转支撑轴组件1的转动角度范围；④活动电缆支架8用紧固件安装在末端电缆支撑组件3的下端圆盘上，固定电缆支架9用紧固件安装在回转转台底座上；电缆10依次排列固定在活动电缆支架8上，通过活动电缆支架8依次排列安装在固定电缆支架9上；完成自复位电缆缠绕装置的制造。本发明第①、②步骤中所述的N个电缆支撑组件2其相邻组件之间的相对转动角度a、电缆10倾斜角度e、N个电缆支撑组件2相邻组件之间的距离L卜N个电缆支撑组件2相邻组件之间的活动距离IV满足以下公式D,SDcos—_d-----------------V式中D为电缆10分布圆直径、单位为mm，A为弹簧6的外径、单位为mm，b为相邻电缆10之间的间距、单位为mm,d为电缆10的直径、单位为mm，k、L2单位为mm，P、a单位为度；N个电缆支撑组件2相邻组件之间的距离"的N+l倍为电缆10的有效缠绕长度为L，即L^L!X(N+l)、L单位为mm;回转支撑轴组件1的轴杆直径为D2、D2单位为mm。本发明与
背景技术：
相比具有如下优点1.本发明克服了一般天线系统中的电缆缠绕装置的无轴向、径向定位，仅利用电缆的重力作用使电缆自动复位，不能抵御随着载体做倾覆运动的缺点，本发明设计了回转支撑轴组件l、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3、弹簧6，使得天线的回转轴无论处于任何姿态下，都可以使电缆有序地进行缠绕和复位。2.本发明设计了N个电缆支撑组件2，有效地解决了电缆10在缠绕过程中上端与下端电缆倾斜角P不能控制的缺点，使得天线在最大回转角条件下，电缆的-下端与上端获得相等的倾斜角3。3.本发明设计了固定滑槽组件5，在固定滑槽组件5的滑槽上下两端设置了限位开关14，有效地解决了由于电缆过度缠绕而造成电缆损坏。4.本发明具有结构简单、制造成本低、性能安全可靠等优点，可应用于各种雷达天线。图1是本发明实施例的结构示意图。图1中1为回转支撑轴组件、2为电缆支撑组件、3为末端电缆支撑组件、4为止转拨杆、5为固定滑槽组件、6为弹簧、7为钢丝绳、8为活动电缆支架、9为固定电缆支架、IO为电缆、14为限位开关。图2是本发明图1的A-A截面结构示意图。图3是本发明实施例相邻电缆支撑组件2旋转F至F'位置后的结构示意图。图4是本发明图3的B-B截面结构示意图。具体实施例方式参照图1至图4，本发明由回转支撑轴组件l、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3、止转拨杆4、固定滑槽组件5、弹簧6、钢丝绳7、活动电缆支架8、固定电缆支架9、电缆IO、限位开关14等部件组成，如图1所示，图1是本发明实施例的结构示意图。本发明当当回转转台转动时，与回转转台固定在一起的回转支撑轴组件1随回转转台一同转动，回转支撑轴组件1带动钢丝绳7转动，钢丝绳7逐级带动N个电缆支撑组件2转动并在回转支撑轴组件1的轴杆上作上下滑动。末级电缆支撑组件3通过止转拨杆4与固定滑槽组件5的作用，在回转支撑轴组件1的轴杆上作上下滑动，这样就实现了电缆10的一端转动而另一端不转动的转变。回转支撑轴组件1、各电缆支撑组件2、末级电缆支撑组件3在弹簧6、钢丝绳7的共同作用下保持相对稳定有序的位置，当回转支撑轴组件l回转时，在弹簧6张力的作用下各电缆支撑组件2可自动恢复到舒展状态。回转支撑轴组件l在转动过程中，在电缆IO、电缆支撑组件2、末级电缆支撑组件3重力的影响下，各级电缆支撑组件2的转动角度"并不是同步等角，靠近下端的转动角度比上端的转动角度大，如果不控制电缆支撑组件2间的最大转角"，有可能因为下端电缆支撑组件2间的转角过大而损坏电缆10，为了避免下端的电缆支撑组件2间转角"过大，限定两相邻电缆支撑组件2之间的活动距离L2，也就限定了两相邻电缆支撑组件2之间的最大转动角度"，当回转支撑轴组件1转动时，处于下端的电缆支撑组件2转角"达到最大转角后就不再相互转动，而是逐级使上一级的转角"增大，控制最大转动角度。