一种四天线伺服控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种天线伺服控制系统，尤其涉及一种四天线伺服控制系统。

背景技术：

在有大型社会活动、重大突发事件、重大刑事案件或重大军事行动时均离不开现场勘察、指挥及决策，由于突发事件持续时间长、地点不确定的特点，因此在指挥处置突发事件时，指挥人员需要及时获得现场的图像、声音等重要信息。通信指挥车具有良好的机动性能和通信性能，能作为上述突发情况现场的信息中心和指挥中心。通信指挥车的通信设备设有天线，目前现有的通信指挥车只设置了单一类型的天线，并且天线只能通过手工进行调整，操作极其不方便，费时费力。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种四天线伺服控制系统。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种四天线伺服控制系统，包括鞭型天线开合机构、鞭型天线俯仰机构、板型天线伺服机构、电气控制系统；鞭型天线开合机构的上侧两端均设置有鞭型天线，下端中间设置有鞭型天线俯仰机构；电气控制系统包括电气控制箱，电气控制箱设置于鞭型天线俯仰机构的下端；电气控制箱的左端、右端对称设置有板型天线伺服机构，板型天线伺服机构的外侧均设置有板型天线。

鞭型天线开合机构包括壳体A；壳体A的左端、右端对称设置有鞭传动摆臂，鞭传动摆臂的端部均设置有固定盘，两个固定盘上均垂直设置有鞭型天线；壳体A的内部设置有电机A、蜗轮蜗杆机构A；壳体A的外壁设置有手摇轴A，手摇轴A的一端向内突出与电机A一端的输出轴相连接，电机A另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构A相连接；蜗轮蜗杆机构A的蜗轮轴A均向外突出贯穿壳体A并均与鞭传动摆臂相连接；壳体A的内部设置有角度检测器A。

鞭型天线俯仰机构包括壳体B；壳体B的下端设置有一号连接盘；壳体B的上侧左端、上侧右端对称设置有摆杆，两个摆杆通过二号连接盘相连接；壳体B的外壁设置有手摇柄；壳体B的内部包括电机B、蜗轮蜗杆机构B；壳体B的外壁设置有手摇轴B；手摇轴B的一端向内突出与电机B一端的输出轴相连接，电机B另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构B相连接；蜗轮蜗杆机构B的蜗轮轴B向外突出贯穿并与摆杆相连接；壳体B的内部设置有角度检测器B。

板型天线伺服机构包括方位机构、俯仰机构、固定梁；方位机构的下端通过三号连接盘与俯仰机构相连接；俯仰机构的前侧、后侧对称设置有前盖、后盖；前盖、后盖上均设置有俯仰传动摆臂，两个俯仰传动摆臂通过固定块相连接；固定块的外侧设置有固定梁，固定梁的上端、下端对称设置有固定套，两个固定套将板型天线与固定梁相连接；

方位机构的内部包括电机C、蜗轮蜗杆机构C；方位机构的外壁设置有手摇轴C，手摇轴C的一端向内突出与电机C一端的输出轴相连接，电机C另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构C相连接；蜗轮蜗杆机构C的蜗轮轴C向下突出贯穿方位机构的底面，并与三号连接盘相连接；

俯仰机构的内部包括电机D、蜗轮蜗杆机构D；俯仰机构的外壁设置有手摇轴D，手摇轴D的一端向内突出与电机D一端的输出轴相连接，电机D另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构D相连接；蜗轮蜗杆机构D的蜗轮轴D均向外突出，分别贯穿前盖、后盖并与俯仰传动摆臂相连接；

方位机构的内部设置有角度检测器C；俯仰机构的内部设置有角度检测器D。

电气控制系统还包括手持式控制盒、控制电缆；电气控制箱通过控制电缆与卷线盘相连接，卷线盘的控制电缆向外发出两条分支分别与配电箱、手持式控制盒相连接；配电箱通过控制电缆分别与鞭型天线、板型天线相连接，鞭型天线、板型天线均通过控制电缆与天线控制盒相连接；鞭型天线、板型天线还通过控制电缆与卷线盘与手持式控制盒之间的电路相连接；卷线盘与手持式控制盒之间的电路还向外发出一条分支与油电监控器相连接，油电监控器通过控制电缆与控制终端相连接；

