一种变极化可翻转天线传动装置的制作方法

本发明涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种变极化可翻转天线传动装置。

背景技术：

随着雷达探测技术的快速发展，雷达天线的变极化技术是雷达探测系统中应用广泛且行之有效的一类技术，快速成为雷达电子战中的一个热点研究方向。目前天线的极化方式主要有水平极化和垂直极化两种，通过调整天线极化方式接收所需要信息。

现有的变极化天线装置在应用极化工作方式时，其他极化方式下的阵子不会参与工作，例如公知的一种变极化天线单元(申请号为cn112003005a)，其包括结构相同且彼此对称设置的第一振子和第二振子，所述第一振子和第二振子均为直角梯形结构；本发明组合垂直极化和水平极化两种天线单元，并按照九十度相位差布置可辐射圆极化波形，这个系统经相位控制也可发射椭圆极化电磁波信号和斜极化电磁波信号，但是该专利方案中，通过安装多个不同极化方式的阵子来切换极化方式，耗费大量成本和空间，且在应用其中一种极化方式工作时，其他极化方式下的阵子不参与工作，造成资源浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种变极化可翻转天线传动装置，以解决现有的变极化天线应用一种极化方式工作时，其他阵子不参与工作而造成资源浪费的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种变极化可翻转天线传动装置，包括驱动机构、固定组件、动机座、阵子组件、机架、升降组件，其中，所述驱动机构设置于机架的顶部，所述驱动机构与设置于机架内部的传动组件的一端连接，所述传动组件的另一端贯穿固定基座、动机座与阵子组件连接，所述固定基座固定于机架的周侧，所述固定基座远离机架的一端与动机座铰接，所述动机座能够绕着铰接轴线转动，所述动机座还的顶部通过连接件与升降组件连接，所述升降组件的底部与机架连接，所述升降组件通过连接件带动动机座翻转。

驱动机构工作通过传动组件可以调节阵子组件变动，而升降组件上升的时候，收紧连接件从而将动机座向上翻转，升降组件下降的时候，使连接件变长从而将动机座向下翻转，实现变极化天线传动装置采用单一的驱动机构同步控制四个阵子极化方式和翻转，有多种极化方式，且具有结构简单；所有阵子都可以进行工作，解决了资源浪费的问题。

作为本发明进一步的方案：所述传动组件包括小齿轮、大锥齿轮、第一主锥齿轮a、第一从锥齿轮b、第一传动轴、第二主锥齿轮a、第二从锥齿轮b、第三主锥齿轮a、第三从锥齿轮b、第二传动轴、第四主锥齿轮a、第四从锥齿轮b、第五主锥齿轮a、第五从锥齿轮b、第三传动轴、第六主锥齿轮a、第六从锥齿轮b、第四传动轴、第七主锥齿轮a、第七从锥齿轮b；

所述小锥齿轮固连在驱动机构输出轴上，所述小锥齿轮与大锥齿轮相互啮合，且所述小锥齿轮与大锥齿轮的轴线相交，所述大锥齿轮固定连接有在第一传动轴的一端，第一传动轴通过轴承安装在机架内腔中并靠近边缘位置，伺服电机轴线与第一传动轴的轴线相互垂直；

所述第一传动轴的另一端固连第二主锥齿轮a，所述第二主锥齿轮a与第二从锥齿轮b相互啮合，且轴线相交，所述第二从锥齿轮b固定连接有在第二传动轴的一端，所述第二传动轴通过轴承安装在机架的内腔中并靠近边缘位置；

所述第二传动轴的另一端固定连接有第四主锥齿轮a，第四从锥齿轮b与第四主锥齿轮a相互啮合，轴线相交，所述第四从锥齿轮b固定连接有在第三传动轴的一端，第三传动轴通过轴承安装在机架的内腔中并靠近边缘位置，第三传动轴的另一端固连第五主锥齿轮a，所述第五从锥齿轮b与第五主锥齿轮a相互啮合；

所述第五从动锥齿轮b固连在第四传动轴的一端，所述第四传动轴通过轴承安装在机架的内腔中并靠近边缘位置；第一主锥齿轮a同轴安装在第一传动轴的中部附近，第一从锥齿轮b位于与第一主锥齿轮a一侧，两者相互啮合，轴线相交。

作为本发明进一步的方案：所述第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴和第四传动轴轴线在一个平面内。

