專利名稱：一種車載衛(wèi)星通信天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種衛(wèi)星通訊天線，具體是涉及一種車載衛(wèi)星通信天線。
背景技術(shù)：
在許多衛(wèi)星通信系統(tǒng)中使用的衛(wèi)星通信天線都是定向性天線，然而隨著社會的發(fā)展，定向性天線已遠遠不能滿足人們的需求，隨之而來的就是車載、便攜式等衛(wèi)星通信天線的出現(xiàn)。車載衛(wèi)星通信天線要求車體移動停止后，能夠迅速地展開、搜索衛(wèi)星，鎖定衛(wèi)星信號并開始通信工作。為此，車載衛(wèi)星通信系統(tǒng)不僅要求天線能夠在不同地點方向上實現(xiàn)通信功能，還要求天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)具有慣量小、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)良的結(jié)構(gòu)性能。目前，車載衛(wèi)星通信天線的驅(qū)動結(jié)構(gòu)主要是采用鋼絲繩傳動結(jié)構(gòu)、電動推桿結(jié)構(gòu)、 行星減速器傳動或者蝸輪蝸桿傳動結(jié)構(gòu)。鋼絲繩傳動，傳動間隙小，但尺寸大，加工裝配相對困難，制造成本高，而且無自鎖能力。電動推桿結(jié)構(gòu)用于天線的俯仰傳動，整體結(jié)構(gòu)裝配在天線面背后，使得整個系統(tǒng)的高度增加很大，由于車載系統(tǒng)對高度有所要求，使系統(tǒng)安裝的車型受到局限，而且電動推桿成本高。行星減速器傳動精度高，但沒有自鎖能力。蝸輪蝸桿傳動結(jié)構(gòu)，成本低，可自鎖，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，回程間隙大。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、傳動精度高、響應(yīng)速度快的車載衛(wèi)星通信天線。為達上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種車載衛(wèi)星通信天線，包括天線面、饋源組件、饋源支架、方位組件、俯仰組件、 底座及控制系統(tǒng)，方位組件安裝在底座上，俯仰組件固定在方位組件上并與天線面及饋源支架相連接，饋源安裝在饋源支架上面向天線面的位置處，其中，方位組件與底座轉(zhuǎn)動連接，由步進電機、蝸輪蝸桿減速器與齒輪結(jié)合實現(xiàn)驅(qū)動；俯仰組件采用步進電機、行星減速器與蝸輪蝸桿減速器結(jié)合的方式實現(xiàn)驅(qū)動。本實用新型還可通過以下方案進一步實現(xiàn)所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述方位組件及俯仰組件的傳動末端均裝設(shè)有編碼器。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述底座上的外邊緣處固定安裝一傳感器，與傳感器同側(cè)邊的內(nèi)側(cè)固定安裝一上部套設(shè)有彈簧的滑動銷，彈簧的兩端各安裝一彈簧擋圈； 所述方位組件包括方位中心軸、換向盤、方位轉(zhuǎn)動平臺、方位電機、方位蝸輪蝸桿減速器、方位小齒輪、方位大齒輪、方位編碼器、及編碼器小齒輪組；方位中心軸固定安裝在底座上； 換向盤為一套設(shè)在方位中心軸上并可繞中心軸轉(zhuǎn)動的類扇型板，板的兩側(cè)徑向外邊緣處各安裝一磁鐵，磁鐵隨換向盤的轉(zhuǎn)動閉合/開啟傳感器；方位轉(zhuǎn)動平臺套設(shè)在方位中心軸上且位于換向盤的上方位置，方位轉(zhuǎn)動平臺的下部固定安裝一拔銷，拔銷的長度大于換向盤與方位轉(zhuǎn)動平臺之間的距離，方位轉(zhuǎn)動平臺上；方位電機與方位蝸輪蝸桿減速器的輸入端連接后固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上，方位蝸輪蝸桿減速器的輸出軸穿過方位轉(zhuǎn)動平臺與方位小齒輪連接在一起；方位大齒輪固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺的下方并與方位小齒輪嚙合，帶動方位轉(zhuǎn)動平臺轉(zhuǎn)動；方位編碼器固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上，方位編碼器的軸穿過平臺與編碼器小齒輪組固定連接在一起，編碼器小齒輪組與方位大齒輪相嚙合。