电气控制箱包括DSP微处理器、CAN总线、航空插座；航空插座设置于电气控制箱的外壁上；CAN总线的一端通过航空插座与电气控制箱相连接，另一端通过集线装置与接线盒相连接；接线盒的外壁上设置有多个CAN总线接口、电源接口、手持式控制盒接口；CAN总线接口通过控制电缆与用户端控制装置相连接；电源接口通过控制电缆与电源相连接；手持式控制盒接口通过控制电缆与手持式控制盒相连接；

DSP微处理器包括DSP微处理器电路、EMC电路；DSP微处理器电路通过控制电缆分别与EMC电路、输入接口电路、伺服输出驱动电路、CAN总线接口电路相连接；EMC电路通过控制电缆分别与电源、输入接口电路、伺服输出驱动电路、CAN总线接口电路相连接；输入接口电路通过控制电缆分别与多个角度检测器、限位开关相连接；多个限位开关分别设置于壳体A、壳体B、方位机构、俯仰机构的外壁上；伺服输出驱动电路通过控制电缆分别与鞭型天线开合机构、鞭型天线俯仰机构、板型天线伺服机构相连接；CAN总线接口电路通过CAN总线与用户端控制装置相连接。

单个板型天线的最大水平旋转角度为220°；板型天线的竖直俯仰角度范围为板型天线从竖直状态绕固定块逆时针旋转60°到顺时针旋转60°。

鞭型天线的竖直俯仰角度范围为鞭型天线从竖直状态绕水平轴逆时针旋转90°到顺时针旋转90°。

手持式控制盒包括显示屏、按钮、指示灯；手持式控制盒的面板的上侧设置有显示屏，显示屏的外侧设置有指示灯、按钮；指示灯包括展开到位灯、收回到位灯、故障灯、状态指示灯；按钮包括开关按钮、一键展开按钮、一键回收按钮；手持式控制盒的面板的下侧设置有左板型天线控制区、右板型天线控制区、鞭型天线控制区、倒伏装置控制区、升降杆控制开关；左板型天线控制区、右板型天线控制区均包括两个控制开关；鞭型天线控制区包括两个控制开关；倒伏装置控制区包括两个控制开关。

本实用新型是一种多天线、多位置及多角度运行的控制系统，鞭型天线和板型天线的配合使用可以获得更大的天线覆盖角度；一键展开和一键回收功能的设置，可以完成快速布置、快速调整、快速通讯任务；根据实际使用需求可以通过调整开关任意调整天线的工作角度，方便快捷，省时省力。

附图说明

图1为四天线伺服控制系统的结构示意图。

图2为鞭型天线开合机构的俯视图。

图3为鞭型天线俯仰机构的结构示意图。

图4为板型天线伺服机构的结构示意图。

图5为电气控制系统的连接示意图。

图6为DSP微处理器控制板原理框图。

图7为手持式控制盒的面板示意图。

图8为天线展开状态示意图。

图9为鞭型天线展开状态回收示意图。

图10为鞭型天线收拢状态回收示意图。

图11为板型天线垂直放置的天线回收状态示意图。

图中：1、鞭型天线开合机构；2、鞭型天线俯仰机构；3、电气控制箱；4、板型天线伺服机构；5、板型天线；6、鞭型天线；11、壳体A；12、鞭传动摆臂；13、固定盘；14、手摇轴A；15、蜗轮轴A；21、壳体B；22、一号连接盘；23、二号连接盘；24、摆杆；25、蜗轮轴B；26、手摇轴B；27、手摇柄；41、方位机构；42、俯仰机构；43、固定梁；44、三号连接盘；45、前盖；46、俯仰传动摆臂；47、固定块；48、固定套；49、手摇轴D；410、蜗轮轴D；411、手摇轴C。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种四天线伺服控制系统，包括鞭型天线开合机构1、鞭型天线俯仰机构2、板型天线伺服机构4、电气控制系统；鞭型天线开合机构1的上侧两端均设置有鞭型天线6，下端中间设置有鞭型天线俯仰机构2；电气控制系统包括电气控制箱3，电气控制箱3设置于鞭型天线俯仰机构2的下端；电气控制箱3的左端、右端对称设置有板型天线伺服机构4，板型天线伺服机构4的外侧均设置有板型天线5。

