一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构的制作方法

本发明涉及天线，具体涉及一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构。

背景技术：

1、车载站一般配置抛物面天线，该天线为单反射面天线，发射信号时沿抛物面法向平行辐射；接收信号时经抛物面反射后汇聚于馈源。由于车载站在运输时有限高的要求，因此安装于车载站方舱内部的天线在高度方向上结构紧凑。

2、天线在工作时，需要先将方舱外滑动天线盖打开，再将天线升到方舱外进行信号收发。滑动天线盖限位挡板的作用有两个：一是对滑动天线盖进行开闭行程上的限位；二是当滑动天线盖闭合后，对其前方进行密封遮挡，以便可靠运输。

3、在滑动天线盖方面，现有技术的方案是：滑动天线盖打开后，其前端的限位挡板刚性固定在舱体上，且始终处于竖立状态，因此当天线升起来后，在低仰角或负角度收发信号时，竖立的挡板会对天线通信造成干扰，使得信号有一定的盲区，严重时会影响信号收发。

4、如中国专利公开号cn219219913u公开的“一种具有滑盖功能的方舱”，该发明公开了一种具有滑盖功能的方舱，舱顶开口两侧固定支撑板，滑盖在开合运动过程中与开口结合处有良好的密封效果。然而其所述的滑盖在开合运动过程中，舱顶的支撑板与围板始终固定在不动，即便是当天线载荷升至舱顶收发信号工作，其周围的遮挡盲区依然存在。

5、又如中国专利公开号cn213007541u公开的“一种方舱滑盖机构”，提出一种方舱滑盖机构，在滑盖靠近前挡板的一侧具有密封圈，滑盖能够快捷开闭设备孔，在关闭时具有良好的密封性和防水性。前挡板与滑盖之间虽然有密封措施，但是其密封形式为刚性式的静态密封，此外滑盖前挡板为固定不可调节，竖立支撑的前挡板会对信号产生干扰，当天线升起工作后有低仰角或负角度的工作需求时则不满足要求。

6、在双向弹簧阻尼机构方面，现有技术的方案是：弹簧阻尼机构的两个压缩弹簧为平行形式，或者利用输出双向阻尼力来保证阻尼系数的一致性。

7、如中国专利公开号cn110905960b公开的“双向泄流减振阀”，该发明公开了一种双向泄流减振阀，采用反向安装两个弹簧阀，进行双向阻尼力值的调整。但其应用场景是将两个压缩弹簧平行布置，并非适用于同轴结构。

8、又如中国专利公开号cn204300208u公开的“一种差动式被动阻尼器”，提出了一种差动式被动阻尼器，利用两个压缩弹簧的推力差值，输出双向阻尼力，有效降低结构体积和重量。但其仅在阻尼系数上保证了一致性，并未有效降低整个系统的阻尼波峰。

9、目前现有技术存在的问题：一是滑动天线盖竖立形式的挡板，在天线低仰角或负角度收发信号时，会对信号产生盲区遮挡，如图1所示；二是车载在运输时是一个非线性的运动过程，滑动天线盖与挡板之间的密封为静态密封；三是现有弹簧阻尼机构在受到冲击时的阻尼波峰明显，会使折叠挡板振动明显。

10、因此，需要一种可以克服现有天线盖挡板固定竖立以及车载站行车静态密封不足的机构和方法。

技术实现思路

1、本发明是为了解决现有天线盖挡板固定竖立以及车载站行车静态密封不足的问题，提供一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，将天线盖限位挡板设置为可折叠的形式，且初始状态定义为向车载站行径相对方向偏置-5°，在限位折叠挡板外侧两端分别设置一套双向弹簧阻尼机构，形成并联结构形式。双向弹簧阻尼机构内部采用外压缩弹簧与内拉伸弹簧同轴相互配合的结构，有效降低阻尼波峰，且在内外弹簧弹性变形的共同作用下，会始终对限位折叠挡板施加预紧力，保证车载站在运输状态行车过程中的天线盖与限位折叠挡板完全贴紧，实现车载站行车过程中良好的动态密封效果。定义整个机构系统的水平方向为x轴，竖直方向为y轴，则当天线盖折叠挡板由y轴偏置-5°到折叠90°的水平状态，即整个限位折叠挡板的运动角度范围为-5°～90°。当折叠挡板为折叠90°时，可保证天线在-10°