作为本发明进一步的方案：所述小锥齿轮、大锥齿轮、第一主锥齿轮a、第一从锥齿轮b、第二主锥齿轮a、第二从锥齿轮b、第三主锥齿轮a、第三从锥齿轮b、第四主锥齿轮a、第四从锥齿轮b、第五主锥齿轮a、第五从锥齿轮b、第六主锥齿轮a、第六从锥齿轮b、第七主锥齿轮a、第七从锥齿轮b模数相同，均采用直齿锥齿轮或弧齿锥齿轮。

作为本发明进一步的方案：所述第一主锥齿轮a与第一从锥齿轮b、第二主锥齿轮a与第二从锥齿轮b、第三主锥齿轮a与第三从锥齿轮b、第四主锥齿轮a与第四从锥齿轮b、第五主锥齿轮a与第五从锥齿轮b、第六主锥齿轮a与第六从锥齿轮b、第七主锥齿轮a与第七从锥齿轮b相互啮合且速比均为一，所述大锥齿轮和小锥齿轮速比可调。

作为本发明进一步的方案：所述阵子组件包括极轴b、万向节、极轴a及阵子；所述第一从锥齿轮b固连在极轴b的一端，极轴b通过轴承安装在固定机座的内腔中，极轴b的另一端通过万向节与极轴a一端相连，极轴a通过轴承安装在动机座的内腔中，极轴a的另一端与阵子固连。

作为本发明进一步的方案：所述万向节的转轴与动机座和固定机座铰接转轴同轴。

作为本发明进一步的方案：所述万向节为双节万向节。

作为本发明进一步的方案：所述驱动机构为伺服电机。

作为本发明进一步的方案：所述升降机构为升降竖箱。

作为本发明进一步的方案：所述升降架安装在机架的内腔中，能够沿机架的内墙上下移动。

本发明的优点在于：

1、本发明中，驱动机构工作通过传动组件可以调节阵子组件变动，而升降组件上升的时候，收紧连接件从而将动机座向上翻转，升降组件下降的时候，使连接件变长从而将动机座向下翻转，实现变极化天线传动装置采用单一的驱动机构同步控制四个阵子极化方式和翻转，有多种极化方式，且具有结构简单；所有阵子都可以进行工作，解决了资源浪费的问题。

2、本发明采用了单一驱动单元同步控制四个阵子极化方式和翻转，传动精度高，切换快捷，安装、运输空间小等优点。

3、本发明采用万向节实现同轴天线阵子的撤收、架设和阵子等速变极化，增强了阵子工作的机动性，降低了加工、安装难度，提高了变极化状态转换和架设及撤收的可靠性。

4、本发明通过锥齿轮和双节万向节传动将一个伺服电机的转动传递给不同方位下多个阵子实现阵子极化状态的快速转换，阵子具有水平极化和垂直极化，提高了雷达作战能力和环境适应性，同时降低了设计成本，简化了控制系统，提高了传动和工作精度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置的三维结构示意图。

图2是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置主传动系统的工作原理图。

图3是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置变极化传动系统的工作原理图。

图4是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置撤收状态示意图。

图5是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置水平极化状态工作示意图。

图6是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置垂直极化状态工作示意图。

图中，1：伺服电机；2：固定机座；3：动机座；4：阵子；5：机架；6：连接件；7：升降架；8：小锥齿轮；9：大锥齿轮；10a：第一主锥齿轮；10b：第一从锥齿轮；11：第一传动轴；12a：第二主锥齿轮；12b：第二从锥齿轮；13a：第三主锥齿轮；13b：第三从锥齿轮；14：第二传动轴；15a：第四主锥齿轮；15b：第四从锥齿轮；16a：第五主锥齿轮；16b：第五从锥齿轮；17：第三传动轴；18a：第六主锥齿轮；18b：第六从锥齿轮；19：第四传动轴；20a：第七主锥齿轮；20b：第七从锥齿轮；21：极轴b、22：万向节、23：极轴a。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1，图1是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置的三维结构示意图，该装置包括：驱动机构1、固定组件2、动机座3、阵子组件4、机架5、升降组件7，其中，所述驱动机构1设置于机架5的顶部，所述驱动机构与设置于机架5内部的传动组件的一端连接，所述传动组件的另一端贯穿固定基座2、动机座3与阵子组件4连接，所述固定基座2固定于机架5的周侧，所述固定基座2远离机架5的一端与动机座3铰接，所述动机座3能够绕着铰接轴线转动，所述动机座3还的顶部通过连接件6与升降组件7连接，所述升降组件7的底部与机架5连接，所述升降组件7通过连接件7带动动机座3翻转。