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述換向盤的圓心角為0-180°，帶動方位轉(zhuǎn)動平臺實現(xiàn)士 180-士360°的轉(zhuǎn)動。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述俯仰組件由俯仰軸、俯仰臂、俯仰電機、行星減速器、俯仰編碼器及俯仰蝸輪蝸桿減速器組成；俯仰軸通過鍵連接分別與俯仰蝸輪蝸桿減速器的輸出端及俯仰臂相連接；俯仰臂為左右對稱的雙臂結(jié)構(gòu)，其上部與天線面固定連接，下部繞俯仰軸轉(zhuǎn)動；俯仰電機與行星減速器的輸入端相連接，行星減速器的輸出端與俯仰蝸輪蝸桿減速器的輸入端相連接；俯仰蝸輪蝸桿減速器設(shè)于俯仰臂雙臂中間位置處，其底部固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上；俯仰編碼器安裝在俯仰軸上。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述俯仰臂包括一對過渡盤、一對連接臂及一連接板，過渡盤與連接臂下部螺接后共同安裝在俯仰軸上，連接臂的上部通過連接板固定連接在天線面上。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述饋源支架由一對支撐臂及一對氣彈簧組成； 支撐臂套設(shè)在俯仰軸上并可繞俯仰軸轉(zhuǎn)動；氣彈簧的一端安裝在俯仰臂上，另一端安裝在支撐臂上。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述饋源組件由極化安裝板、饋源、極化電機、極化編碼器、大帶輪、小帶輪、極化同步帶及轉(zhuǎn)動軸承組成，極化安裝板螺接在饋源支架的支撐臂上，小帶輪、編碼器分別固定安裝在極化電機的兩輸出軸上并與極化電機共同安裝在極化安裝板上，饋源與極化大帶輪固接后通過轉(zhuǎn)動軸承安裝在極化安裝板上，極化電機協(xié)同大、小帶輪及同步帶帶動饋源繞轉(zhuǎn)動軸承轉(zhuǎn)動。所述的車載衛(wèi)星通信天線，其中，所述的天線面、底座、俯仰臂及饋源支架均采用鋁材制成。由于采用以上技術(shù)方案，使得本發(fā)明具備如下技術(shù)效果1、本實用新型改變了方位組件和俯仰組件的驅(qū)動方式，使系統(tǒng)具備自鎖能力，將編碼器安裝在方位組件及俯仰組件的傳動末端，即安裝在輸出端，從而實現(xiàn)了編碼器與俯仰及方位轉(zhuǎn)動的同步進行，保證了傳動的精度和準確度，反饋更準確的天線角度；2、本實用新型的車載衛(wèi)星通信天線，方位組件采用步進電機、蝸輪蝸桿與齒輪結(jié)合的傳動方式，俯仰組件采用步進電機、行星減速器與蝸輪蝸桿減速器結(jié)合的傳動方式， 饋源組件采用步進電機與同步帶傳動的方式，使產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)更加簡單，緊湊，輸出扭矩大；3、本實用新型的車載衛(wèi)星通信天線，結(jié)構(gòu)簡單，高度小，傳動精度高、響應(yīng)速度快、 運行可靠，可廣泛適用于各種車輛的車載衛(wèi)星通信天線；4、本實用新型的車載衛(wèi)星通信天線，具體使用時，通過底座固定安裝在車頂上，在折疊收藏時，俯仰組件帶動天線面與饋源支架相對運動，利用連接饋源支架和俯仰臂的氣彈簧的自身特性，使俯仰組件下壓至近似水平位置實現(xiàn)折疊，折疊后體積小，高度低；5、本實用新型的車載衛(wèi)星通信天線，零部件大都采用鋁材，整個裝置更加輕便且又有足夠的承載、抗風能力；6、本實用新型的車載衛(wèi)星通信天線，可實現(xiàn)士 180-360°指向的方位轉(zhuǎn)動、 0-150°的俯仰角度，以及士90°的饋源轉(zhuǎn)動，覆蓋面大，響應(yīng)速度快。