2、以内的低仰角收发信号不受限位折叠挡板的干扰。

3、本发明提供一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，包括车载站、固定连接在车载站内部的天线、可动连接在车载站顶部的滑动天线盖、连接在滑动天线盖两侧底部的触碰支耳和连接在车载站顶部的行程开关、限位折叠挡板，限位折叠挡板与车载站顶部通过支架连接，行程开关设置在滑动天线盖和限位折叠挡板之间，限位折叠挡板的后部连接双向弹簧阻尼机构，限位折叠挡板为与滑动天线盖宽度对应、自由状态下与垂直方向呈负夹角、天线工作时可折叠、滑动天线盖闭合时与滑动天线盖右侧末端贴合且在预紧力作用下保持贴合的板状结构；

4、当车载站行驶至固定点位后，滑动天线盖向车载站的尾部滑动打开，天线垂直升出至车载站的舱顶，天线在低仰角的状态下收发信号，此时限位折叠挡板处于折叠状态并处于天线的信号收发可靠区域以外；

5、当天线收拢回车载站内部时，限位折叠挡板恢复负夹角的自由状态，滑动天线盖的顶部接触限位折叠挡板后继续运动，直至触碰支耳与行程开关完全接触并将限位折叠挡板从负夹角推至0°并形成密封，双向弹簧阻尼机构提供预紧力使滑动天线盖与限位折叠挡板在车载站行车过程中保持密封状态。

6、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，负夹角为与垂直方向呈-5°夹角，限位折叠挡板折叠状态时与垂直方向呈90°夹角，低仰角为-10°。

7、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，支架包括底部与车载站顶端固定连接、上部与限位折叠挡板底部一侧连接的第一支座，与限位折叠挡板内嵌式固定连接的第二支座，连接在限位折叠挡板上部的第三支座和与车载站连接的第四支座，第三支座和第四支座之间连接双向弹簧阻尼机构；

8、第一支座设置与第二支座可动连接的轴和轴孔，限位折叠挡板设置用于与第一支座连接的缺口，缺口尺寸大于第一支座前后方向的宽度，第一支座穿过限位折叠挡板与第二支座可动连接，第三支座位于第二支座的上部；

9、限位折叠挡板折叠时，双向弹簧阻尼机构带动第三支座、第二支座、限位折叠挡板向双向弹簧阻尼机构一侧转动、限位折叠挡板穿过第一支座折叠。

10、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，第一支座、第二支座、第三支座和第四支座的数量均为两个、分别位于限位折叠挡板的两侧。

11、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，双向弹簧阻尼机构包括与第三支座轴连接的上拉环，与上拉环依次连接的缸体支承座、缸体、伸缩杆支承座、下拉环，连接在缸体中的伸缩杆，环绕在缸体、伸缩杆外侧且一端与伸缩杆支承座相连、另一端与缸体支承座相连的外压缩弹簧，下拉环与第四支座可动连接；

