定角度空间扫描机构的制作方法

本发明涉及一种定角度空间扫描机构。

背景技术：

相关技术的定角度空间扫描机构可以应用于旋转展台、天线调整装置、瞭望塔探照灯、扫描雷达、太阳能聚光器等执行器的基座，以实现相应的空间扫描功能，在进行空间扫描时，搭载于定角度空间扫描机构动平台上的附件线缆容易承受整周扭转载荷导致损坏，降低定角度空间扫描机构的使用寿命和可靠性。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种定角度空间扫描机构，所述定角度空间扫描机构能够有效避免线缆发生整周扭转损坏，能够提高定角度空间扫描机构的使用寿命和可靠性。

根据本发明实施例的定角度空间扫描机构，包括：定平台，所述定平台具有第一轴线；支撑件，所述支撑件沿所述第一轴线可枢转地设在所述定平台上，所述支撑件具有沿所述第一轴线延伸的第一支撑部和与所述第一支撑部倾斜设置的第二支撑部；动平台，所述动平台可枢转地设在所述第二支撑部上且与线缆相连，所述动平台与所述第二支撑部同轴设置且具有与所述第一轴线倾斜的第二轴线；约束装置，所述约束装置设在所述定平台上且与所述动平台配合，所述约束装置被构造成所述支撑件绕所述第一轴线转动时，所述动平台与所述约束装置配合绕所述第二轴线转动。

根据发明实施例的定角度空间扫描机构，当支撑件绕第一轴线转动时，动平台可随着支撑件绕第一轴线转动，且在约束装置的作用下能够绕第二轴线运动，这样，动平台通过绕第一轴线转动能够实现定角度空间扫描机构的扫描运动，此时线缆受到整周扭转剪切的作用，同时动平台在约束装置的配合作用下能够绕第二轴线自转，以将线缆受到的扭转力释放，从而能够有效防止线缆承受整周扭转载荷而导致损坏。

另外，根据本发明实施例的定角度空间扫描机构还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，所述支撑件为弯折的旋转管，所述第二支撑部沿所述第二轴线延伸。

可选地，所述旋转管为空心管，所述线缆设在所述旋转管内。

进一步地，所述定平台上设有中心孔，所述中心孔与所述旋转管连通。

根据本发明的实施例，所述约束装置为第一齿轮，所述动平台为适于与所述第一齿轮啮合的第二齿轮。

可选地，所述第一齿轮和所述第二齿轮均为伞齿轮。

根据本发明的一些实施例，所述定角度空间扫描机构还包括：驱动装置，所述驱动装置与所述支撑件相连以驱动所述支撑件沿所述第一轴线转动。

可选地，所述定角度空间扫描机构还包括：第一传动件，所述第一传动件与所述驱动装置相连且由所述驱动装置驱动；第二传动件，所述第二传动件设在所述支撑件上且与适于与所述第一传动件配合以驱动所述支撑件转动。

可选地，所述第一转动件和所述第二传动件齿轮传动。

可选地，所述第一传动件设在所述定平台上且位于所述约束装置和所述定平台之间。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的定角度空间扫描机构的一个角度的结构示意图；

图2是图1中沿a-a线的剖视图；

图3是根据本发明的一个实施例的定角度空间扫描机构的另一个角度的结构示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的定角度空间扫描机构的另一个角度的结构示意图。

附图标记：

100：定角度空间扫描机构；

10：定平台；

20：支撑件，21：第一支撑部，211：第一轴线，22：第二支撑部，221：第二轴线，23：第一限位台，24：第二限位台，25：第一端盖；

30：动平台；

40：约束装置；

50：驱动装置；

60：第一传动件；

70：第二传动件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图描述根据本发明实施例的定角度空间扫描机构100。本发明的定角度空间扫描机构100可以应用于旋转展台、天线调整装置、瞭望塔探照灯、扫描雷达、太阳能聚光器等执行器的基座，以实现相应的空间扫描功能。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的定角度空间扫描机构100可以包括定平台10、支撑件20、动平台30和约束装置40。

具体地，定平台10具有第一轴线211，如图1和图2所示，第一轴线211可沿上下方向延伸，需要说明的是，这里的上下方向即如图1所示的上下方向。

支撑件20沿第一轴线211可枢转地设在定平台10上，支撑件20具有沿第一轴线211延伸的第一支撑部21和与第一支撑部21倾斜设置的第二支撑部22，动平台30可枢转地设在第二支撑部22上且与线缆相连，动平台30与第二支撑部22同轴设置且具有与第一轴线211倾斜的第二轴线221。

具体而言，支撑件20设在定平台10和动平台30之间且分别与定平台10和动平台30相连以支撑动平台30。支撑件20具有第一支撑部21和第二支撑部22，第一支撑部21具有第一轴线211，第二支撑部22具有第二轴线221，第一轴线211和第二轴线221相对倾斜设置。