其中，驱动机构1工作通过传动组件可以调节阵子组件4变动，而升降组件7上升的时候，收紧连接件7从而将动机座3向上翻转，升降组件7下降的时候，使连接件7变长从而将动机座3向下翻转。

更进一步的，所述驱动驱动机构1为伺服电机，通过螺栓或者螺钉固定连接在机架5的顶部一角，所述机架5的周侧面均布通过螺栓或者螺钉固连四个固定机座，每个固定机座分别均与动机座3铰接，动机座3可以绕铰接轴线转动。

图2是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置主传动系统的工作原理图，图2中，所述传动组件包括小齿轮8、大锥齿轮9、第一主锥齿轮10a、第一从锥齿轮10b、第一传动轴11、第二主锥齿轮12a、第二从锥齿轮12b、第三主锥齿轮13a、第三从锥齿轮13b、第二传动轴14、第四主锥齿轮15a、第四从锥齿轮15b、第五主锥齿轮16a、第五从锥齿轮16b、第三传动轴17、第六主锥齿轮18a、第六从锥齿轮18b、第四传动轴19、第七主锥齿轮20a、第七从锥齿轮20b。

所述小锥齿轮8固连在伺服电机输出轴上，所述小锥齿轮8与大锥齿轮9相互啮合，且所述小锥齿轮8与大锥齿轮9的轴线相交成90°，所述大锥齿轮9固定连接有在第一传动轴11的一端，第一传动轴11通过轴承安装在机架5内腔中并靠近边缘位置，伺服电机轴线与第一传动轴11的轴线相互垂直，第一传动轴11的另一端固连第二主锥齿轮12a，所述第二主锥齿轮12a与第二从锥齿轮12b相互啮合，且轴线相交成90°，所述第二从锥齿轮12b固定连接有在第二传动轴14的一端，所述第二传动轴14通过轴承安装在机架5的内腔中并靠近边缘位置，第二传动轴14的另一端固定连接有第四主锥齿轮15a，第四从锥齿轮15b与第四主锥齿轮15a相互啮合，轴线相交成90°，所述第四从锥齿轮15b固定连接有在第三传动轴17的一端，第三传动轴17通过轴承安装在机架5的内腔中并靠近边缘位置，第三传动轴17的另一端固连第五主锥齿轮18a，所述第五从锥齿轮18b与第五主锥齿轮18a相互啮合，轴线相交成90°，所述第五从动锥齿轮18b固连在第四传动轴19的一端，所述第四传动轴19通过轴承安装在机架5的内腔中并靠近边缘位置；第一主锥齿轮10a同轴安装在第一传动轴11的中部附近，第一从锥齿轮10b位于与第一主锥齿轮10a一侧，两者相互啮合，轴线相交成90°。

优选的，所述小锥齿轮8、大锥齿轮9、第一主锥齿轮10a、第一从锥齿轮10b、第二主锥齿轮12a、第二从锥齿轮12b、第三主锥齿轮13a、第三从锥齿轮13b、第四主锥齿轮15a、第四从锥齿轮15b、第五主锥齿轮16a、第五从锥齿轮16b、第六主锥齿轮18a、第六从锥齿轮18b、第七主锥齿轮20a、第七从锥齿轮20b模数相同，都采用直齿锥齿轮或弧齿锥齿轮；

所述第一主锥齿轮10a与第一从锥齿轮10b、第二主锥齿轮12a与第二从锥齿轮12b、第三主锥齿轮13a与第三从锥齿轮13b、第四主锥齿轮15a与第四从锥齿轮15b、第五主锥齿轮16a与第五从锥齿轮16b、第六主锥齿轮18a与第六从锥齿轮18b、第七主锥齿轮20a与第七从锥齿轮20b相互啮合且速比均为1，所述大锥齿轮9和小锥齿轮8速比可调。

此外，为了保证能够彼此传动，所述第一传动轴11、第二传动轴14、第三传动轴17和第四传动轴19轴线在一个平面内。

工作时候，伺服电机通过小锥齿轮8和大锥齿轮9的啮合驱动第一传动轴11绕自身轴线转动，第一传动轴11通过第二主锥齿轮12a和第二从锥齿轮12b啮合驱动第二传动轴14绕自身轴线转动，第二传动轴14通过第四主锥齿轮15a和第四从锥齿轮15b啮合驱动第三传动轴17绕自身轴线转动，第三传动轴17通过第五主锥齿轮18a和第五从锥齿轮18b啮合驱动第四传动轴19绕自身轴线转动。伺服电机通过一些列的锥齿轮传动将运动状态同时传递给四个不同方向布置的传动轴绕自身轴线转动，组成主传动系统。

