一种船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其包括一个卫星天线天馈系统、一个支撑座和涡卷弹簧；所述天馈系统上设置轴承，所述支撑座上设置俯仰轴，所述天馈系统与支撑座通过所述轴承及所述俯仰轴相连接；所述天馈系统和所述支持座之间安装有所述涡卷弹簧，该涡卷弹簧的安装方向是使得因该天馈系统转动时产生的弹簧力与产生的悬臂负载的方向相反。本实用新型不需要通过配重的方法就可实现卫星天线的俯仰摆动控制，既减少了天线整体的重量，也减少了天线整体的体积，而且控制的稳定性也大为增强。
【专利说明】一种船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种悬臂负载平衡装置，尤其是提供一种船载天线俯仰轴悬臂负载的平衡装置。
【背景技术】
[0002]在移动载体特别是船载卫星通信技术的许多应用中，中、大型卫星天线是不可缺少的关键设备，但这些天线的跟踪控制却是比较困难的，尤其是其中的天线俯仰控制，这主要是因为卫星天线的结构相对天线俯仰轴来说是一种悬臂结构，是一种非静态平衡的结构。目前为了便于天线俯仰方向摆动的控制，通常的做法是在离开俯仰旋转轴线较远的部位增加配重块，使得天线重心和配重的重量块相对于俯仰轴达到力矩平衡，这样天线俯仰的控制就容易得到实现。在实际应用中，尽管通过采用配重的方法实现了天线的俯仰控制，但这种方法存在着许多不足之处，首先是由于天线系统零件数量较多、结构比较复杂，配重的理论计算非常繁琐。其次是要达到力矩平衡效果，要么增加重量块的重量，要么增加重量块与天线俯仰轴的距离，这对卫星天线的设计来说都是不愿看到的，因为增加重量块重量意味着天线总体重量的增加，而重量块与天线俯仰轴的距离的增加就意味着天线体积的增大。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于改进现有技术存在的不足之处，提供一种船载天线俯仰轴悬臂负载平衡的装置，从而实现不需要配重就能实现对卫星天线俯仰摆动的平衡控制。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的:
[0005]一种船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其包括一个卫星天线天馈系统、一个支撑座和涡卷弹簧；所述天馈系统上设置轴承，所述支撑座上设置俯仰轴，所述天馈系统与支撑座通过所述轴承及所述俯仰轴相连接；所述天馈系统和所述支持座之间安装有所述涡卷弹簧，该涡卷弹簧的安装方向是使得因该天馈系统转动时产生的弹簧力与产生的悬臂负载的方向相反。
[0006]优选地，所述涡卷弹簧的安装方向为:当所述天馈系统的天线面处于水平位置时，该涡卷弹簧处于自然状态，弹簧力为零；当该天线面偏离水平位置时，涡卷弹簧处于卷紧状态，开始产生弹簧力；当该天线面处于垂直位置时，涡卷弹簧处于卷得最紧状态，产生的弹簧力最大。
[0007]进一步地，所述涡卷弹簧的弹簧力是与该天线面从水平位置摆动到垂直位置时，天馈系统的重力力矩变化的曲线规律相对应的。
[0008]优选地，在所述俯仰轴的两端与天馈系统间各安装一套涡卷弹簧，该涡卷弹簧的一端簧丝固定在所述俯仰轴上，另一端簧丝固定在所述天馈系统上。
[0009]当天线在俯仰伺服系统的驱动下开始俯仰摆动时，重力相对于俯仰轴产生重力力矩，同时由于涡卷弹簧的作用产生与重力力矩方向相反的弹簧力力矩，使得天线处于力矩平衡状态，从而使得天线俯仰摆动控制变得容易实现。
[0010]本实用新型提供的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置的有益效果是:不需要通过配重的方法就可实现卫星天线的俯仰摆动控制，既减少了天线整体的重量，也减少了天线整体的体积，而且控制的稳定性也大为增强。
