专利名称：一种移动式微型天线伺服系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及天线伺服系统，具体涉及一种移动式微型天线伺服系统。
背景技术：
天线伺服系统在辐射和接收电磁波的无线电设备中应用非常广泛，主要用于广播、通信、天文、气象、航海、航空、航天、国防等相关领域。根据其用途及机动性要求，天线伺服系统可分为固定式和移动式两大类。移动式天线伺服系统在使用时不是一直固定在某一地点上，而是需要经常移动、拆御、搬运并架设。因此，对移动式天线伺服系统不仅要求其体积小、重量轻，而且对其架设和拆卸的时间快捷性及方便性也有比较苛刻的要求。对移动式微型天线伺服系统而言，除了必须满足电性能要求外，还必须满足机械性能，同时还应便于维护、架设、拆收和背负。满足机械性能要求即保证天线伺服系统应具有足够的强度和刚度，便于架设和拆收即要求天线伺服系统重量轻，体积小、能够快速装·拆。随着现代微波通讯技术的不断发展，一方面要求天线伺服系统的精度越高越好，另一方面要求在保证系统的稳定性和可靠性的同时天线伺服系统的重量越轻越好；而采用传统设计方法得到的天线伺服系统的特点是结构尺寸与重量均较大、架设和拆收较为复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种便于架设、拆收和背负的移动式微型天线伺服系统。本发明所述的移动式微型天线伺服系统，包括天线俯仰装置、方位传动装置、水平调整云台和支撑附件，其中所述的支撑附件包括支撑架和电缆；所述的方位传动装置包括底部为敞口的上壳体和下壳体，所述上壳体的底端与下壳体的顶端固定连接；在下壳体内设有安装支架，该安装支架通过水平调整云台安装于所述支撑附件的支撑架上，在安装支架上安装有方位轴，该方位轴穿过下壳体伸入上壳体中，在方位轴上依次套装有回转轴承和汇流环，方位轴的顶端通过联轴节与方位编码器连接；所述回转轴承的内环与固定于下壳体上的法兰盘固定连接，在回转轴承的外环上套装有方位齿轮，所述的方位齿轮和回转轴承的外环通过紧固件固定于安装支架上；在下壳体上安装有电机减速器一体机和控制电路板，所述电机减速器一体机的输出轴上通过平键连接装有一齿轮，该齿轮在轴端通过挡板进行轴向固定后与前述的方位齿轮相啮合；所述汇流环的转子与汇流环支架连接，该汇流环支架固定于下壳体上，所述方位编码器的转子与方位编码器支架连接，所述的方位编码器支架固定连接于汇流环支架上；所述的天线俯仰装置包括一框架，框架的下端具有一个向框架内部凹进的开口，所述的方位传动装置置于上述开口中；在框架内设置有电动推杆、第一俯仰轴、第二俯仰轴及俯仰编码器，其中组成电动推杆的推杆通过曲柄与第一俯仰轴的一端连接，所述第一俯仰轴的另一端穿过框架伸入方位传动装置的上壳体内并固定于上壳体的内壁上；所述第二俯仰轴设置于框架上与第一俯仰轴设置位置的相对位置处并与第一俯仰轴保持同轴，其一端固定于方位传动装置的上壳体的内壁上，另一端穿过上壳体和框架通过联轴节与俯仰编码器连接；所述俯仰编码器的转子与俯仰编码器支架连接，该俯仰编码器支架固定于所述的框架上。上述技术方案的方位传动装置中，最好是在所述的安装支架上开设安装槽，然后在安装支架上安装一覆盖安装槽的压板，再将方位轴安装于该压板上，以方便回转轴承与法兰盘的安装。 上述技术方案的方位传动装置中，还可以在上壳体的上端面上与电机减速器一体机安装位置的相应处开设检修孔，并在检修孔上安装上盖板，从而方便电机减速器一体机 的检修。上述技术方案的方位传动装置中，为了保持下壳体内的各零部件不受风沙浸蚀，可以在下壳体的底部设置底盖板，所述底盖板与下壳体固定连接，最好是在两者之间加装一密封板，以起到较好的密封效果；在底盖板上开设有一通孔，所述的通孔与安装支架之间间隙配合，以便安装支架既可从该通孔中通过，又能最大限度的保护下壳体内的各零部件不受风沙浸蚀。