圖1是本實用新型車載衛(wèi)星通信天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型車載衛(wèi)星通信天線的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型車載衛(wèi)星通信天線折疊狀態(tài)示意圖；圖4為本實用新型車載衛(wèi)星通信天線的方位組件的立體示意圖；圖5為圖4的A向結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為轉(zhuǎn)向盤與滑動銷、傳感器及拔銷的使用原理參考圖；圖7為圖6的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1-7所示，一種車載衛(wèi)星通信天線，以車載0. 85-1. 8米天線為設(shè)計范圍，以 1. 2米Ku波段天線為標準實施例，其結(jié)構(gòu)件主要以鋁材為主。一種車載衛(wèi)星通信天線，包括天線面5、饋源6、饋源支架4、方位組件2、俯仰組件 3、底座1及控制系統(tǒng)，方位組件2安裝在底座1上，俯仰組件3固定在方位組件2上并與天線面5及饋源支架4相連接，饋源6安裝在饋源支架4上面向天線面5的位置處。底座1由安裝盤及固定在安裝盤下部的導向軌組成，安裝盤的外邊緣處固定安裝一傳感器2-7-5，與傳感器2-7-5位于同一側(cè)的靠近安裝盤中心位置處固定安裝一上部套設(shè)有彈簧2-7-3的滑動銷2-7-2，滑動銷2-7-2的一個邊與傳感器2_7_5的中心及安裝盤的中心位于同一直線上。彈簧2-7-3的兩端各安裝一彈簧擋圈2-7-4。參見圖4-5所示，方位組件包括方位中心軸2-9、換向盤2_7、方位轉(zhuǎn)動平臺2_8、方位電機2-1、方位蝸輪蝸桿減速器2-2、方位小齒輪2-3、方位大齒輪2-6、方位編碼器2_4、 及編碼器小齒輪組2-5 ；方位中心軸2-9固定安裝在底座1上；換向盤2-7為一套設(shè)在方位中心軸2-9上并可繞中心軸2-9轉(zhuǎn)動的類扇型板，板的兩側(cè)徑向外邊緣處各安裝一磁鐵 2-7-6，磁鐵2-7-6隨換向盤2-7的轉(zhuǎn)動閉合/開啟傳感器；方位轉(zhuǎn)動平臺2_8套設(shè)在方位中心軸2-9上且位于換向盤2-7的上方位置，方位轉(zhuǎn)動平臺2-8的下部固定安裝一拔銷，拔銷的長度大于換向盤2-7與方位轉(zhuǎn)動平臺2-8之間的距離，方位轉(zhuǎn)動平臺2-8上；方位電機 2-1與方位蝸輪蝸桿減速器2-2連接后固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺2-8上，方位蝸輪蝸桿減速器2-2的軸穿過方位轉(zhuǎn)動平臺2-8與方位小齒輪2-3連接在一起；方位大齒輪2-6固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺2-8的下方并帶動方位轉(zhuǎn)動平臺2-8轉(zhuǎn)動，方位大齒輪2-6與方位小齒輪2-3嚙合；方位編碼器2-4固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺2-8上，方位編碼器2-4的軸穿過平臺與編碼器小齒輪組2-5固定連接在一起，編碼器小齒輪組2-5與方位大齒輪2-6相嚙合。換向盤2-7的圓心角為130°，帶動方位轉(zhuǎn)動平臺2-8實現(xiàn)士230°的轉(zhuǎn)動，避免搜星死角。具體使用時，參見圖6-7所示，換向盤2-7安裝在天線底座1和方位中心軸2_9之間，并且在外力的作用下可繞中心軸旋轉(zhuǎn)，在其夾角為130°，邊緣處安裝兩個磁鐵2-7-6。傳感器2-7-5安裝在天線底座1上；滑動銷2-7-2上面對面安裝兩個彈簧擋圈2-7-4和一個彈簧2-7-3后用螺釘安裝在天線底座1上。撥銷2-10安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上，隨平臺一起做圓周運動，當撥銷逆時針轉(zhuǎn)動并處于圖6所示位置時，撥銷2-10撥動換向盤2-7并使彈簧擋圈2-7-4受壓，使其沿滑動銷2-7-2自由滑動，彈簧2-7-3在彈簧擋圈2_7_4的階梯軸被壓縮，此時磁鐵2-7-6與傳感器2-7-5相對，使傳感器2-7-5閉合將信號發(fā)送給控制系統(tǒng)，這時控制系統(tǒng)會給方位電機2-1 —個反轉(zhuǎn)信號，使方位轉(zhuǎn)動平臺2-8向相反轉(zhuǎn)動。彈簧 2-7-3利用自身彈性將換向盤2-7 (磁鐵)彈開，脫離傳感器2-7-5，避免使傳感器2_7_5 — 直處于閉合狀態(tài)。撥銷反轉(zhuǎn)230°后又遇到換向盤2-7，再帶動換向盤2-7轉(zhuǎn)動230°后另一個磁鐵2-7-6與傳感器2-7-5相遇，方位電機2-1帶動方位轉(zhuǎn)動平臺2_8再次反轉(zhuǎn)。這樣就實現(xiàn)方位士230°轉(zhuǎn)動，避免搜星死角。