如图2所示，鞭型天线开合机构1包括壳体A11；壳体A11的左端、右端对称设置有鞭传动摆臂12，鞭传动摆臂12的端部均设置有固定盘13，两个固定盘上均垂直设置有鞭型天线；壳体A11的内部设置有电机A、蜗轮蜗杆机构A；壳体A11的外壁设置有手摇轴A14，手摇轴A14的一端向内突出与电机A一端的输出轴相连接，电机A另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构A相连接；蜗轮蜗杆机构A的蜗轮轴A15均向外突出贯穿壳体A11并均与鞭传动摆臂12相连接，蜗轮轴A15通过带动鞭传动摆臂12旋转来调整鞭型天线的展开和回收；壳体A11的内部设置有角度检测器A，用于检测鞭型天线6的水平旋转角度。

如图3所示，鞭型天线俯仰机构2包括壳体B21；壳体B21的下端设置有一号连接盘22；壳体B21的上侧左端、上侧右端对称设置有摆杆24，两个摆杆通过二号连接盘23相连接；壳体B21的外壁设置有手摇柄27；壳体B21的内部包括电机B、蜗轮蜗杆机构B；壳体B21的外壁设置有手摇轴B26；手摇轴B26的一端向内突出与电机B一端的输出轴相连接，电机B另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构B相连接；蜗轮蜗杆机构B的蜗轮轴B25向外突出贯穿并与摆杆24相连接，蜗轮轴B25通过带动摆杆24旋转来调整鞭型天线的竖直俯仰角度；壳体B21的内部设置有角度检测器B，用于检测鞭型天线6的竖直俯仰角度。

如图4所示，板型天线伺服机构4包括方位机构41、俯仰机构42、固定梁43；方位机构41的下端通过三号连接盘44与俯仰机构42相连接；俯仰机构42的前侧、后侧对称设置有前盖45、后盖；前盖45、后盖上均设置有俯仰传动摆臂46，两个俯仰传动摆臂通过固定块47相连接；固定块47的外侧设置有固定梁43，固定梁43的上端、下端对称设置有固定套48，两个固定套将板型天线5与固定梁43相连接；

方位机构41的内部包括电机C、蜗轮蜗杆机构C；方位机构41的外壁设置有手摇轴C411，手摇轴C411的一端向内突出与电机C一端的输出轴相连接，电机C另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构C相连接；蜗轮蜗杆机构C的蜗轮轴C向下突出贯穿方位机构41的底面，并与三号连接盘44相连接，蜗轮轴C通过三号连接盘44带动俯仰机构42旋转来调整板型天线的水平旋转角度；

俯仰机构42的内部包括电机D、蜗轮蜗杆机构D；俯仰机构42的外壁设置有手摇轴D49，手摇轴D49的一端向内突出与电机D一端的输出轴相连接，电机D另一端的输出轴与蜗轮蜗杆机构D相连接；蜗轮蜗杆机构D的蜗轮轴D410均向外突出，分别贯穿前盖45、后盖并与俯仰传动摆臂46相连接；蜗轮轴D410通过带动俯仰传动摆臂46旋转来调整板型天线的竖直俯仰角度；

方位机构41的内部设置有角度检测器C，用于检测板型天线5的水平旋转角度；俯仰机构42的内部设置有角度检测器D，用于检测板型天线5的竖直俯仰角度。

蜗轮蜗杆机构A、蜗轮蜗杆机构B、蜗轮蜗杆机构C、蜗轮蜗杆机构D均能够在调整好对应机构位置及角度后实现自锁，在断电时对应机构位置和角度也不会发生变化。

如图5所示，电气控制系统还包括手持式控制盒、控制电缆；电气控制箱3通过控制电缆与卷线盘相连接，卷线盘的控制电缆向外发出两条分支分别与配电箱、手持式控制盒相连接；配电箱通过控制电缆分别与鞭型天线6、板型天线5相连接，鞭型天线6、板型天线5均通过控制电缆与天线控制盒相连接；鞭型天线6、板型天线5还通过控制电缆与卷线盘与手持式控制盒之间的电路相连接；卷线盘与手持式控制盒之间的电路还向外发出一条分支与油电监控器相连接，油电监控器通过控制电缆与控制终端相连接；