上述技术方案的天线俯仰装置中，最好是在框架内部设有若干个用于安装设备如电动推杆等的支板，其中的电动推杆中的推杆通过铰链支座安装于其中的一个支板上。上述技术方案中，所述的支撑架通常为三角架。所述的控制电路板主要是控制天线框架进行方位和俯仰的各种运动。所述的上壳体、下壳体和框架均采用铝合金材料制作。上述技术方案中，所述的水平调整云台包括一安装板，在安装板上固设有三个调节螺杆，各调节摞杆上均设有上、下调整螺母，所述方位传动装置中的安装支架安装于所述的调节螺杆上并通过调整上、下调整螺母使系统达到水平；最好在每个调节螺杆与安装板之间设置角板，以加强水平调整云台的刚性。与现有技术相比，本发明的特点在于I、方位传动装置采用电机减速器一体机、回转轴承和传动装置一体化，可最大限度的减轻重量和减小体积，并且传动精度高、传动稳定、输出力矩大、噪音小、可靠性高；2、上、下壳体采用铝合金板加工而成，能承受较大的重力，同时在几个方位均有检修盖板，便于安装、拆卸和维修；3、伺服机构和控制电路全部集成在方位传动装置中，集成度高，减少对外接口电缆数，不仅减轻了重量，而且提高了系统的稳定性；4、将方位编码器和俯仰编码器分别直接装于方位轴和俯仰轴上，省去了一套复杂的消隙机构，在提高精度的同时，最大限度减小系统的体积，减轻系统的重量。
图I为本发明所述移动式微型伺服系统一种实施方式的结构示意图；图2为图I所示实施方式中天线俯仰装置打开后盖的结构示意图3为图I所示实施方式中方位传动装置的结构示意图；图4为图I所示实施方式中水平调整云台的剖视图；图5为图I所示实施方式中水平调整云台的俯视图。图中标号为I天线俯仰装置；2方位传动装置；3水平调整云台；4支撑附件；5俯仰编码器；6俯仰编码器支架；7联轴节；8第二俯仰轴；9铰链支座；10框架；11电动推杆；12曲柄；13第一俯仰轴；14支板；15压板；16方位轴；17衬套；18方位齿轮；19挡板；20齿轮；21密封板；22下壳体；23法兰盘；24上壳体；25电机减速器一体机；26上盖板；27方位编码器；28安装支架；29锁紧螺母；30方位编码器支架；31汇流环；32汇流环支架；33控制电路板；34上外环；35内环；36钢球；37底盖板；38下外环；39安装孔；40调节螺杆；41上调整螺母；42下调整螺母；43角板；44安装板。
具体实施例方式如图I 5所示，本发明所述的移动式微型天线伺服系统，包括天线俯仰装置I、方位传动装置2、水平调整云台3和支撑附件4，其中所述的支撑附件4包括三脚架和电缆等；所述的方位传动装置2具体如图3所示，它包括底部均为敞口的上壳体24和下壳体22，由铝合金材料制成，所述上壳体24的底端与下壳体22的顶端固定连接；在下壳体22内设有安装支架28，该安装支架28通过水平调整云台3安装于所述支撑附件4的三脚架上，在安装支架28上开设有一安装槽和三个安装孔39，安装支架28上安装有一覆盖该安装槽的压板15,在该压板15上安装有方位轴16,所述方位轴16穿过下壳体22并伸入上壳体24中，在方位轴16上从靠近压板15的一端开始依次套装有回转轴承和汇流环31，方位轴16的顶端通过联轴节7与方位编码器27连接；所述的回转轴承主要由内环35、外环、钢球36和衬套17组成，其中外环由上外环34和下外环38组成，钢球36分别位于内环35与上外环34以及内环35与下外环38之间，所述衬套17置于上外环34和下外环38之间，三者通过螺栓固定在一起；回转轴承的内环35与固定于下壳体22上的法兰盘23固定连接，在回转轴承的外环上套装有方位齿轮18，所述方位齿轮18和回转轴承的外环通过紧固件固定于安装支架28上；在上壳体24内部设有电机减速器一体机25和控制电路板33，具体的，电机减速器一体机25和控制电路板33分别固定在方位轴16两侧