通過調(diào)整換向盤兩磁鐵的夾角，可實現(xiàn)士 180° 士 360°的方位指向。俯仰組件由俯仰軸3-3、俯仰臂、俯仰電機、行星減速器、俯仰編碼器及俯仰蝸輪蝸桿減速器3-1組成；俯仰軸3-3通過鍵連接分別與俯仰蝸輪蝸桿減速器3-1的輸出端及俯仰臂相連接；俯仰臂為左右對稱的雙臂結(jié)構(gòu)，包括一對過渡盤3-4、一對連接臂3-5及一連接板3-7，過渡盤3-4與連接臂3-5下部螺接后共同安裝在俯仰軸3-3上并可繞俯仰軸3_3 轉(zhuǎn)動，連接臂3-5的上部通過連接板3-7固定連接在天線面5上。俯仰電機與行星減速器輸入端相連接并與俯仰編碼器共同裝設(shè)在一起組成俯仰驅(qū)動組件3-2，行星減速器輸出端與俯仰蝸輪蝸桿減速器3-1的輸入端相連接；俯仰蝸輪蝸桿減速器3-1設(shè)于俯仰臂雙臂中間位置處，其底部固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺2-8上；俯仰編碼器3-6螺接在俯仰軸3-3上。 右側(cè)俯仰臂內(nèi)側(cè)固定連接安裝一個磁鐵安裝板3-7，其邊緣處安裝兩個磁鐵夾角為150°， 磁鐵安裝板3-7隨俯仰臂繞俯仰軸3-3做圓周運動，其上的磁鐵閉合/開啟安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺2-8上的傳感器3-8，實現(xiàn)俯仰組件的換向；本實施例中俯仰角設(shè)置為0 150°，該角度可根據(jù)實際使用情況及地區(qū)加以調(diào)整，調(diào)整范圍為0 180°。饋源組件由極化安裝板、饋源、極化電機、極化編碼器、大帶輪、小帶輪、極化同步帶及轉(zhuǎn)動軸承組成，極化安裝板螺接的饋源支架的支撐臂上，小帶輪、編碼器分別固裝在極化電機的兩輸出軸上后共同安裝在極化安裝板上，饋源與極化大帶輪固接后通過轉(zhuǎn)動軸承安裝在極化安裝板上，極化電機協(xié)同大、小帶輪及同步帶帶動饋源繞轉(zhuǎn)動軸承轉(zhuǎn)動。以上傳動結(jié)構(gòu)及編碼器實現(xiàn)極化士90°轉(zhuǎn)動。饋源支架由一對支撐臂及一對氣彈簧7組成；支撐臂套設(shè)在俯仰軸上并可繞俯仰軸3-3滑動轉(zhuǎn)動。氣彈簧7的一端安裝在俯仰臂的連接臂3-5上，另一端安裝在支撐臂上。 天線展開后，氣彈簧從原來的壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變自然伸長狀態(tài)，此時饋源所處位置正是天線的焦點位置，其自身的承載能力保證了天線面5與饋源組件6的相對位置。在折疊收藏至饋源組件接觸到載體表面時，俯仰組件3帶動天線面5繼續(xù)繞俯仰軸轉(zhuǎn)動，此時饋源組件則在載體表面滑動，氣彈簧7被壓縮，使俯仰組件3下壓至近似水平位置實現(xiàn)折疊，折疊后體積小，高度低。為了減輕重量，底座1、俯仰臂及饋源支架4均采用鋁材制成。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型做任何形式上的限定。凡本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本實用新型的技術(shù)方案對上述實施例做出的任何等同的變動、修飾或演變等，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種車載衛(wèi)星通信天線，包括天線面、饋源組件、饋源支架、方位組件、俯仰組件、底座及控制系統(tǒng)，方位組件安裝在底座上，俯仰組件固定在方位組件上并與天線面及饋源支架相連接，饋源組件安裝在饋源支架上面向天線面的位置處，其特征在于方位組件與底座轉(zhuǎn)動連接，由步進電機、蝸輪蝸桿減速器與齒輪結(jié)合實現(xiàn)驅(qū)動；俯仰組件采用步進電機、行星減速器與蝸輪蝸桿減速器結(jié)合的方式實現(xiàn)驅(qū)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述方位組件及俯仰組件的傳動末端均裝設(shè)有編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述底座上的外邊緣處固定安裝一傳感器，與傳感器同側(cè)邊的內(nèi)側(cè)固定安裝一上部套設(shè)有彈簧的滑動銷，彈簧的兩端各安裝一彈簧擋圈；所述方位組件包括方位中心軸、換向盤、方位轉(zhuǎn)動平臺、方位電機、方位蝸輪蝸桿減