电气控制箱3包括DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)微处理器、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线、航空插座；航空插座设置于电气控制箱3的外壁上；CAN总线的一端通过航空插座与电气控制箱3相连接，另一端通过集线装置与接线盒相连接；接线盒的外壁上设置有多个CAN总线接口、电源接口、手持式控制盒接口；CAN总线接口通过控制电缆与用户端控制装置相连接；电源接口通过控制电缆与电源相连接；手持式控制盒接口通过控制电缆与手持式控制盒相连接；

如图6所示，DSP微处理器包括DSP微处理器电路、EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)电路；DSP微处理器电路通过控制电缆分别与EMC电路、输入接口电路、伺服输出驱动电路、CAN总线接口电路相连接；EMC电路通过控制电缆分别与电源、输入接口电路、伺服输出驱动电路、CAN总线接口电路相连接；输入接口电路通过控制电缆分别与多个角度检测器、限位开关相连接；多个限位开关分别设置于壳体A11、壳体B21、方位机构41、俯仰机构42的外壁上；伺服输出驱动电路通过控制电缆分别与鞭型天线开合机构1、鞭型天线俯仰机构2、板型天线伺服机构4相连接；CAN总线接口电路通过CAN总线与用户端控制装置相连接。

单个板型天线5的最大水平旋转角度为220°，两个板型天线相互配合实现360°的天线覆盖角度；板型天线5的竖直俯仰角度范围为板型天线从竖直状态绕固定块逆时针旋转60°到顺时针旋转60°。鞭型天线6的竖直俯仰角度范围为鞭型天线从竖直状态绕水平轴逆时针旋转90°到顺时针旋转90°；鞭型天线和板型天线的配合使用可以获得更大的天线覆盖角度。

如图7所示，手持式控制盒包括显示屏、按钮、指示灯；手持式控制盒的面板的上侧设置有显示屏，显示屏的外侧设置有指示灯、按钮；指示灯包括展开到位灯、收回到位灯、故障灯、状态指示灯；按钮包括开关按钮、一键展开按钮、一键回收按钮；手持式控制盒的面板的下侧设置有左板型天线控制区、右板型天线控制区、鞭型天线控制区、倒伏装置控制区、升降杆控制开关，升降杆控制开关可以控制通信指挥车上的升降杆的升降；左板型天线控制区、右板型天线控制区均包括两个控制开关，两个控制开关分别控制板型天线的水平旋转角度、竖直俯仰角度；鞭型天线控制区包括两个控制开关，两个控制开关分别控制鞭型天线的开展回收、竖直俯仰角度；倒伏装置控制区包括两个控制开关，两个控制开关分别控制通信指挥车上的倒伏装置Ⅰ、倒伏装置Ⅱ的竖直俯仰角度。

手持式控制盒是用户用来控制调整天线状态的用户端控制装置；用户还可以使用CAN总线上的其他用户端控制装置来控制天线的状态，如人机界面、PC机等。手持式控制盒的防护等级为IP67。手持式控制盒还具有控制通信指挥车上的倒伏装置Ⅰ、倒伏装置Ⅱ和升降杆的功能，倒伏装置Ⅰ、倒伏装置Ⅱ和升降杆的CAN总线通过航空插座连接到接线盒的外壁上的CAN总线接口；控制指令通过CAN总线传输；用户可以通过其他的用户端控制装置来控制倒伏装置Ⅰ、倒伏装置Ⅱ和升降杆，并且不影响四天线伺服控制系统的正常使用。

四天线伺服控制系统可检测每个板型天线的水平、竖直方向的角度以及两个鞭型天线的竖直方向角度；断电后角度信息可以保存，用户能通过用户端控制装置的显示屏直接读取DSP微处理器数据地址的数值；用户还能通过用户端控制装置的显示屏读取当前鞭型天线、板型天线通过通信指挥车上的升降杆而升起的高度。

四天线伺服控制系统的主要技术参数如表1所示。

表1四天线伺服控制系统的主要技术参数

本实用新型的具体使用方式为：

按下手持式控制盒的开关按钮，四天线伺服控制系统通电；在手持式控制盒上按下“一键展开”按钮，鞭型天线、板型天线自动展开，如图8所示；一键展开时，天线完成展开动作的时间不大于40s，可以完成快速布置、快速调整、快速通讯任务，减少通讯的接通时间，实现快速联络指挥；

