一種小型化天線伺服裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及是伺服機構的結構設計領域，特別涉及一種小型化天線伺服裝置。
【背景技術】
[0002]對目標探測跟蹤組件要求空間結構尺寸越來越小，原有的伺服機構跟蹤平臺難以滿足使用要求，需要發展新的小型化伺服機構。
[0003]現有伺服機構多采用齒弧結構，如圖1、2所示，方位通道電機通過齒輪減速箱驅動齒弧，俯仰通道電機通過齒輪減速箱傳動，使負載具有兩個自由度的轉動，實現圓錐角掃描，角度測量元件、陀螺組件等器件放置在齒弧構成的空間內，探測組件等有效負載安裝在齒弧空間內。
[0004]現有的齒弧機構，齒弧1既是方位通道的傳動齒輪，也是俯仰通道的安裝平臺。齒弧在齒弧導軌12中繞齒弧圓心滑動，方位通道電機5安裝在底座11上，方位通道電機5通過安裝在電機主軸上的齒輪和齒弧1嚙合，控制方位通道的轉動，方位通道測速元件6、方位通道測角元件7通過齒輪和齒弧嚙合，測量齒弧轉動速度和轉動角度。俯仰通道安裝在齒弧的兩端，可繞俯仰軸靈活轉動，俯仰通道電機8通過齒輪傳動控制俯仰通道的轉動，有效負載3、陀螺組件4、俯仰通道電機8均安裝在俯仰框2上，俯仰通道測速元件10、俯仰通道測角元件9測量齒弧轉動速度和轉動角度。
[0005]現有伺服機構有以下局限性:
(1)結構復雜。無論是方位通道還是俯仰通道，都具有通過多級齒輪傳動，對零部件，尤其是齒弧零件加工精度要求較高，整個伺服機構加工制造成本較高。
[0006](2)難以小型化。由于現有的伺服機構復雜，零部件較多，具有較大體積，難以滿足產品小型化的要求。
[0007](3)有效可用空間不足。角度測量元件、陀螺組件等器件放置在齒弧內部，占用了有效載荷的空間，導致有效空間不足。
[0008](4)探測組件包絡大。探測組件在運動過程中所占據的空間即為其運動包絡，由于探測組件大部分固定在俯仰框上，探測組件前端面距離旋轉中心的距離較大，轉動過程中包絡尺寸較大，不能滿足緊湊空間位置的約束要求。

【發明內容】

[0009]本發明的目的是提供一種小型化天線伺服裝置，結構簡單，小型化，可安裝的探測組件大，可承受的負載轉動慣量大，能實現最大合成角限位功能、成本低等特點。
[0010]為了實現以上目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
一種小型化天線伺服裝置，其特點是，包含:
底座；
方位通道電機，其設置在底座上；
方位通道電機齒輪，其通過方位通道電機驅動； 一對扇形齒輪，其位于底座上部，且與方位通道電機齒輪相嚙合；
方位通道，其包含方位通道主軸；
俯仰通道，其包含俯仰通道主軸，其與方位通道主軸垂直；
所述的俯仰通道主軸、方位通道主軸及一對扇形齒輪連為一體，方位通道電機齒輪帶動扇形齒輪轉動，使得方位通道主軸和俯仰通道主軸也同步繞底座上部的孔軸線轉動。
[0011]所述的底座上設有兩只支架，兩只所述支架之間形成中空結構，且所述的方位通道主軸架設在兩支架上端之間。
[0012]兩只所述的支架頂端分別設為外圓錐面。
[0013]所述的俯仰通道還包含:
俯仰通道電機，其定子與俯仰通道主軸相連；
俯仰框，其與俯仰通道主軸相連；
俯仰通道測角元件，其安裝在俯仰通道電機的外殼上。
[0014]所述的俯仰框中部位置處開設有圓柱孔，所述的圓柱孔與支架頂端的外圓錐面配合限制俯仰通道主軸、方位通道主軸的運動合成角。
[0015]該裝置還包含陀螺組件和天線負載組件，其與俯仰框固定連接，并繞俯仰通道主軸旋轉。
[0016]兩片所述的扇形齒輪通過彈簧產生預緊力后與方位通道電機齒輪嚙合。
[0017]該裝置還包含方位通道測角元件，其設置在底座上的支架上。
[0018]本發明與現有技術相比，具有以下優點:
(1)結構簡單，成本低。方位通道采用扇形齒輪(不完全齒輪)一級傳動、俯仰通道采用力矩電機直接驅動結構形式，結構簡單，零件少，成本低。
[0019](2)實現伺服機構小型化。該機構結構簡單、傳動部件少，零件易于實現小型化。
[0020](3)有效使用空間大，包絡尺寸小。底座設計為收攏的中空結構，方位通道傳動鏈安裝在其中，充分利用位置和增加了轉動角度，降低了探測組件前端面距離旋轉中心的高度，減小了探測組件的轉動慣量及轉動過程中包絡尺寸，能夠滿足緊湊空間位置的約束要求。
【附圖說明】
[0021]圖1為現有技術中伺服機構的結構示意圖；
圖2為現有技術中伺服機構的結構示意圖；
圖3為本發明一種小型化天線伺服裝置的整體結構示意圖；
圖4為圖3中B-B向剖視圖；
圖5為圖4中A-A向剖視圖；
圖6為底座的結構不意圖；
圖7為俯仰框的結構示意圖；
圖8為本發明一種小型化天線伺服裝置的限位示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖，通過詳細說明一個較佳的具體實施例，對本發明做進一步闡述。
[0023]如圖3、4、5所示，一種小型化天線伺服裝置，包含:底座1 ;方位通道電機2，其設置在底座1上；方位通道電機齒輪3，其通過方位通道電機2驅動；一對扇形齒輪4，其位于底座1上部，且與方位通道電機齒輪3相嚙合；方位通道，其包含方位通道主軸6 ;俯仰通道，其包含俯仰通道主軸71，其與方位通道主軸6垂直；俯仰通道主軸71、方位通道主軸6及一對扇形齒輪4通過螺釘連接為一體，控制系統控制方位通道電機2轉動時，方位通道電機齒輪3帶動扇形齒輪4轉動，使得方位通道主軸6和俯仰通道主軸71也同步繞底座1上部的孔軸線轉動。方位通道相對底座轉動，俯仰通道相對方位通道轉動，兩者的轉動軸垂直空間相交于一點，方位、俯仰兩個通道的運動合成可實現天線敏感軸方向的圓錐角范圍內的運動。