如图1-图4所示，第二支撑部22的下端与第一支撑部21的上端相连且第二支撑部22与第一支撑部21倾斜设置。其中第一支撑部21设在定平台10上且绕第一轴线211可枢转，动平台30设在第二支撑部22上且绕第二轴线221可枢转。也就是说，动平台30可绕第一轴线211和第二轴线212转动，例如，具体地，第一支撑部21在绕第一轴线211转动时，动平台30不仅能够随着支撑件20绕第一轴线211转动，而且动平台30也能够相对第二支撑部22绕第二轴线221转动。

约束装置40设在定平台10上且与动平台30相连，约束装置40被构造成支撑件20绕第一轴线211转动时，动平台30与约束装置40配合以绕第二轴线221转动，换言之，约束装置40分别与定平台10和动平台30相连且通过约束装置40和动平台30的配合促使动平台30绕第二轴线221转动。

根据发明实施例的定角度空间扫描机构100，当支撑件20绕第一轴线211转动时，动平台30可随着支撑件20绕第一轴线211转动，同时约束装置40与动平台30配合能够使得动平台30绕第二轴线221运动，由此，动平台30可发生沿第一轴线211和第二轴线212的运动，动平台30上搭载有执行器，线缆与执行器相连以进行能量和信号传输，这样，动平台30通过绕第一轴线211转动能够实现定角度空间扫描机构100的扫描运动，此时线缆受到扭转剪切的作用，同时动平台30在约束装置40的配合作用下能够绕第二轴线221自转，以将线缆受到的扭转力释放，从而能够有效防止线缆受扭转载荷而导致损坏。

而且支撑件20支撑定平台10和动平台30之间，不仅有利于动平台30与定平台10的连接，实现动平台30沿第一轴线211和第二轴线221的转动，而且也能够增强定角度空间扫描机构100的整体强度和承载能力。

在本发明的实施例中，支撑件20为弯折的旋转管，第二支撑部22沿第二轴线221延伸。由此，使得支撑件20结构简单且方便与动平台30和定平台10的连接，也有利于动平台30相对支撑件20绕第二轴线221转动。

如图2、图4所示，弯折的旋转管包括第一支撑部21和第二支撑部22，第一支撑部21的上端与第二支撑部22的相连且第一支撑部21和第二支撑部22一体形成，使得支撑件20结构简单且承载能力高，其中第一支撑部21沿第一轴线211延伸，第二支撑部22沿第二轴线221延伸，动平台30套设在第二支撑部22上且与第二支撑部22同轴设置，从而有利于动平台30随着支撑件20绕第一轴线211转动，也有利于动平台30在第二支撑部22上绕第二轴线221进行自转。

可选地，旋转管可以为空心管，线缆设在旋转管内。即线缆可穿过旋转管与动平台30相连，从而不仅方便动平台30与线缆的连接，而且可避免线缆暴露在外侧，可保证定角度空间扫描机构100的整体的美观性，而且通过旋转管也可保护线缆，提高定角度空间扫描机构100的安全性和可靠性。

进一步地，如图1和图2所示，定平台10上设有中心孔，中心孔与旋转管连通，由此，线缆可穿过定平台10的中心孔并穿过旋转管与动平台30上的执行器相连，从而方便线缆的连接和布置，在如图2所示的示例中，中心孔沿上下方向贯穿定平台10且与旋转管同轴设置，从而进一步地有利于线缆穿过定平台10和旋转管与动平台30相连。

在本发明的实施例中，约束装置40可以为第一齿轮，动平台30为与第一齿轮啮合的第二齿轮。换言之，动平台30与约束装置40之间通过齿轮传动连接，第一齿轮可与第二齿轮配合以使得第二齿轮绕第一轴线211和第二轴线212转动，具体地，约束装置40与第一支撑部21同轴设置，约束装置40固定在定平台10上，这样，支撑件20绕第一轴线211转动时，由于第一齿轮与第二齿轮啮合配合使得第二齿轮沿第一齿轮的啮合转动，从而使得第二齿轮能够绕第一轴线211和第二轴线221转动。由此，在定角度空间扫描机构100运动过程时，约束装置40不仅能够配合动平台30转动，同时也能够实现对动平台30的约束作用。

可选地，第一齿轮和第二齿轮可均为伞齿轮。从而使得第二齿轮可绕第一轴线211和第二轴线221转动，以有利于约束装置40与动平台30的配合。在如图1-图4所示的示例中，第一齿轮设在定平台10上且位于第二齿轮的下方，第一齿轮的齿形成在第一齿轮的上表面上，第二齿轮与第一齿轮配合的齿槽形成在第二齿轮的下表面上，第一齿轮与第一轴线211同轴设置，第二齿轮与第二轴线221同轴设置，第一轴线211与第二轴线221相对倾斜设置，第一齿轮固定不动，第二齿轮安装在第二支撑部22上。

这样，在支撑件20绕第一轴线211转动时，第一齿轮的上表面与第二齿轮的下表面啮合配合，从而使得第二齿轮不仅能够随着支撑件20绕第一轴线211转动，同时能够绕第二轴线221自转。