本发明设计时根据工程的需要，实施例通过回转转台的电缆10为20根，电缆直径d二20mm，电缆10的弯曲半径大于150mm，极化轴转动范围为±180°，回转转台倾覆转动范围为0°90°，电缆10的总重量不大于10kg，回转支撑轴组件1的轴杆内径应大于80mm。本发明的设计原则是电缆10依次对称分布安装在回转支撑轴组件1、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3圆盘的圆周上；电缆10的分布圆直径D越小，电缆10的倾斜角e和轴向滑动量将越小，电缆10的倾斜角e和轴向滑动量将越小越好；电缆10的有效缠绕长度L越长，电缆10的扭转倾斜角度P就越小；弹簧的外径A越小，相邻电缆支撑组件2间就可获得越大的转角a，相邻电缆支撑组件2间转角a越大结构将越紧凑；电缆10间距b越大，电缆支撑组件2间相对转动角度a越大；钢丝绳7的数量根据电缆的多少、重量等因素选取，为使电缆支撑组件2平稳、自由地在回转支撑轴组件l的轴杆上滑动，钢丝绳7的数量应不小于3根，实施例选取钢丝绳的数量为4根，均匀分布安装在电缆支撑组件2的圆盘上；电缆10的分布圆直径D应等于或稍小于钢丝绳7的分布圆直径，以确保电缆10在缠绕过程中不受拉力的影响，达到了缠绕的目的。本发明第①、②步骤中所述的N个电缆支撑组件2其相邻组件之间的相对转动角度a、电缆10倾斜角度P、N个电缆支撑组件2相邻组件之间的距离U、N个电缆支撑组件2相邻组件之间的活动距离L2满足以下公式Z)sin,a、sin"=—xsm〖1&、62+cos〃戶^arccos厶-I-II-III-IV—VD,《Z)cos—一d---------------12实施例当所有尺寸确定后用上述Iv公式验证是否满足使用要求。本发明包括如下步骤①根据电缆最小弯曲半径、电缆的数量、电缆的直径d、电缆与电缆之间的间距b设计制造回转支撑轴组件1、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3;回转支撑轴组件1的上端法兰盘用紧固件安装在回转转台上，电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3分别活动套装在回转支撑轴组件1的轴杆上；回转支撑轴组件1、电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3的各圆盘上安装电缆10和钢丝绳7，钢丝绳7的拉力支撑安装电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3。本发明实施例选取电缆10最小许可弯曲半径大于150附附、电缆10为20根、电缆10的直径^=20附附、电缆间距6-45附m、回转支撑轴组件1的轴杆内径不小于90mm、电缆缠绕可利用空间为一00/wwxl200/wn等因素确定电缆分布圆直径"=340ww，回转支撑轴组件1的轴杆长度为1200附w、轴杆直径D2为，内径为96W7。如图2所示。回转支撑轴组件1的作用是本发明的中心支撑部件，它上轴端法兰盘安装在载体的回转轴上，是电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3、止转拨杆4、弹簧6、钢丝绳7、活动电缆支架8、电缆10等部件的支撑体和转轴。实施例为了不使电缆10与安装电缆的圆盘发生摩擦并顺应回转转台转动时电缆io倾斜角度e的变化，电缆10不是直接安装在回转支撑轴组件1的圆盘上，而是通过可以转动的电缆安装支座安装在回转支撑轴组件1的圆盘上，实施例电缆安装支座厚度为10附w。