[0024]如圖6所示，上述的底座1作為伺服機構的支撐部件，底座1上具有呈一定角度且逐漸收攏的兩只支架11，兩只所述支架11之間形成中空結構，且方位通道主軸6架設在兩支架11上端之間。兩只所述的支架11頂端分別設為外圓錐面111。
[0025]俯仰通道還包含:俯仰通道電機72，其定子與俯仰通道主軸71相連；俯仰框73，借助俯仰框73上的軸承孔利用軸承和俯仰通道主軸71連接；俯仰通道測角元件74，其安裝在俯仰通道電機72的外殼上。
[0026]如圖7所示，上述的俯仰框73中部位置處開設有圓柱孔731，所述的圓柱孔731與支架頂端的外圓錐面111配合限制俯仰通道主軸71、方位通道主軸6的運動合成角，以此來限制合成角的最大值不超過設計值，利用“外圓錐面+圓柱孔”方式限制最大運動角度的同時，保證機構不會在極限角度卡死(參見圖8)。
[0027]該裝置還包含陀螺組件8和天線負載組件9，其與俯仰框73固定連接，并繞俯仰通道主軸71旋轉。
[0028]兩片所述的扇形齒輪4通過彈簧產生預緊力后與方位通道電機齒輪3嚙合，可以實現消除齒輪間隙的作用。
[0029]該裝置還包含方位通道測角元件5，其設置在底座1上的支架上。
[0030]根據不同的需求和使用條件，需要選用不同的零部件，在本例中，天線負載為直徑130的平面縫隙陣列天線，方位通道電機和俯仰通道電機均為成都精密電機廠J38LYX03電機，方位通道測角元件和俯仰通道測角元件均為893廠WD203電位器，陀螺組件為中航618所XK110光纖陀螺。
[0031]綜上所述，本發明一種結構簡單，小型化，可安裝的探測組件大，可承受的負載轉動慣量大，能實現最大合成角限位功能、成本低等特點。
[0032]盡管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于本發明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
【主權項】
1.一種小型化天線伺服裝置，其特征在于，包含: 底座； 方位通道電機，其設置在底座上； 方位通道電機齒輪，其通過方位通道電機驅動； 一對扇形齒輪，其位于底座上部，且與方位通道電機齒輪相嚙合； 方位通道，其包含方位通道主軸； 俯仰通道，其包含俯仰通道主軸，其與方位通道主軸垂直； 所述的俯仰通道主軸、方位通道主軸及一對扇形齒輪連為一體，方位通道電機齒輪帶動扇形齒輪轉動，使得方位通道主軸和俯仰通道主軸也同步繞底座上部的孔軸線轉動。2.如權利要求1所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，所述的底座上設有兩只支架，兩只所述支架之間形成中空結構，且所述的方位通道主軸架設在兩支架上端之間。3.如權利要求2所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，兩只所述的支架頂端分別設為外圓錐面。4.如權利要求3所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，所述的俯仰通道還包含: 俯仰通道電機，其定子與俯仰通道主軸相連； 俯仰框，其與俯仰通道主軸相連； 俯仰通道測角元件，其安裝在俯仰通道電機的外殼上。5.如權利要求4所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，所述的俯仰框中部位置處開設有圓柱孔，所述的圓柱孔與支架頂端的外圓錐面配合限制俯仰通道主軸、方位通道主軸的運動合成角。6.如權利要求4所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，還包含陀螺組件和天線負載組件，其與俯仰框固定連接，并繞俯仰通道主軸旋轉。7.如權利要求1所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，兩片所述的扇形齒輪通過彈簧產生預緊力后與方位通道電機齒輪嚙合。8.如權利要求1-7任一項所述的小型化天線伺服裝置，其特征在于，還包含方位通道測角元件，其設置在底座上的支架上。
【專利摘要】本發明公開了一種小型化天線伺服裝置，該裝置包含：底座；方位通道電機，其設置在底座上；方位通道電機齒輪，其通過方位通道電機驅動；一對扇形齒輪，其位于底座上部，且與方位通道電機齒輪相嚙合；方位通道，其包含方位通道主軸；俯仰通道，其包含俯仰通道主軸，其與方位通道主軸垂直；俯仰通道主軸、方位通道主軸及一對扇形齒輪連為一體，方位通道電機齒輪帶動扇形齒輪轉動，使得方位通道主軸和俯仰通道主軸也同步繞底座上部的孔軸線轉動。本發明能夠結構簡單，小型化，可安裝的探測組件大，可承受的負載轉動慣量大，能實現最大合成角限位功能、成本低等特點。
【IPC分類】H01Q3/10
【公開號】CN105281034
【申請號】CN201510788213
【發明人】黃海濤, 馬亮, 王光強, 楊新國
【申請人】上海無線電設備研究所
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月17日