的下壳体22上,所述电机减速器一体机25的输出轴通过平键连接装有一齿轮20，该齿轮20在轴端通过挡板19进行轴向固定后与前述的方位齿轮18相啮合；所述汇流环31的转子部分与汇流环支架32连接，该汇流环支架32固定于下壳体22上，汇流环31的定子部分与方位轴16连接，在汇流环31的端部用锁紧螺母29对汇流环31进行轴向紧固；所述方位编码器27的转子部分与方位编码器支架30连接，该方位编码器支架30固定连接于汇流环31支架上，以保证方位编码器27和汇流环31的转子部分进行同步运动；在上壳体24的上端面上与电机减速器一体机25安装位置的相应处开设检修孔，在检修孔上安装上盖板26，从而方便电机减速器一体机25的检修；在下壳体22的底部设置底盖板37，所述底盖板37与下壳体22固定连接，在底盖板37和下壳体22之间装有密封板21，以起到较好的密封效果；在底盖板37中间开设一通孔，该通孔与安装支架28之间间隙配合，使方位传动装置2成为一个相对封闭的整体，起到防水、防尘、防沙和防盐雾的作用；所述的天线俯仰装置I具体如图2所示，它包括一铝合金材质制成的框体，所述的框体由框架10和后盖组成，框架10的下端具有一个向框架10内部凹进的长方形开口，所述的方位传动装置2置于该开口中，框架10上没有开口的一面上固定安装有天线；在框架10内部设有若干个用于安装设备(如电动推杆11等)的支板14，在框架10内还设置有电动推杆11、第一俯仰轴13、第二俯仰轴8及俯仰编码器5，所述的电动推杆11通过铰链支座9安装于框架10内的一个支板14上，其中组成电动推杆11的推杆通过曲柄12与第一俯仰轴13的一端连接，该第一俯仰轴13的另一端穿过框架10伸入方位传动装置2的上壳体24内并固定于该上壳体24的内壁上；所述第二俯仰轴8设置于与框架10上与第一俯仰轴13固定位置相对的位置处并与第一俯仰轴13保持同轴，其一端固定于方位传动装置2的上壳体24的内壁上，另一端穿过上壳体24和框架10后通过联轴节7与俯仰编码器5连接；所述俯仰编码器5的转子部分与俯仰编码器支架6连接，该俯仰编码器支架6固定于所述的框架10上，所述第一俯仰轴13和框架10之间、第二俯仰轴8和框架10之间均通过轴承连接； 所述的水平调整云台3如图4 5所示，包括一安装板44，该安装板44通过螺杆、螺母固定于三脚架上，在安装板44上固设有三个调节螺杆40，各调节螺杆40上均设有上调整螺母41和下调整螺母42，所述方位传动装置2中的安装支架28通过其上的安装孔39安装于所述的调节螺杆40上并通过调整上调整螺母41和下调整螺母42使天线俯仰装置I和方位传动装置2 —体设备处于水平状态；最好在每个调节螺杆40与安装板44之间设置角板43，以加强水平调整云台3的刚性。具体制作时，通常是将天线俯仰装置I和方位传动装置2先装配成一体，在架设 时，先将水平调整云台3中的安装板44置于三脚架上，用螺杆和螺母锁紧固定，之后取下水平调整云台3中各调节螺杆40上的上调整螺母41，然后将天线俯仰装置I和方位传动装置2 一体设备中的安装支架28上的安装孔39置于水平调整云台3的调节螺杆40上，接着装入卸下的两个上调整螺母41，通过调整下调整螺母42的高度，使系统(天线俯仰装置I和方位传动装置2 —体设备)达到水平，再将上调整螺母41锁紧，实现对天线俯仰装置I和方位传动装置2 —体设备的紧固，最后将对外连接电缆接上，即完成本发明所述移动式微型伺服系统的架设。拆收过程与架设过程相反，先取下对外连接电缆，然后取下各调节螺杆40上的上调整螺母41，接着可将天线俯仰装置I和方位传动装置2 —体设备取下，再将水平调整云台3取下，最后将上调整螺母41装回各调节螺杆40上，即完成本发明所述移动式微型伺服系统的拆收。