按照电缆分布圆直径1)=340附《7计算，回转支撑轴组件l安装电缆圆盘的直径为电缆10分布圆直径D减去电缆10的直径20附m及2倍的电缆安装支座的厚度20mm，实施例回转支撑轴组件1安装电缆圆盘的夕卜径为300ww，内径102am/w，夕卜缘高20ww，内缘高5/ww，用3ww厚的钢板冲压制作成盘形结构，以提高支撑刚度，内缘焊接在回转支撑轴组件1的轴杆上，外缘上安装电缆安装支座。②根据回转转台的转动角度A、回转支撑轴组件1的轴杆长度设计电缆支撑组件2的个数N，N为自然数，N个电缆支撑组件2依次活动套装在回转支撑轴组件1的轴杆上；回转支撑轴组件1、N个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3的每个组件之间安装弹簧6，安装在N个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3上的电缆10通过弹簧6的张力、钢丝绳7的拉力进行圆周扭转和上下移动。本发明实施例回转支撑轴组件1的转动范围为±180°，设计电缆支撑组件2的个数为2，相邻支撑组件2间最大转角为《=60°、相邻'电缆支撑组件间的距离/:,240画、电缆有效缠绕部分长度Z=ZlX(iV+l)=720m/，制作时在回转支撑轴组件1的轴杆上部留有160,的电缆安装空间，下端留有约320附m的电缆安装空间。电缆支撑组件2套装在回转支撑轴组件1的轴杆上，是电缆10与钢丝绳7的支撑体，也是电缆IO最大转角的限制件，它在弹簧6与钢丝绳7的作用下，在回转支撑轴组件1上既转动又滑动，按照选定的电缆分布圆直径Z)=340WW、相邻支撑组件间的距离Z,=240附;w、相邻支撑组件间最大转角为《=60。，根据公式I计算丄2,选定相邻电缆支撑组件2间的活动距离/:2=75麵，电缆支撑组件2的电缆支撑圆盘除内径为114w附之外，其余尺寸与回转支撑轴组件1安装电缆圆盘全部相同，外径为300/mw,内径102附m，外缘高20mw，内缘高5附w，用3附m厚的钢板冲压而成，内缘焊接在电缆支撑组件2的轴套上，外缘上安装电缆安装支座，电缆支撑组件2上的轴套外径114附m、内径103wm、电缆支撑组件2的轴套长度A—Z2=240—75=165w附。根据公式V确定弹簧6外径A:12结合电缆支撑组件2上的轴套外径114m附、弹簧6的外径选取Z\=140附附。弹簧6的作用是为N个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3、电缆10由缠绕状态恢复到舒展提供扭转张力，弹簧6的张力应该大于电缆缠绕在弹簧受力最大时需要提供的推力，在本发明实施例中，弹簧提供的初始张力应该大于当回转转台回转轴处于O°(水平)位置时N个电缆支撑组件2与末端电缆支撑组件3在回转支撑轴组件1的轴杆上的摩擦力之和，预计电缆支撑组件2与末端电缆支撑组件3的总重量为10松，电缆重量为10松，共计『=20松，根据机械设计手册，摩擦系数按塑料与钢选取为//=0.2，其最大摩擦力为F=『x//=20x0.2x9.8=选取弹簧6的外径Di为140mw，钢丝直径为6附附，有效圈数为25，自由长度为450mm.装配后弹簧6的长度为235mw，初始张力为40.W，大于最大摩擦力39.2iV，最大压縮量时弹簧6的长度为160mw，张力为54.1iV。实施例本发明的钢丝绳7是2个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3的支撑件，在钢丝绳7的拉力和弹簧6的张力的共同作用下，2个电缆支撑组件2和末端电缆支撑组件3稳定在回转支撑轴组件1上；钢丝绳7承受弹簧6的张力和2个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3、电缆10等重力的合力，根据电缆缠绕的有效长度Z-720mm，选取钢丝绳的数量为4根，每根长度为800wm、直径为4附m，本发明实施例中，钢丝绳7不是直接安装在回转支撑轴组件1、2个电缆支撑组#2、末端电缆支撑组件3的圆盘上，而是通过钢丝绳支座均布安装在回转支撑轴组件1、2个电缆支撑组件2、末端电缆支撑组件3的圆盘上，钢丝绳7的分布圆直径为341m附，为保持钢丝绳不生绣，材料选取不锈钢的，钢丝绳7的强度远大于实际需要。