一种用于卫通天线的自锁型驱动装置

文档序号:1863954 发布日期:2021-11-19 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于卫通天线的自锁型驱动装置 (Self-locking driving device for satellite communication antenna ) 是由 宋建虎 黄元庆 米青超 张义坡 马吉文 张立军 张硕 郝会乾 于 2021-08-31 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于卫通天线的自锁型驱动装置,属于天线技术领域。其包括输入轴、输入拨叉、输出轴、限位弹簧、限位滚柱,其输入轴可以带动输入拨叉左右转动,输入拨叉拨动限位弹簧和限位滚柱进行转动,进而带动输出轴转动。当输出法兰受到外部负载正向或者反向的力矩作用时,通过限位弹簧和限位滚柱的限位作用,驱动装置具有双向自锁功能。该发明实现了输入轴和输出轴的平行布置,便于天线指向角度的调整,外形包络尺寸小,利于天线整体结构布局设计。同时,该驱动装置具有双向自锁功能,可以实现卫通天线波束角度的锁定保持。(The invention discloses a self-locking driving device for a satellite communication antenna, and belongs to the technical field of antennas. The input shaft can drive the input shifting fork to rotate left and right, and the input shifting fork drives the limiting spring and the limiting roller to rotate so as to drive the output shaft to rotate. When the output flange is under the action of the positive or reverse torque of an external load, the driving device has a bidirectional self-locking function through the limiting action of the limiting spring and the limiting roller. The antenna realizes the parallel arrangement of the input shaft and the output shaft, is convenient for the adjustment of the pointing angle of the antenna, has small outline envelope size, and is beneficial to the overall structural layout design of the antenna. Meanwhile, the driving device has a bidirectional self-locking function, and can lock and keep the beam angle of the satellite antenna.)

一种用于卫通天线的自锁型驱动装置

技术领域

本发明涉及到天线技术领域,特别涉及一种用于卫通天线的自锁型驱动装置。

背景技术

卫通天线在星地信息传输、应急通信、抗震救灾等领域的应用越来越多,极大的扩展了信息传输的范围,提高了信息传递的速度。

卫通天线需要具备波束角度的锁定保持功能,从而确保卫星通信链路的稳定。因此,卫通天线的驱动装置需要具有自锁功能。

现有的卫通天线驱动装置,为了实现自锁功能,一般采用蜗轮蜗杆驱动或者抱闸两种形式。采用上述两种形式的驱动装置具有一定程度的不足之处:

1、采用蜗轮蜗杆驱动形式,其输入轴与输出轴呈正交分布,由此导致驱动装置的外形包络尺寸较大,不利于驱动装置和天线的整体布局设计。

2、采用抱闸形式的驱动装置,依靠摩擦片实现抱紧锁定,其不足之处是驱动装置不具备便捷的手动调整功能。当需要手动调整天线的指向角度时,需要电动或者手动打开抱闸装置,才能调整天线的指向角度。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种用于卫通天线的自锁型驱动装置,该装置具有双向自锁功能,便于天线指向角度的调整实现天线波束角度的锁定,外形包络尺寸小,利于天线整体布局设计。

为了实现上述目的,本发明所采取的技术方案为:

一种用于卫通天线的自锁型驱动装置,包括顺次连接构成并构成传动系统的输入轴、输出轴和行星减速器;还包括限位滚筒、限位滚柱和限位弹簧;所述输入轴和输出轴之间还连接有输入拨叉;所述输入拨叉一端与输入轴固定连接,另一端为具有四支脚的爪型结构;所述输出轴一端与行星减速的输入端固定连接,另一端为与爪型结构对应的柱体;所述柱体的截面为椭圆形,且柱体上设有沿椭圆短轴方向延伸的矩形凸起;所述矩形凸起上还设有沿椭圆长轴的开孔;