图3是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置变极化传动系统的工作原理图，在图3中，所述阵子组件4包括极轴a21、万向节22、极轴b23及阵子41；

所述第一从锥齿轮10b固连在极轴b23的一端，极轴b23通过轴承安装在固定机座2的内腔中，极轴b23的另一端通过万向节22与极轴a21一端相连，极轴a21通过轴承安装在动机座3的内腔中，极轴a21的另一端与阵子41固连，所述万向节22的转轴与动机座3和固定机座2铰接转轴同轴。

此外，所述万向节为双节万向节。

极轴a与极轴b之间采用双向万向节连接，极轴a能绕着动机座与固定机座铰接轴线转动，保证天线阵子41便捷撤收；因加工、安装等误差的存在，动机座在连接件的作用下无法精确实现极轴a与极轴b的轴线共线，此时万向节能将极轴b运动状态传递给极轴a，实现阵子41变极化状态转换，提高了机构工作可靠性。

当天线处于撤收状态时(参见图4，图4是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置撤收状态示意图)，升降机构7处于竖直方向的最低端，四个动机座3在重力的作用下绕铰接轴向下转动，依靠重力即可实现天线阵子41的撤收。当天线需要快速进入工作状态时，升降机构7沿竖直方向水平向上运动，升降机构7通过连接件6驱动四个动机座克服重力的作用绕铰接轴向上转动，直到阵子41轴线处于水平状态停止运动，升降机构7停止运动，实现天线阵子41的架设。

天线撤收时，升降机构7直向下运动，动机座3在重力作用下绕动机座3与固定机座2铰接轴向下转动，同时带动阵子41向下运动；天线工作时，升降架向上运动，将天线传输到工作高度，同时在连接件的作用下将动机座3拉伸到水平状态，依靠升降机构7的随动原理实现天线撤收和架设。因此，本发明的变极化可翻转天线传动机构能减小运输、安装空间。优选的，所述四个阵子41的极化状态相同，有水平极化或者垂直极化两种状态。

天线撤收时，升降机构直向下运动，动机座在重力作用下绕动机座与固定机座铰接轴向下转动，同时带动阵子41向下运动；天线工作时，升降架向上运动，将天线传输到工作高度，同时在连接件的作用下将动机座拉伸到水平状态，依靠升降架的随动原理实现天线撤收和架设。因此，本发明的变极化可翻转天线传动机构能减小运输、安装空间

参见图5和图6，图5是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置水平极化状态工作示意图，图6是本发明实施例提供的变极化天线翻转传动装置垂直极化状态工作示意图。第一传动轴11转动时，通过相互啮合第一主锥齿轮10a和第一从锥齿轮10b驱动极轴b23绕自身轴线转动，极轴b23通过万向节22驱动极轴a21转动，实现阵子41极化状态的变换。同理，第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴分别驱动不同方位的阵子41实现极化状态的同步变化。

在本公开实施例的方案中，所述连接件6为钢丝绳或者弹性绳等，优选为钢丝绳，所述动机座3的顶部与钢丝绳的一端固连，钢丝绳的另一端与升降机构7固连。

所述升降机构7优选为升降竖箱，所述升降架7安装在机架5的内腔中，可以沿机架的内墙上下移动。

工作原理：伺服电机通过小锥齿轮8和大锥齿轮9的啮合驱动第一传动轴11绕自身轴线转动，第一传动轴11通过第二主锥齿轮12a和第二从锥齿轮12b啮合驱动第二传动轴14绕自身轴线转动，第二传动轴14通过第四主锥齿轮15a和第四从锥齿轮15b啮合驱动第三传动轴17绕自身轴线转动，第三传动轴17通过第五主锥齿轮18a和第五从锥齿轮18b啮合驱动第四传动轴19绕自身轴线转动。伺服电机通过一些列的锥齿轮传动将运动状态同时传递给四个不同方向布置的传动轴绕自身轴线转动，组成主传动系统；

通过相互啮合第一主锥齿轮10a和第一从锥齿轮10b驱动极轴b23绕自身轴线转动，极轴b23通过万向节22驱动极轴a21转动，实现阵子41极化状态的变换。同理，第二传动轴、第三传动轴、第四传动轴分别驱动不同方位的阵子41实现极化状态的同步变化，且变极化传动机构简单，能实现天线高精度、便捷变极化。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。