根据公式n和m、rv验证电缆io倾斜角p、相邻电缆io之间的间距b是否符合设计要求当相邻电缆支撑组件2间转角《=60°时，根据公式n、m和iv计算结果为>9=41.8°，d+cos/=26.8AwwSZj=45mw，满足设计要求。如图3、图4所示。③在末端电缆支撑组件3的下端圆盘上用紧固件安装止转拨杆4，将固定滑槽组件5用紧固件安装在回转转台底座上，在固定滑槽组件5的滑槽上下端安装限位开关14，止转拨杆4的另一端活动安装在固定滑槽组件5的滑槽内，使回转支撑轴组件1转动时，通过钢丝绳7带动末端电缆支撑组件3上的止转拨杆4在固定滑槽组件5的滑槽内作上下移动，止转拨杆4在固定滑槽组件5的滑槽内上下移动的距离利用限位开关14通过转台控制系统的电源限定回转支撑轴组件1的转动角度范围，达到转动角度可控。末端电缆支撑组件3是钢丝绳7、电缆10的支撑体，也是止转拨杆4、活动电缆支架8的支撑体。为结构的一致性和通用性，实施例本发明末端电缆支撑组件3上端安装电缆的圆盘和下端安装止转拨杆4、活动电缆支架8的支撑圆盘直径同样选定为300ww，用3wm厚的钢板冲压成型，电缆支撑组件3上的轴套与电缆支撑组件2上的轴套也相同，外径114廳、内径103附w、轴套长度为165ww止转拨杆4的一端安装在末端电缆支撑组件3上，另一端卡装在固定滑槽组件5的滑槽里，限制末端电缆支撑组件3的转动，只允许末端电缆支撑组件3上下移动；止转拨杆4用规格为40wwx20w/wx2/wm、长为190ww的冷拔无缝矩形钢管与尺寸为110附附x50拊附x5w附的钢板燥接而成。实施例本发明固定滑槽组件5用紧固件安装在回转转台底座上，通过限制止转拨杆4的摆动来限制末端电缆支撑组件3的转动，止转拨杆4在固定滑槽组件5的滑槽内上下移动的距离利用限位开关14通过转台的电源限定回转支撑轴组件1的转动角度范围；。固定滑槽组件5滑槽的长度应大于N个电缆支撑组件2与末端电缆支撑组件3的活动距离之和再加止转拨杆4的宽度，在本发明实施例中为3x75+50=275ww，选取滑槽的长度为300w附。固定滑槽组件5的机体选用长度定为500附附、型号为100附w的槽钢禾口150wwxl00wwx0ww的钢板焊J妾而成，槽钢上开有300wwx8;ww长槽，在长槽的两边安装两条300mmx20/nwx5附w的不锈钢导向板，板间距5.5mm，以便止转拨杆4在槽中滑动，限位开关14通过限位开关支架安装在滑槽的两端。④活动电缆支架8用紧固件安装在末端电缆支撑组件3的下端圆盘上，电缆10依次排列固定在活动电缆支架8上，固定电缆支架9用紧固件安装在回转转台底座上，电缆10通过活动电缆支架8依次排列安装在固定电缆支架9上。本发明实施例的活动电缆支架8是固定电缆10的过度支架，用紧固件安装在末端电缆支撑组件3上的下端支撑圆盘上，电缆10从末端电缆支撑组件3圆盘上依次排列固定在活动电缆支架8上，使电缆10由圆形排列转变为直线排列，以便于再转接到固定电缆支架9上。固定电缆支架9是安装在回转转台底座上的固定电缆10的支架，是电缆缠绕的终端部件，电缆10到此即与回转转台底座保持相对固定。本发明实施例的活动电缆支架8与固定电缆支架9选取规格为40wwx20附wx2附w、长为500mw的冷拔无缝矩形钢管制作。完成本发明实施例的制造。权利要求1.