背负分为两部分先将天线俯仰装置I和方位传动装置2 —体设备放于一个背包中，然后将水平调整云台3和支撑附件4放于另一个背包中，最后将两个背包紧固在一起，即完成本发明所述移动式微型伺服系统的背负。在工作时，方位传动装置2的工作原理如下通电后，电机减速器一体机25启动，带动齿轮20运动，由于齿轮20和方位齿轮18相啮合，而方位齿轮18与回转轴承的外环均固定于安装支架28上，回转轴承的外环和方位齿轮18均是不动的，因此齿轮20围绕方位齿轮18进行旋转运动；而电机减速器一体机25固定在下壳体22上,下壳体22又与上壳体24相连,且法兰盘23 —端固定在下壳体22上，另一端固定在回转轴承的内环35上，由于齿轮20的运动，使回转轴承内环35运动，带动上壳体24、下壳体22运动，而上壳体24与天线俯仰装置I相连，进而带动天线俯仰装置I的天线框架10进行方位360°旋转运动。方位轴16通过压板15固定在安装支架28上，工作时固定不动，其上装的汇流环31的定子部分与方位轴16相连，汇流环31的转子部分与汇流环支架32相连，在汇流环31的端部用锁紧螺母29对汇流环31的轴向进行紧固，而汇流环支架32与下壳体22相连，因此汇流环31与方位轴16的连接部分是不动的，但汇流环支架32是随着下壳体22的转动而转动的；装在方位轴16的轴端的方位编码器27，其定子部分与联轴节7相连，其转子部分与方位编码器支架30相连，而方位编码器支架30与汇流环31支架连接在一起，因此，方位编码器27的转子和汇流环31的转子部分进行同步运动。天线俯仰装置I的工作原理如下通电后，组成电动推杆11的电机启动,通过铰链支座9使电动推杆11的推杆进行 直线往复运动，由曲柄12使直线运动变换成角度运动，由于第一俯仰轴13和第二俯仰轴8的一端分别固定于方位传动装置2的上壳体24的两侧内壁上，因此第一俯仰轴13和第二俯仰轴8在俯仰运动时是固定不动的；而第一俯仰轴13、第二俯仰轴8和框架10之间是通过轴承连接的，因此，当曲柄12运动时，通过两侧的轴承，使框架10围绕一俯仰轴13和第二俯仰轴8进行仰角运动，联轴节7使俯仰编码器5的定子与第二俯仰轴8相联，俯仰编码器5的转子部分由俯仰编码器支架6固定在框架10上，随框架10进行同步运动。
权利要求
1.一种移动式微型天线伺服系统，包括天线俯仰装置(I)、方位传动装置(2)、水平调整云台(3)和支撑附件(4)，其特征在于 所述的支撑附件(4)包括支撑架和电缆； 所述的方位传动装置(2)包括底部为敞ロ的上壳体(24)和下壳体(22)，所述上壳体(24)的底端与下壳体(22)的顶端固定连接；在下壳体(22)内设有安装支架(28)，该安装支架(28)通过水平调整云台(3)安装于所述支撑附件(4)的支撑架上，在安装支架(28)上安装有方位轴(16),该方位轴(16)穿过下壳体(22)伸入上壳体(24)中,在方位轴(16)上依次套装有回转轴承和汇流环(31)，方位轴(16)的顶端通过联轴节(7)与方位编码器(27)连接；所述回转轴承的内环(35)与固定于下壳体(22)上的法兰盘(23)固定连接，在回转轴承的外环上套装有方位齿轮(18)，所述的方位齿轮(18)和回转轴承的外环通过紧固件固定于安装支架(28)上；在下壳体(22)上安装有电机减速器一体机(25)和控制电路板(33)，所述电机减速器一体机(25)的输出轴上通过平键连接装有ー齿轮(20) ，该齿轮(20)在轴端通过挡板(19)进行轴向固定后与前述的方位齿轮(18)相啮合；所述汇流环(31)的转子与汇流环支架(32)连接，该汇流环支架(32)固定于下壳体(22)上，所述方位编码器(27)的转子与方位编码器支架(30)连接，所述的方位编码器支架(30)固定连接于汇流环支架(32)上； 