速器、方位小齒輪、方位大齒輪、方位編碼器、及編碼器小齒輪組；方位中心軸固定安裝在底座上；換向盤為一套設(shè)在方位中心軸上并可繞中心軸轉(zhuǎn)動的類扇型板，板的兩側(cè)徑向外邊緣處各安裝一磁鐵，磁鐵隨換向盤的轉(zhuǎn)動閉合/開啟傳感器；方位轉(zhuǎn)動平臺套設(shè)在方位中心軸上且位于換向盤的上方位置，方位轉(zhuǎn)動平臺的下部固定安裝一拔銷，拔銷的長度大于換向盤與方位轉(zhuǎn)動平臺之間的距離，方位轉(zhuǎn)動平臺上；方位電機與方位蝸輪蝸桿減速器的輸入端連接后固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上，方位蝸輪蝸桿減速器的輸出軸穿過方位轉(zhuǎn)動平臺與方位小齒輪連接在一起；方位大齒輪固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺的下方并與方位小齒輪嚙合，帶動方位轉(zhuǎn)動平臺轉(zhuǎn)動；方位編碼器固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上，方位編碼器的軸穿過平臺與編碼器小齒輪組固定連接在一起，編碼器小齒輪組與方位大齒輪相嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述換向盤的圓心角為0-180°，帶動方位轉(zhuǎn)動平臺實現(xiàn)士 180-士360°的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述俯仰組件由俯仰軸、俯仰臂、俯仰電機、行星減速器、俯仰編碼器及俯仰蝸輪蝸桿減速器組成；俯仰軸通過鍵連接分別與俯仰蝸輪蝸桿減速器的輸出端及俯仰臂相連接；俯仰臂為左右對稱的雙臂結(jié)構(gòu)，其上部與天線面固定連接，下部繞俯仰軸轉(zhuǎn)動；俯仰電機與行星減速器的輸入端相連接，行星減速器的輸出端與俯仰蝸輪蝸桿減速器的輸入端相連接； 俯仰蝸輪蝸桿減速器設(shè)于俯仰臂雙臂中間位置處，其底部固定安裝在方位轉(zhuǎn)動平臺上；俯仰編碼器安裝在俯仰軸上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述俯仰臂包括一對過渡盤、一對連接臂及一連接板，過渡盤與連接臂下部螺接后共同安裝在俯仰軸上，連接臂的上部通過連接板固定連接在天線面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述饋源支架由一對支撐臂及一對氣彈簧組成；支撐臂套設(shè)在俯仰軸上并可繞俯仰軸轉(zhuǎn)動；氣彈簧的一端安裝在俯仰臂上，另一端安裝在支撐臂上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述饋源組件由極化安裝板、饋源、極化電機、極化編碼器、大帶輪、小帶輪、極化同步帶及轉(zhuǎn)動軸承組成，極化安裝板螺接在饋源支架的支撐臂上，小帶輪、編碼器分別固定安裝在極化電機的兩輸出軸上并與極化電機共同安裝在極化安裝板上，饋源與極化大帶輪固接后通過轉(zhuǎn)動軸承安裝在極化安裝板上，極化電機協(xié)同大、小帶輪及同步帶帶動饋源繞轉(zhuǎn)動軸承轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車載衛(wèi)星通信天線，其特征在于所述的底座、俯仰臂及饋源支架均采用鋁材制成。
專利摘要本實用新型涉及一種車載衛(wèi)星通信天線，包括天線面、饋源組件、饋源支架、方位組件、俯仰組件、底座及控制系統(tǒng)，方位組件安裝在底座上，俯仰組件固定在方位組件上并與天線面及饋源支架相連接，饋源安裝在饋源支架上面向天線面的位置處，其中，方位組件與底座轉(zhuǎn)動連接，由步進電機、蝸輪蝸桿減速器與齒輪結(jié)合實現(xiàn)驅(qū)動；俯仰組件采用步進電機、行星減速器與蝸輪蝸桿減速器結(jié)合的方式實現(xiàn)驅(qū)動。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，傳動精度高，響應(yīng)速度快，運行可靠，可廣泛應(yīng)用于各種車輛。
文檔編號H01Q1/08GK202159759SQ20112004803
公開日2012年3月7日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者徐之敬, 馬琳琳 申請人:北京波爾通導科技有限公司