一种自复位电缆缠绕装置的制造方法，其特征在于包括步骤①根据电缆最小弯曲半径、电缆的数量、电缆的直径d、电缆与电缆之间的间距b设计制造回转支撑轴组件(1)、电缆支撑组件(2)、末端电缆支撑组件(3)；回转支撑轴组件(1)的上端法兰盘用紧固件安装在回转转台上，电缆支撑组件(2)、末端电缆支撑组件(3)分别活动套装在回转支撑轴组件(1)的轴杆上；回转支撑轴组件(1)、电缆支撑组件(2)、末端电缆支撑组件(3)的各圆盘上安装电缆(10)和钢丝绳(7)，钢丝绳(7)的拉力支撑安装电缆支撑组件(2)、末端电缆支撑组件(3)；②根据回转转台的转动角度A、回转支撑轴组件(1)的轴杆长度设计电缆支撑组件(2)的个数N，N为自然数，N个电缆支撑组件(2)依次活动套装在回转支撑轴组件(1)的轴杆上；回转支撑轴组件(1)、N个电缆支撑组件(2)、末端电缆支撑组件(3)的每个组件之间安装弹簧(6)，安装在N个电缆支撑组件(2)、末端电缆支撑组件(3)上的电缆(10)通过弹簧(6)的张力、钢丝绳(7)的拉力进行圆周扭转和上下移动；③根据回转支撑轴组件(1)转动角度的大小设计制造固定滑槽组件(5)、止转拨杆(4)，将固定滑槽组件(5)用紧固件安装在回转转台底座上，固定滑槽组件(5)的滑槽上下端安装限位开关(14)；止转拨杆(4)用紧固件安装在末端电缆支撑组件(3)的下端圆盘上，止转拨杆(4)的另一端活动安装在固定滑槽组件(5)的滑槽内，回转支撑轴组件(1)转动时，通过钢丝绳(7)带动末端电缆支撑组件(3)上的止转拨杆(4)在固定滑槽组件(5)的滑槽内作上下移动；止转拨杆(4)在固定滑槽组件(5)的滑槽内上下移动的距离利用限位开关(14)通过转台控制电源限定回转支撑轴组件(1)的转动角度范围；④活动电缆支架(8)用紧固件安装在末端电缆支撑组件(3)的下端圆盘上，固定电缆支架(9)用紧固件安装在回转转台底座上；电缆(10)依次排列固定在活动电缆支架(8)上，通过活动电缆支架(8)依次排列安装在固定电缆支架(9)上；完成自复位电缆缠绕装置的制造。2.根据权利要求1所述的一种自复位电缆缠绕装置的制造方法，其特征在于第①、②步骤中所述的N个电缆支撑组件(2)其相邻组件之间的相对转动角度(a)、电缆(10)倾斜角度(P)、N个电缆支撑组件(2)相邻组件之间的距离(U)、N个电缆支撑组件(2)相邻组件之间的活动距离(L2)满足以下公式<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>式中D为电缆(10)分布圆直径、单位为mm，Q为弹簧(6)的外径、单位为腿，b为相邻电缆(10)之间的间距、单位为mm，d为电缆(10)的直径、单位为mm，U、L2单位为mm，e、a单位为度；N个电缆支撑组件(2)相邻组件之间的距离(Lt)的N+1倍为电缆(10)的有效缠绕长度为(L)，即L-L!X(N+l)、L单位为mm，回转支撑轴组件(1)的轴杆直径为(D2)、D2单位为mm。全文摘要本发明公开了一种自复位电缆缠绕装置的制造方法，它涉及雷达天线领域中天线座方位、俯仰和极化轴等有限角度旋转的电缆、导线固定及扭转机构的制造技术。它由回转支撑轴组件、电缆支撑组件、末端电缆支撑组件、止转拨杆、固定滑槽组件、弹簧、钢丝绳、电缆支架、电缆、限位开关等部件组成。它采用安装在回转转台上的回转支撑轴组件作为回转支撑轴，结合套装在回转支撑轴组件上的N个电缆支撑组件与末端电缆支撑组件，在弹簧与钢丝绳的作用下进行有序转动的原理，进行电缆、导线的缠绕和复位。本发明具有结构简单、制造成本低、转动角度可控、性能安全可靠等优点，特别适用于雷达回转轴随着雷达的载体作倾覆转动的雷达天线中的电缆缠绕装置。文档编号H01Q3/08GK101557036SQ20091007441公开日2009年10月14日申请日期2009年5月21日优先权日2009年5月21日发明者冯贞国,刘国玺,师民祥,李聪聪,杨文宁,王大为,王宇哲,石伟朝,韩贵梅申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所