12、限位折叠挡板为自由状态时，外压缩弹簧无弹性形变，限位折叠挡板与滑动天线盖贴合呈0°时外压缩弹簧产生压缩形变，限位折叠挡板折叠时外压缩弹簧产生最大压缩形变。

13、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，双向弹簧阻尼机构还包括与缸体支承座连接的紧定螺栓、连接在缸体支承座内部的缸体支承座紧定螺纹孔，设置在缸体内部与伸缩杆相连的活塞，连接在缸体内底部的缸体密封套，连接在缸体密封套内圈的密封圈，缠绕在伸缩杆外侧并连接在活塞、缸体密封套之间的内拉伸弹簧和连接在活塞两侧的活塞紧定孔，紧定螺栓与缸体支承座紧定螺纹孔相连，紧定螺栓水平设置在缸体支承座的两侧，活塞为上小下大结构，缸体支承座的内部底端设置上小下大的活塞安装孔，活塞上升到活塞安装孔中后紧定螺栓可与活塞紧定孔相连并将活塞固定，密封圈将伸缩杆、缸体密封套之间密封；

14、外压缩弹簧和内拉伸弹簧同轴，内拉伸弹簧的线径、圈数均小于外压缩弹簧的线径、圈数，内拉伸弹簧的刚度大于外压缩弹簧的刚度；

15、在自由状态下，内拉伸弹簧的长度是最大压缩长度、不能再压缩、只能拉伸；

16、限位折叠挡板与滑动天线盖贴合呈0°时内拉伸弹簧在伸缩杆的带动下产生拉伸形变，限位折叠挡板折叠时在伸缩杆的带动下内拉伸弹簧产生最大拉伸形变；

17、当活塞运动至缸体顶部时，外压缩弹簧与内拉伸弹簧受力最大，旋转缸体支承座紧定螺纹孔中的紧定螺并紧定至活塞紧定孔以使活塞锁定，限位折叠挡板位置固定在折叠状态。

18、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，双向弹簧阻尼机构为并列设置的两组结构。

19、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，缸体密封套的上部端面设有缸体密封套刻度等级量程，第一支座的底部设置角度刻度，缸体密封套的下部端面设置缸体密封套螺纹，缸体密封套与缸体之间通过缸体密封套螺纹连接；角度刻度包括自由状态的负夹角标识和0°标识；

20、缸体密封套的调节方法为：旋转调节缸体密封套并使缸体密封套连同伸缩杆在长度行程上发生变动以改变外压缩弹簧和内拉伸弹簧的初始长度，直至限位折叠挡板在第一支座上的位置位于负夹角标识。

21、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，限位折叠挡板在与滑动天线盖接触一侧的上下左右面上均设置密封条；

22、滑动天线盖闭合时与密封条贴合；

23、滑动天线盖与限位折叠挡板贴合时，双向弹簧阻尼机构存在从0°恢复为自由状态负夹角的趋势从而提供弹性力f，弹性力水平分力f1即为预紧力，预紧力f1大于车载站行驶过程中刹车时限位折叠挡板所受的外力。

24、本发明所述的一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，作为优选方式，限位折叠挡板包括第一挡板和分别连接在第一挡板两侧的第二挡板、第三挡板，第一挡板沿车载站的前后方向设置，第二挡板与第一挡板的夹角、第三挡板与第一挡板的夹角均大于90度，两个双向弹簧阻尼机构并列连接在第一挡板的后端，支架分别连接在第一挡板的底部两端，第一挡板的两侧设置与支架安装用缺口；

25、滑动天线盖包括上板和分别垂直连接在上板两侧的左板、右板，上板突出于左板和右板并在与左板、右板相连处设置过渡连接面，过渡连接面与第二挡板和第一挡板的夹角、第三挡板和第一挡板的夹角吻合；

26、第一挡板在自由状态时向滑动天线盖一侧倾斜、与垂直方向呈负夹角，第一挡板与上板贴合时与垂直方向夹角为0°且第二挡板与左板贴合、第三挡板与右板贴合、双向弹簧阻尼机构提供预紧力，折叠时第一挡板与垂直方向夹角为90°且第二挡板、第三挡板的最高点均处于天线的信号收发可靠区域以外。

27、本发明涉及一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，特别是针对方舱外有滑动形式的天线盖，用于解决天线在低仰角或负角度收发信号时，天线盖限位挡板不干扰信号且运输可靠稳定的问题。