所述爪型结构和柱体均位于限位滚筒内,且输入拨叉的中轴线和输出轴的中轴线重合;所述矩形凸起的两侧设有限位滚柱,且开口内贯穿有限位弹簧,其中限位滚柱的轴线和限位滚筒的轴线平行;所述四支脚可沿限位滚筒内壁转动;所述限位滚柱直径与椭圆短轴的和小于限位滚筒的内径,且限位滚柱直径与椭圆长轴的和大于限位滚筒的内径。

进一步的,所述四支脚均平行于输入轴的轴线。

进一步的,所述输出轴上设有贯穿整个柱体长轴的切槽开口,用于减轻输出轴的重量。

本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于:

1、该发明实现了输入轴和输出轴平行布置,便于天线指向角度的调整,并且外形包络尺寸小,利于卫通天线的整体布局设计;

2、该驱动装置具有双向自锁功能,可以实现卫通天线波束角度的锁定保持;

3、进一步地,本发明驱动装置的限位滚筒的内腔表面为规则圆柱面,输出轴的外轮廓面为多组椭圆面结合形成的特制曲面,通过限位滚筒和输出轴的配合,在其之间形成特制的楔形内腔截面;

4、进一步地,限位弹簧和限位滚柱位于楔形内腔截面之中。当输入端主动输入时,限位弹簧和限位滚柱在楔形内腔截面中由窄截面端向宽截面端运动,运动不受限制,可以实现主动驱动;

5、进一步地,当驱动装置受到外部负载正向或者反向的力矩作用时,限位弹簧和限位滚柱在楔形内腔截面中产生运动趋势,运动趋势是由宽截面向窄截面端运动,运动受到限制,进而实现双向自锁功能。

总之,本发明驱动装置的输入轴和输出轴平行布置,有利于天线角度的调整和整体布局的设计。同时,驱动装置采用了特殊设计的楔形内腔结构,限位弹簧和限位滚柱可以实现主动传动,被动传动时则具有双向自锁功能,实现卫通天线波束角度的锁定保持。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图;

图2是图1的剖视图;

图3是图1的爆炸示意图;

图4是图1中输入拨叉的结构示意图;

图5是图1中输出轴的结构示意图;

图6是楔形内腔截面的剖视图;

图中标号的含义为:输入轴1、输入拨叉2、限位弹簧3、限位滚柱4、输出轴5、外筒6、基础底座7、行星减速器8、输出法兰9、锁紧端盖10、抱紧箍11、输入端轴承12、输出端轴承13、连接板14、输入端法兰15、输入端支耳16、基础法兰17、固定端支耳18、固定端法兰19、限位滚筒20。

具体实施方式

下面,结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例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发明的一些实施例,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。

一种用于卫通天线的自锁型驱动装置,包括顺次连接构成并构成传动系统的输入轴、输出轴和行星减速器;还包括限位滚筒、限位滚柱和限位弹簧;所述输入轴和输出轴之间还连接有输入拨叉;所述输入拨叉一端与输入轴固定连接,另一端为具有四支脚的爪型结构;所述输出轴一端与行星减速的输入端固定连接,另一端为与爪型结构对应的柱体;所述柱体的截面为椭圆形,且柱体上设有沿椭圆短轴方向延伸的矩形凸起;所述矩形凸起上还设有沿椭圆长轴的开孔;

所述爪型结构和柱体均位于限位滚筒内,且输入拨叉的中轴线和输出轴的中轴线重合;所述矩形凸起的两侧设有限位滚柱,且开口内贯穿有限位弹簧,其中限位滚柱的轴线和限位滚筒的轴线平行;所述四支脚可沿限位滚筒内壁转动;所述限位滚柱直径与椭圆短轴的和小于限位滚筒的内径,且限位滚柱直径与椭圆长轴的和大于限位滚筒的内径。

进一步的,所述四支脚均平行于输入轴的轴线。

进一步的,所述输出轴上设有贯穿整个柱体长轴的切槽开口,用于减轻输出轴的重量。

下面为一更具体的实施例:

参照图1至图6,本实施例包括输入轴、输入拨叉、限位滚筒、输出轴、限位弹簧、限位滚柱。其输入轴可以带动输入拨叉左右转动,限位滚筒的内腔为规则的圆柱面,输出轴的外轮廓面为多组椭圆曲面结合形成的特制曲面,通过限位滚筒的内表面和输出轴的外轮廓面形成楔形的内腔截面;当输入轴带动输入拨叉向左或者向右转动时,输入拨叉将使限位弹簧产生压缩形变,进而带动限位滚柱在支撑筒内转动,限位滚柱在楔形内腔截面中,由窄截面端向宽截面端运动,其运动不会受到限制,进而推动输出轴转动;

可选的,驱动装置的后端设置有行星减速器,输出轴与行星减速器的输入端相连。当输出轴转动时,驱动行星减速器转动,并通过行星减速器实现降低转速和提高扭矩,行星减速器的输出端与输出法兰相连接,由此实现主动传动;

当输出法兰受到天线反射器等外部负载的正向或者反向力矩作用时,通过行星减速器的连接结构,外部负载力矩将作用到输出轴部位,进而作用到限位滚柱和限位弹簧。通过输出轴特制的外轮廓面结构,输出轴和支撑筒将形成楔形内腔截面,限位滚柱将由宽截面端向窄截面端移动,移动将受到限制,驱动装置实现双向自锁功能;

输入拨叉为四爪形式的构件,输出轴为与之配合设计的双脊形式的构件,在双脊部位设置有四处限位弹簧的安装孔,限位弹簧布置于输出轴的四周。限位滚柱为圆柱型构件,限位滚柱分布于输出轴的双脊部位的两侧,并与限位弹簧相作用;

当输入轴带动输入拨叉向左或者向右转动时,输入拨叉将使限位弹簧产生压缩形变,进而带动限位滚柱在限位滚筒内转动,限位滚柱在楔形内腔截面中,由窄截面端向宽截面端运动,其运动不会受到限制,进而推动输出轴转动;

驱动装置的后端设置有行星减速器,通过连接板的固定,输出轴与行星减速器的输入端相连。当输出轴转动时,驱动行星减速器转动,并通过行星减速器实现降低转速和提高扭矩。行星减速器的壳体与固定端支耳相连,同时,通过抱紧箍的连接,行星减速器的输出端与固定端法兰连为一体。当行星减速器转动时,其壳体带动固定端支耳转动,进而驱动输出端法兰转动,由此实现主动传动;

反之,当输出法兰受到外部负载正向或者反向的力矩作用时,通过行星减速器的连接结构,外部负载力矩将作用到输出轴部位,进而作用到限位滚柱和限位弹簧。通过输出轴的外轮廓面结构,输出轴和限位滚筒形成楔形内腔截面,限位滚柱将由宽截面端向窄截面端移动,移动将受到限制,驱动装置实现双向自锁功能。

具体来说,如图1所示,为驱动装置的整体外形示意图。当转动驱动装置的输入轴1时,通过内部机构的传动,驱动装置的输出法兰2随之转动,从而驱动卫通天线的反射器等外部负载转动,实现天线指向角度的调整。反之,当驱动装置的输入轴1停止转动,驱动装置受到外部负载的正向或者反向力矩作用时,通过驱动装置内部的限位弹簧和限位滚柱等机构的限位作用,驱动装置的输入轴将保持锁定,实现双向自锁。

如图2和图3所示,为驱动装置的剖视图和爆炸视图,驱动装置由基础法兰17、基础底座7、输入端法兰15、输入端支耳16、外筒6等构件形成外层支撑结构。

驱动装置的内层设置有输入端轴承12、输出端轴承13,内层的主要构件包括输入轴1、输入拨叉2、限位滚筒20、输出轴5、限位弹簧3、限位滚柱4。输入轴由输入端轴承进行支撑,其输入轴可以带动输入拨叉左右转动。

