CN102820537A - 一种x-y轴天线座架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种X-Y轴天线座架，采用圆弧滚道，通过滚轮驱动、定位与导向实现X轴的运动功能；本发明中X轴为一个空间的虚轴，X轴与Y轴空间垂直相交，因此仅需要单轴配重，即可实现X、Y轴的全方位平衡，减轻了天线座架的体积和重量；由于X、Y两轴全方位平衡，不需要采用蜗轮蜗杆机构实现传动自锁，因此提高了天线的传动效率、减小了驱动功率；传动链全部采用直齿轮及行星减速器，噪音低、精度高、寿命长、易于制造和维护；本发明大大提高了X-Y轴天线座的运动速度及加速度。

Description

一种X-Y轴天线座架

技术领域

本发明适用于极轨卫星跟踪天线的座架设计和制造，尤其适用于安装在运动载体上的极轨卫星跟踪天线。 

背景技术

X-Y轴天线是极轨卫星数据接收站最常用的天线结构形式，由于X-Y轴天线的两轴为水平配置，因此，X、Y轴均需增加配重以平衡天线的偏心力矩，导致天线座架的尺寸和重量十分庞大；如果不增加配重，则需要采用蜗轮蜗杆机构实现传动自锁，效率低、功率高、噪音大、精度低、制造困难，且X、Y轴的运动速度、加速度也很低；上述缺点大大限制了X-Y轴天线在楼顶以及移动载体上的应用。 

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实现X、Y轴的全方位平衡，同时提高了X、Y轴的运动速度和角加速度的X-Y天线座架。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下： 

一种X-Y轴天线座架，包括底座4、与天线相联接的Y轴机构2和X轴机构3，X轴机构3配装在底座4上，Y轴机构2配装在X轴机构3上，其特征在于：所述的X轴机构包括圆弧滚道13、滚轮支架14、压紧滚轮15、导向滚轮16、X轴减速机17、X轴伺服电机18、X轴码盘19和机电限位装置；滚轮支架14固定在底座4上，圆弧滚道13配装在滚轮支架14上；X轴为一个空间的虚轴，圆弧滚道13 的几何轴心线为X轴轴线；圆弧滚道13的内、外圆弧面的两侧为光滑滚道，圆弧滚道13的外圆弧面中间加工成齿轮；滚轮支架14上安装有对圆弧滚道13的内、外圆弧面的两侧光滑滚道进行压紧的多对上下对应设置的压紧滚轮15；在圆弧滚道13的左右两侧设置有防止其左右偏摆的多对导向滚轮16，多对导向滚轮16设置在滚轮支架14上；X轴伺服电机18通过X轴减速机17驱动圆弧滚道13背面的圆弧齿轮；X轴减速机17的输出轴与实时输出天线座X轴角度信号的X轴码盘19相联接。 

其中，所述的Y轴机构包括箱体5、大齿轮6、左轴头7、右轴头8、配重11、Y轴减速机9、Y轴伺服电机10、Y轴码盘12和机电限位装置；左轴头7和右轴头8相对设置在箱体5的两侧，左轴头7和右轴头8之间形成的轴线为Y轴轴线，Y轴轴线与X轴轴线垂直相交；左轴头7和右轴头8分别支撑在圆弧滚道13的两侧，相对于圆弧滚道13的宽度方向对称布置，并可绕Y轴轴线进行旋转。 

其中，箱体5的上平面与天线1相联接，在箱体5的下平面安装有用于平衡天线偏心力矩的配重11；Y轴伺服电机10通过Y轴减速机9驱动设置在箱体上5的大齿轮6旋转；在右轴头8上安装有实时输出天线座Y轴角度信号Y轴码盘12。 

本发明与背景技术相比具有如下优点： 

1、只需对Y轴配重即可实现X、Y两轴的力矩平衡，减轻了天线座架的体积和重量； 

2、由于X、Y两轴全方位平衡，不需要采用蜗轮蜗杆机构实现 传动自锁，因此提高了天线的传动效率、减小了驱动功率； 

3、传动链全部采用直齿轮及行星减速器，噪音低、精度高、寿命长、易于制造和维护；大大提高了X、Y轴天线座的运动速度及加速度。 

4、本发明采用圆弧滚道，通过滚轮驱动、定位与导向实现X轴的运动功能；该技术中X轴为一个空间的虚轴，X轴与Y轴空间垂直相交，因此仅需要单轴配重，即可实现X、Y轴的全方位平衡，同时提高了X、Y轴的运动速度和角加速度。 

附图说明

图1是本发明所涉及的新型X-Y天线座架的结构示意图； 

图2是本发明所涉及的Y轴机构的结构示意图； 

图3是本发明所涉及的X轴机构的左视图； 

图4是本发明所涉及的X轴机构的主视图。 

图中：1.天线，2.Y轴机构，3.X轴机构，4.底座，5.箱体，6.大齿轮，7.左轴头，8.右轴头，9.Y轴减速机，10.Y轴伺服电机，11.配重，12.Y轴码盘，13.圆弧滚道，14.滚轮支架，15.压紧滚轮，16.导向滚轮，17.X轴减速机，18.X轴伺服电机，19.X轴码盘。 