28、本发明的技术解决方案为：一种滑动天线盖限位折叠挡板双向弹簧阻尼机构，包括下列结构形式和方法步骤：

29、(1)限位折叠挡板，具体在限位挡板的两端采用双向弹簧阻尼机构，形成并联结构形式。在两端双向弹簧阻尼机构的作用下，实现折叠挡板由-5°～90°的运动范围。当折叠挡板为折叠90°时，可保证天线在-10°以内的低仰角收发信号不受限位折叠挡板的干扰。

30、(2)限位折叠挡板，初始状态为角度偏置-5°时，天线盖未与限位折叠挡板接触，天线盖未受到外力作用，双向弹簧阻尼机构的外弹簧与内弹簧也未发生弹性变形，因此限位折叠挡板和双向弹簧阻尼机构均为自由状态。

31、(3)限位折叠挡板，角度呈0°时，触碰支耳与行程开关完全接触，滑动天线盖与限位折叠挡板内侧面的三防密封条完全贴合。此时弹簧阻尼机构的外弹簧受到压缩变形，内弹簧受到拉伸变形，在两者合力的作用下，滑动天线盖持续受到双向弹簧阻尼机构施加的预紧力，始终与限位折叠挡板完全贴紧，且实现了车载站行车过程中良好的动态密封效果。

32、(4)所述的限位折叠挡板，角度呈90°时，限位折叠挡板为水平状态，弹簧阻尼机构为完全变形状态，通过缸体支承座两端的紧定螺栓进行锁紧，使得弹簧阻尼机构始终处于完全变形状态。此时，天线在-10°以内收发信号无盲区的遮挡。

33、(5)所述的双向弹簧阻尼机构，当出现加工及装配误差导致无法维持限位折叠挡板角度偏置-5°时，采用标有刻度的缸体密封套，对外弹簧与内弹簧的初始长度进行调节。

34、(6)所述的双向弹簧阻尼机构，外弹簧和内弹簧在缸体内外为同轴布置，形成同轴压缩方向和同轴拉伸方向的双向阻尼，且设置内弹簧与外弹簧不同的阻尼系数，以便消除阻尼波峰。

35、步骤(1)中，限位挡板的宽度方向上跨距较长，一般为2400mm左右，因此在在限位挡板的两端分别布置弹簧阻尼机构，使得整个系统在运动过程中受力更加均匀。定义车载站天线工作时，低仰角为-10°以内均需收发信号。当天线在收发信号前，优先将折叠挡板的角度折叠为90°，可保证天线收发信号无盲区的遮挡。所述的低仰角在-10°～0°的范围内，该发明均可保证其信号不受干扰。

36、步骤(2)中，定义限位折叠挡板向车载站行径相对方向偏置-5°，这也是双向弹簧阻尼机构的自由初始状态，此时外弹簧与内弹簧均未发生弹性变形。对于双向弹簧阻尼机构，定义外弹簧为压缩弹簧，线径大、圈数多、刚度小，主要以承载压缩力为主，外弹簧环绕在缸体外部，一端与伸缩杆支承座连接，另一端与缸体支承座连接；定义内弹簧为拉伸弹簧，线径小、圈数少、刚度大，主要以承载拉伸力为主，内弹簧设置在缸体内部，一端与伸缩杆端部活塞连接，另一端与缸体密封套连接。

37、步骤(3)中，车载站行车运输时，天线降到舱内，当滑动天线盖闭合后刚好接触到限位折叠挡板，此时触碰支耳还未触碰行程开关，因此继续向前闭合一小段距离，直至触碰支耳与行程开关完全接触，滑动天线盖与限位折叠挡板内侧的三防密封条完全贴合，限位折叠挡板角度呈0°状态，滑动天线盖同时触碰到行程开关后停止行径。定义限位折叠挡板向车载站行径相对方向偏置-5°，目的是使滑动天线盖闭合到位后，始终与限位折叠挡板之间存在弹簧阻尼机构作用下的预紧力，保证车载站行车过程中，滑动天线盖与折叠挡板的动态密封性。定义偏置-5°的依据是：将整个限位折叠挡板系统作为质点系，根据动量定理，公式如下：