如图4所示,输入拨叉2为四爪形式的构件,用于拨动限位弹簧、限位滚柱和输出轴,如图5所示,输出轴5为双脊形式的构件,在双脊部位设置有四处限位弹簧3的安装孔,限位弹簧布置于输出轴的四周。限位滚柱4为圆柱型构件,限位滚柱分布于输出轴的双脊部位的两侧,并与限位弹簧相作用;

如图4和图5所示,输出轴5的外轮廓面为多组椭圆曲面结合形成的特制曲面,限位滚筒20的内腔为规则的圆柱面,通过限位滚筒的内表面和输出轴的外轮廓面形成特制的楔形内腔截面;

如图5所示,楔形内腔截面中设置有4组限位滚柱,序号分别为4、41、42和43,设置有上下两组限位弹簧,序号为31和3。

当输入轴1带动输入拨叉2沿逆时针方向转动时,输入拨叉将推动限位滚柱4和限位滚柱42沿逆时针方向转动,限位滚柱4和限位滚柱42将推动限位弹簧31和限位弹簧3发生压缩,进而推动输出轴5沿逆时针方向转动,同时,限位滚柱41和限位滚柱43在楔形的内腔截面中,将由窄截面端向宽截面端运动,运动不会受到限制,不会出现卡死限位作用。随着4组限位滚柱沿逆时针方向转动,带动输出轴5沿逆时针方向转动。如图1和图2所示,驱动装置的后端设置有行星减速器8,通过连接板14的连接作用,输出轴5与行星减速器8的输入端相连接。当输出轴5沿逆时针方向转动时,带动行星减速器转动。

同理,当输入轴1带动输入拨叉2沿顺时针方向转动时,输入拨叉将推动限位滚柱41和限位滚柱43沿顺时针方向转动,限位滚柱41和限位滚柱43将推动限位弹簧31和限位弹簧3压缩,进而推动输出轴5沿顺时针方向转动,同时,限位滚柱41和限位滚柱43在楔形的内腔截面中,将由窄截面端向宽截面端运动,运动不会受到限制,亦不会出现卡死限位作用。限位滚柱带动输出轴5沿顺时针方向转动,进而带动行星减速器转动。

行星减速器8的壳体与固定端支耳18相连接,通过抱紧箍11的连接,行星减速器的输出端与固定端法兰19相连。当行星减速器的输入端转动时,其输出端受到固定约束,则其壳体将随之转动。固定端支耳18与输出法兰9相连接,输出法兰连接天线反射器和馈源等外部负载,通过输入轴的转动,从而实现驱动装置的主动传动。

当输出法兰9受到外部负载正向或者反向的力矩作用时,通过行星减速器的连接结构,外部负载力矩将作用到输出轴5部位。当输出轴5受到外部负载的逆时针方向力矩作用时,输出轴5推动限位弹簧31和限位弹簧3沿逆时针方向转动,限位滚柱41和限位滚柱43在楔形内腔截面中将由窄截面端向宽截面端转动,转动不受限制,然而限位滚柱4和限位滚柱42将由宽截面端向窄截面端转动,转动受到限制,出现卡死限位作用,从而实现驱动装置的自锁功能。同理,当输出轴5受到外部负载的顺时针方向力矩作用时,输出轴5推动限位弹簧31和限位弹簧3沿顺时针方向转动,限位滚柱41和限位滚柱43在楔形内腔截面中将由宽截面端向窄截面端转动,转动受到限制,出现卡死限位作用。从而实现驱动装置的双向自锁功能。

需要理解的是,上述对于本专利具体实施方式的叙述仅仅是为了便于本领域普通技术人员理解本专利方案而列举的示例性描述,并非本专利的保护范围仅仅被限制在这些个例中,本领域普通技术人员完全可以在对本专利技术方案做出充分理解的前提下,以不付出任何创造性劳动的形式,通过对本专利所列举的各个例采取组合技术特征、替换部分技术特征、加入更多技术特征等等方式,得到更多的具体实施方式,所有这些具体实施方式均在本专利权利要求书的涵盖范围之内,因此,这些新的具体实施方式也应在本专利的保护范围之内。

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