在本发明的一些实施例中，定角度空间扫描机构100还可以包括：驱动装置50，驱动装置50与支撑件20相连以驱动支撑件20沿第一轴线211转动。具体地，如图1-图4所示，驱动装置50安装在定平台10上，通过驱动装置50能够驱动支撑件20沿第一轴线211转动，可选地，驱动装置50可以为驱动电机。

可选地，定角度空间扫描机构100还可以包括第一传动件60和第二传动件70，第一传动件60与驱动装置50相连且由驱动装置50驱动，第二传动件70设在支撑件20上且与适于与第一传动件60配合以驱动支撑件20转动。由此，驱动装置50驱动第一传动件60转动，第一传动件60带动第二传动件70转动，第二传动件70带动支撑件20转动，通过第一传动件60和第二传动件70的传动连接，从而能够实现驱动装置50驱动支撑件20沿第一轴线211转动。

可选地，第一转动件60和第二传动件70可齿轮传动。从而有利于第一传动件60和第二传动件70之间的传动连接，也能够实现定角度空间扫描机构100的扫描运动，提高定角度空间扫描机构100的扫描精度。进一步地，如图2所示，第一传动件60设在定平台10上且位于约束装置40和定平台10之间，从而有利于第一传动件60与第二传动件70的配合，也可在减小定角度空间扫描机构100的整体体积。在如图2所示的示例中，驱动装置50设在定平台10上，第一传动件60与驱动装置50相连，约束装置40固定在定平台10上，支撑件20设在约束装置40的中心位置处且与约束装置40可转动连接，第二传动件70固定在支撑件20的下部且位于约束装置40的下方，约束装置40的下端可形成有适于容纳第一传动件60的容纳槽，第一传动件60位于容纳槽处且与第二传动件70配合。

下面参考附图描述根据本发明实施例的定角度空间扫描机构100的一个具体示例，值得理解的是，下述描述只是示例性说明，而不能理解为对本发明实施例的限制。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的定角度空间扫描机构100包括定平台10、动平台30、支撑件20、约束装置40、驱动装置50、第一传动件60和第二传动件70。

如图1和图2所示，支撑件20形成为弯折的中空旋转管，旋转管包括沿第一轴线211延伸的第一支撑部21和沿第二轴线221延伸的第二支撑部22，支撑件20设在定平台10和动平台30之间，第一支撑部21与定平台10可枢转连接，第二支撑部22与动平台30可枢转连接。其中第一轴线211沿上下方向延伸，第二轴线221与第一轴线211倾斜设置，第二支撑部22设在第一支撑部21的上方且从所述第一支撑部21的上端倾斜向上延伸。

定平台10具有第一轴线211，支撑件20可绕第一轴线211转动，驱动装置50为驱动电机且设在定平台10上，第一传动件60为齿轮且与驱动电机的电机轴相连，第二传动件70为齿轮端盖，齿轮端盖设在第一支撑部21的下端，如图2所示，齿轮端盖通过螺钉与旋转管固定连接。由此，第一传动件60与第二传动件70齿轮传动，驱动电机驱动第一传动件60转动以带动第二传动件70转动，第二传动件70带动旋转管沿第一轴线211转动。

动平台30与第二支撑部22同轴设置且相对第二支撑部22绕第二轴线221可转动，动平台30和约束装置40分别形成为伞齿轮，约束装置40设在定平台10上且与定平台10螺钉固定连接，约束装置40中心处设有通孔，旋转管的下端穿设在定平台上，旋转管上设有第一限位台23，旋转管通过第一限位台23支撑在约束装置40上，由此，第一限位台23位于约束装置40的上方，齿轮端盖位于约束装置40的下方，通过齿轮端盖和第一限位台可将旋转管卡接在约束装置40上，且旋转管与约束装置40可转动连接，使得旋转管可绕第一轴线211转动，从而不仅能够实现旋转管与约束装置40的安装，也能够实现旋转管的转动，而且动平台30安装在旋转管上，也有利于动平台30与约束装置40的配合。

第二支撑部22的上端设有第二限位台24，第二支撑部22上设有第一端盖25，第一端盖25与第二支撑部22固定连接，动平台30套设在第二支撑部22的上端且位于第一端盖25和第二限位台24之间，通过第二限位台24和第一端盖25可对动平台30进行限位，且动平台30与第二支撑部22可转动配合连接。

由此，根据本发明实施例的定角度空间扫描机构100，驱动电机转动以驱动第一传动件60转动，第一传动件60与第二传动件70配合转动以带动支撑件20绕第一轴线211转动，支撑件20转动并传递至动平台30，使得动平台30绕第一轴线211转动，同时动平台30与约束装置40齿轮连接，在约束装置40的作用下，动平台30沿第二轴线221转动，从而可获得沿第一轴线211的公转运动和第二轴线221的自转运动，线缆与动平台30上的末端执行器相连，能够有效避免线缆承受整周扭转剪切损坏，以提高定角度空间扫描机构100的安全性和可靠性，而且扫描精度高，结构简单，承载能力高。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。