38、

39、式中：m为整个限位折叠挡板系统的质量，约20kg；v为车载站的最高行驶速度，约80km/h，即22.2m/s；t为刹车时间，约3.5s；f为刹车时所受的外力。因此，根据动量定理计算得知整个限位折叠挡板系统在车载站行驶速度为80km/h，刹车制动时的所受的外力约为127n。按照车载站的最高行驶速度计算，将整个限位折叠挡板系统在刹车时所受的外力，加载到双向弹簧阻尼机构上，可知当限位折叠挡板在受力过程中，角度偏置方向始终维持在-5°，即折叠挡板角度偏置-5°时，刹车时所受的外力不足以以超过弹簧阻尼机构施加的预紧力。

40、步骤(4)中，车载站天线工作时，滑动天线盖打开，天线升到舱顶，此时限位折叠挡板恢复到初始状态，即限位折叠挡板向车载站行径相对方向偏置-5°。为保证天线低仰角收发信号的性能要求，先将限位折叠挡板进行折叠，折叠后的限位折叠挡板呈90°。此时伸缩杆端部的活塞到达缸体支承座底部，活塞端面的两个沉孔与缸体支承座端面的两个螺纹孔同心相对，外弹簧受到压缩变形，内弹簧受到拉伸变形，再将位于缸体支承座两端的紧定螺栓进行锁紧，使得弹簧阻尼机构始终处于压缩状态，限位折叠挡板呈90°状态，保证天线在-10°以内的低仰角收发信号不受限位折叠挡板的干扰。

41、步骤(5)中，双向弹簧阻尼机构所采用的缸体密封套，鉴于每一套内外弹簧在出厂后参数会存在误差，为了消除加工及装配误差对整个机构带来的影响，在缸体与伸缩杆的配合部位设置可调节内弹簧压力的密封套，该密封套下部带螺纹，上部外圈端面标有刻度等级，对其旋转可用于调节外弹簧与内弹簧的初始长度。具体调节方法是：当整个机构初始状态大于-5°时，即折叠挡板竖直方向接近y轴，此时调节密封套使得推杆伸出长度加长，同时外弹簧初始长度变长，内弹簧初始长度不变，直至刻度位于-5°后停止调节密封套；当整个机构初始状态小于-5°时，即折叠挡板竖直方向远离y轴，此时调节密封套使得推杆伸出长度缩短，同时外弹簧初始长度变短，内弹簧初始长度不变，直至刻度位于-5°后停止调节密封套。定义缸体密封套的外圈端面标有刻度等级量程为7mm，外弹簧与内弹簧的初始长度微调范围为0～±3.5mm。量程为7mm的定义依据是：内外弹簧在总装后整个机构的误差为折叠挡板y轴方向偏置3°～7°，即内外弹簧在弹性变形长度范围为-3.4～3.4mm，该变形长度范围在缸体密封套的外圈端面刻度的等级量程之内。通过对缸体密封套的调节方法，结合调节时刻度的指示，可保证限位折叠挡板向车载站行径相对方向始终偏置5°的稳定性。

42、步骤(6)中，双向弹簧阻尼机构中的外弹簧和内弹簧在缸体内外为同轴布置，形成同轴压缩方向和同轴拉伸方向的双向阻尼，以便消除阻尼波峰。定义内弹簧的阻尼系数大于外弹簧的阻尼系数，约为4～5倍，经过仿真曲线得知，双向弹簧阻尼机构采用外压缩弹簧与内拉伸弹簧同轴相互配合的结构，使得内外弹簧弹性变形同时作用，可有效降低系统的阻尼波峰。