天线展开时，首先，鞭型天线俯仰机构2的两个摆杆由水平位置向上旋转至竖直位置，带动两个鞭型天线从水平位置向上旋转至竖直位置；两个鞭型天线处于竖直位置时，鞭型天线开合机构1的两个鞭传动摆臂由初始的收拢状态向外旋转展开，展开至两个鞭传动摆臂之间的夹角为180°时停止，实现两个鞭型天线的展开；

板型天线伺服机构4的两个板型天线在俯仰传动摆臂的带动下由水平位置向上旋转至竖直位置，实现展开；

在使用过程中可以对天线进行调整，拨动手持式控制盒的左板型天线控制区的控制开关用于调整左板型天线的水平旋转角度、竖直俯仰角度，拨动右板型天线控制区的控制开关用于调整右板型天线的水平旋转角度、竖直俯仰角度，拨动鞭型天线控制区的控制开关用于调整鞭型天线的开展回收、竖直俯仰角度；

当电气控制系统出现故障时，使用通用的手摇柄27进行手动调整；将手摇柄27从壳体B21上拔下，与鞭型天线开合机构1的手摇轴A14相连接，摇动手摇柄27对鞭型天线的开展回收进行调整；将手摇柄27与鞭型天线俯仰机构2的手摇轴B26相连接，摇动手摇柄27对鞭型天线的竖直俯仰角度进行调整；将手摇柄27与方位机构41的手摇轴C411相连接，摇动手摇柄27对板型天线的水平旋转角度进行调整；将手摇柄27与俯仰机构42的手摇轴D49相连接，摇动手摇柄27对板型天线的竖直旋转角度进行调整；

在手持式控制盒上按下“一键回收”按钮，鞭型天线、板型天线自动回收；一键回收时，天线完成回收动作的时间不大于40s，在换防的时候可以实现快速回收及撤离阵地的任务；回收后的鞭型天线、板型天线均为水平状态并且与通信指挥车的车体行进方向呈顺向；

天线回收时，首先，鞭型天线开合机构1的两个鞭传动摆臂由水平展开状态向内旋转收拢，收拢至两个鞭传动摆臂之间的夹角为0时停止；鞭型天线收拢后，鞭型天线俯仰机构2的两个摆杆由竖直位置向下旋转至水平位置，带动两个鞭型天线从竖直位置向下旋转至水平位置，实现鞭型天线的回收；

鞭型天线还可以有两种回收方式：鞭型天线先从竖直位置向下旋转至水平位置，根据实际情况和回收需要，鞭型天线可以维持展开状态回收，如图9所示；或者鞭型天线以向内旋转收拢状态的回收，如图10所示；

板型天线回收时，首先，板型天线伺服机构4的方位机构41旋转带动两个板型天线水平旋转，旋转至两个板型天线水平相对；此时两个板型天线在俯仰机构42的俯仰传动摆臂的带动下由竖直位置向下旋转至水平位置，实现回收；板型天线根据实际情况和回收需要，回收后也可竖直放置，如图11所示。

在一键展开或一键回收的过程中如果需要中途停止，只需再按一下“一键展开”或“一键回收”按钮即可停止对应过程；如果需要继续被停止的展开或回收过程，再按一下“一键展开”或“一键回收”按钮即可，实现通过同一个按钮进行交替的指令输入。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优势：

1)四天线伺服控制系统是一种多天线、多位置及多角度运行的控制系统，能自动地完成对天线位置及角度的调整；

2)鞭型天线和板型天线的配合使用能够获得更大的天线覆盖角度；

3)一键展开功能的设置，可以完成快速布置、快速调整、快速通讯任务，减少通讯的接通时间，实现快速联络指挥；一键回收功能的设置，在换防的时候可以实现快速回收及撤离阵地的任务；

4)根据实际使用需求可以通过调整开关任意调整天线的工作角度，方便快捷，省时省力；

5)在调整确定了各机构的位置和角度后，各机构能够实现自锁，在断电时位置及角度也不会发生变化。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。