具体实施方式

下面，结合图1至图4对本发明作进一步的说明。 

本实施例为船载天线，主要用于跟踪极轨卫星。为了解决过顶盲区的问题，本实例采用X-Y型天线座；为了减小体积和重量、降低功耗，为了克服船摇需要天线具备高速度、大工作范围等特点，采用了 本发明。如附图1所示，本实例由底座4、Y轴机构3、X轴机构2、天线1共四部分组成。 

底座4为一个焊接的圆柱腔体，下平面与基础固定，上平面与X轴机构固定，其功能是满足天线的工作范围及工作稳定性。 

X轴机构2以滚轮支架14作为支撑，滚轮支架14安装在底座上；圆弧滚道13为锻钢材料，作为X轴的运动器件，布置在滚轮支架14的中间，圆弧滚道13的几何轴心线为X轴轴线，它是一个虚轴，其内、外圆弧面两侧精密加工成光滑滚道，通过5对压紧滚轮15上、下压紧，起到定位作用；左右端面精密加工成光滑平面，通过2对导向滚轮16左、右压紧，起到导向作用，防止其左右偏摆；外圆弧面中间精密加工成圆柱齿轮，通过X轴减速机17、X轴伺服电机18，实现对X轴的驱动。在驱动减速机的输出轴上安装与X轴末级速比相同的另一台同步减速机，X轴码盘19与同步减速机的输出轴按1∶1相连，亦即码盘与X轴同步动作，实时输出天线座X轴角度信号。机电限位装置用于保证天线X轴工作在安全范围之内，X轴工作范围可达到±90°。 

Y轴机构3以圆弧滚道13作为支撑，箱体5通过左轴头7、右轴头8支撑在圆弧滚道13上，箱体5的上平面与天线1相连。Y轴轴线与X轴轴线垂直相交。Y轴伺服电机10通过Y轴减速机9驱动Y轴大齿轮6，从而带动箱体5和天线1一起作Y轴旋转。在Y轴机构3的右轴头8上安装Y轴码盘12，实时输出天线座Y轴角度信号。在箱体5的下平面安装配重11，用于平衡天线1的偏心力矩，由于X、 Y轴线垂直相交，因此，配重11即可满足X、Y两轴的全方位平衡。机电限位装置用于保证天线Y轴工作在安全范围之内，Y轴工作范围可达到±90°。 

Claims (3)

1.一种X-Y轴天线座架，包括底座(4)、与天线相联接的Y轴机构(2)和X轴机构(3)，X轴机构(3)配装在底座(4)上，Y轴机构(2)配装在X轴机构(3)上，其特征在于：所述的X轴机构包括圆弧滚道(13)、滚轮支架(14)、压紧滚轮(15)、导向滚轮(16)、X轴减速机(17)、X轴伺服电机(18)、X轴码盘(19)和机电限位装置；滚轮支架(14)固定在底座(4)上，圆弧滚道(13)配装在滚轮支架(14)上；X轴为一个空间的虚轴，圆弧滚道(13)的几何轴心线为X轴轴线；圆弧滚道(13)的内、外圆弧面的两侧为光滑滚道，圆弧滚道(13)的外圆弧面中间加工成齿轮；滚轮支架(14)上安装有对圆弧滚道(13)的内、外圆弧面的两侧光滑滚道进行压紧的多对上下对应设置的压紧滚轮(15)；在圆弧滚道(13)的左右两侧设置有防止其左右偏摆的多对导向滚轮(16)，多对导向滚轮(16)设置在滚轮支架(14)上；X轴伺服电机(18)通过X轴减速机(17)驱动圆弧滚道(13)背面的圆弧齿轮；X轴减速机(17)的输出轴与实时输出天线座X轴角度信号的X轴码盘(19)相联接。

2.根据权利要求1所述的一种X-Y轴天线座架，其特征在于：所述的Y轴机构包括箱体(5)、大齿轮(6)、左轴头(7)、右轴头(8)、配重(11)、Y轴减速机(9)、Y轴伺服电机(10)、Y轴码盘(12)和机电限位装置；左轴头(7)和右轴头(8)相对设置在箱体(5)的两侧，左轴头(7)和右轴头(8)之间形成的轴线为Y轴轴线，Y轴轴线与X轴轴线垂直相交；左轴头(7)和右轴头(8)分别支撑在圆弧滚道(13)的两侧，相对于圆弧滚道(13)的宽度方向对称布置，并可绕Y轴轴线进行旋转。

3.根据权利要求2所述的一种X-Y轴天线座架，其特征在于：箱体(5)的上平面与天线(1)相联接，在箱体(5)的下平面安装有用于平衡天线偏心力矩的配重(11)；Y轴伺服电机(10)通过Y轴减速机(9)驱动设置在箱体上(5)的大齿轮(6)旋转；在右轴头(8)上安装有实时输出天线座Y轴角度信号Y轴码盘(12)。

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