43、上述方案的原理是：将弹簧阻尼机构的自由初始状态定义为限位折叠挡板向车载站行径相对方向偏置-5°，使得滑动天线盖限位折叠挡板呈0°时始终受到弹簧阻尼机构内外弹簧两者合力的预紧，保证车载站在运输状态行车过程中的滑动天线盖与限位折叠挡板完全贴紧，外力和预紧力的相互动态抵消，使得限位折叠挡板在车载站刹车制动过程中存在-5°～0°的动态变化趋势，实现车载站行车过程中良好的动态密封效果。当车载站天线工作时，将限位折叠挡板进行折叠至90°，此时外弹簧受到压缩变形，内弹簧受到拉伸变形，将位于缸体支承座两端的紧定螺栓进行锁紧，保证天线在-10°以内的低仰角收发信号不受限位折叠挡板的干扰。在此过程中，采用外弹簧与内弹簧协同作用，有效降低系统的阻尼波峰，提高整个机构运行的可靠性；通过标有刻度的缸体密封套，调节外弹簧与内弹簧的初始长度，保证限位折叠挡板偏置5°的稳定性。

44、本发明具有以下优点：

45、(1)在结构形式方面，相比于传统的天线罩竖立固定挡板，本发明所述为一种可折叠的限位挡板，鉴于限位挡板的宽度方向上跨距较长，一般为2400mm左右，因此在限位挡板的两端分别布置弹簧阻尼机构，形成并联结构形式。使得整个系统在运动过程中受力更加均匀，且可实现折叠挡板-5°～90°的运动角度范围。当折叠挡板为折叠90°时，可保证天线在-10°以内的低仰角收发信号不受限位折叠挡板的干扰。

46、(2)在动态密封方面，相比于传统的静态密封，当车载站在正常行驶时，是一个非线性的运动过程，非完全理想的匀速运输过程，且由于惯性始终会有加速度的变化及其外力的产生，因此刹车时所受的外力始终存在，且随时间在一直变化。为保证车载站在运输状态行车过程中的滑动天线盖与限位折叠挡板完全贴紧，定义本发明定义弹簧阻尼机构的自由初始状态为限位折叠挡板呈-5°，使得滑动天线盖限位折叠挡板呈0°时始终受到弹簧阻尼机构内外弹簧两者合力的预紧，在弹簧阻尼机构形成的内外弹簧弹性变形作用下，会始终对限位折叠挡板施加预紧力。经计算，车载站刹车所受的外力不足以超过弹簧阻尼机构施加的预紧力，且车载站在行车及刹车制动过程所产生的外力是动态变化的，外力和预紧力这一对作用力的相互动态抵消，因此限位折叠挡板在车载站刹车制动过程中存在-5°～0°的动态变化趋势，但在双向弹簧阻尼机构预紧力的作用下始终与天线盖紧密密封配合，这一过程实现了车载站行车过程中良好的动态密封效果。

47、(3)在机构运行可靠性方面，相比于传统机构中设置的的单一弹簧阻尼机构，以及平行布置双弹簧的结构形式，在充分结合折叠挡板-5°～90°的运动范围后，本发明所述的双向弹簧阻尼机构中，设置外弹簧与内弹簧协同作用，外弹簧为压缩弹簧，内弹簧为拉伸弹簧，且外弹簧与内弹簧为同轴形式。定义内弹簧的阻尼系数大于外弹簧的阻尼系数，经过仿真曲线得知，相比于单一弹簧阻尼机构，内外弹簧弹性变形同时作用，可有效降低系统的阻尼波峰，充分提高整个机构运行的可靠性。

48、(4)在调节稳定性方面，鉴于每一套内外弹簧在出厂后参数会存在误差，为了消除加工及装配误差对整个机构带来的影响，本发明在缸体与伸缩杆的配合部位设置可调节内弹簧压力的缸体密封套，可用于调节外弹簧与内弹簧的初始长度，保证限位折叠挡板向车载站行径相对方向始终偏置5°的稳定性。