所述的天线俯仰装置(I)包括ー框架(10)，框架(10)的下端具有一个向框架(10)内部凹进的开ロ，所述的方位传动装置(2)置于上述开口中；在框架(10)内设置有电动推杆(11)、第一俯仰轴(13)、第二俯仰轴(8)及俯仰编码器(5)，其中组成电动推杆(11)的推杆通过曲柄(12)与第一俯仰轴(13)的一端连接，该第一俯仰轴(13)的另一端穿过框架(10)伸入方位传动装置(2)的上壳体(24)内并固定于上壳体(24)的内壁上；所述第二俯仰轴(8)设置于框架(10)上与第一俯仰轴(13)设置位置的相对处并与第一俯仰轴(13)保持同轴，其一端固定于方位传动装置(2)的上壳体(24)的内壁上，另一端穿过上壳体(24)和框架(10)通过联轴节(7)与俯仰编码器(5)的定子连接；所述俯仰编码器(5)的转子与俯仰编码器支架(6)连接，该俯仰编码器支架出)固定于所述的框架(10)上。
2.根据权利要求I所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在干方位传动装置(2)中，所述的安装支架(28)上开设有安装槽，在安装支架(28)上安装有覆盖所述安装槽的压板(15),所述的方位轴(16)安装于该压板(15)上。
3.根据权利要求I所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在干方位传动装置(2)中，在上壳体(24)的上端面上与电机减速器一体机(25)安装位置的相应处开有检修孔，所述的检修孔上安装有上盖板(26)。
4.根据权利要求I所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在干方位传动装置(2)中，所述下壳体(22)的底部设有底盖板(37)，在底盖板(37)上开设有通孔，所述的通孔与安 装支架(28)之间间隙配合。
5.根据权利要求I所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在干天线俯仰装置(I)中，在框架(10)内部设有若干个用于安装设备的支板(14)，所述组成电动推杆(11)的推杆通过铰链支座(9)安装于其中的一个支板(14)上。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在于所述的支撑架为三角架。
7.根据权利要求I 5中任一项所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在于所述的上壳体(24)、下壳体(22)和框架(10)均采用铝合金材料制作。
8.根据权利要求I 5中任一项所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在于水平调整云台(3)包括一安装板(44)，在安装板(44)上固设有三个调节螺杆(40)，各调节摞杆上均设有上、下调整螺母(41、42)，所述方位传动装置(2)中的安装支架(28)安装于所述的调节螺杆(40)上并通过调整下调整螺母(42)使系统达到水平。
9.根据权利要求8所述的移动式微型天线伺服系统，其特征在于在每个调节螺杆(40)与安装板(44)之间连接有角板(43)。
全文摘要
本发明公开了一种移动式微型天线伺服系统，包括天线俯仰装置、方位传动装置、水平调整云台和支撑附件。在架设时，先将水平调整云台固定在支撑附件的三角架上，然后将天线俯仰装置和方位传动装置一体设备中的安装支架固定在水平调整云台上，最后将对外连接电缆接上，即完成本发明所述移动式微型伺服系统的架设。本发明所述体积小，重量轻，便于架设、拆收和背负。
文档编号H01Q1/12GK102738554SQ201210224659
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者付国华, 卢智斌, 尚玉玲, 张明, 李春泉, 陈鹏, 黄琼琼 申请人:桂林电子科技大学