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型提供的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置的结构示意图。
[0013]图1a为示出了安装涡卷弹簧位置的局部放大的示意图。
[0014]图2是图1所示船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置的正视结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图1a和图2所示，本实用新型提供的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，包括一个卫星天线天馈系统1、一个支撑座4和两套涡卷弹簧2。天馈系统I上固定设置轴承，支撑座4上固定设置俯仰轴3，天馈系统I与支撑座4通过所述轴承及所述俯仰轴相连接，实现天馈系统I相对于支撑座4的转动而做俯仰动作。天馈系统I和支持座4之间安装了两套涡卷弹簧2，其中每个涡卷弹簧2的一端与俯仰轴3固定在一起，涡卷弹簧2的另一端与天馈系统I固定在一起。该涡卷弹簧的安装方向是使得因该天馈系统转动时产生的弹簧力与产生的悬臂负载的方向相反，即为:当所述天馈系统的天线面处于水平位置时，该涡卷弹簧处于自然状态，弹簧力为零；当该天线面偏离水平位置时，涡卷弹簧处于卷紧状态，开始产生弹簧力；当该天线面处于垂直位置时，涡卷弹簧处于卷得最紧状态，产生的弹簧力最大。
[0016]卫星天线的天馈系统在天线面处于水平位置时，天馈系统I的重力方向通过天线俯仰轴3，产生的重力力矩为零，此时涡卷弹簧2处于自然状态，弹簧力为零，弹簧力力矩也为零，因而天馈系统I处于重力力矩和弹簧力力矩的力矩平衡状态。
[0017]当卫星天线的天馈系统在俯仰伺服系统的驱动下开始俯仰摆动，在天线面偏离水平位置时，天馈系统I的重力方向也偏离天线俯仰轴3，从而产生重力力矩，此时涡卷弹簧2处于拉紧状态，产生弹簧力，产生的弹簧力力矩与重力力矩方向相反且大小相等，因而天馈系统I处于重力力矩和弹簧力力矩的力矩平衡状态。
[0018]本实用新型的涡卷弹簧2的弹簧力可以是经过优化设计的，即根据天线面从水平位置摆动到垂直位置时，天馈系统的重力力矩变化曲线而设计的。
【权利要求】
1.一种船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其特征在于:包括一个卫星天线天馈系统、一个支撑座和涡卷弹簧；所述天馈系统上设置轴承，所述支撑座上设置俯仰轴，所述天馈系统与支撑座通过所述轴承及所述俯仰轴相连接；所述天馈系统和所述支持座之间安装有所述涡卷弹簧，该涡卷弹簧的安装方向是使得因该天馈系统转动时产生的弹簧力与产生的悬臂负载的方向相反。
2.根据权利要求1所述的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其特征在于:所述涡卷弹簧的安装方向为:当所述天馈系统的天线面处于水平位置时，该涡卷弹簧处于自然状态，弹簧力为零；当该天线面偏离水平位置时，涡卷弹簧处于卷紧状态，开始产生弹簧力；当该天线面处于垂直位置时，涡卷弹簧处于卷得最紧状态，产生的弹簧力最大。
3.根据权利要求1或2所述的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其特征在于:所述涡卷弹簧的弹簧力是与该天线面从水平位置摆动到垂直位置时，天馈系统的重力力矩变化的曲线规律相对应的。
4.根据权利要求1或2所述的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其特征在于:在所述俯仰轴的两端与天馈系统间各安装一套涡卷弹簧，该涡卷弹簧的一端簧丝固定在所述俯仰轴上，另一端簧丝固定在所述天馈系统上。
5.根据权利要求3所述的船载天线俯仰轴悬臂负载平衡装置，其特征在于:在所述俯仰轴的两端与天馈系统间各安装一套涡卷弹簧，该涡卷弹簧的一端簧丝固定在所述俯仰轴上，另一端簧丝固定在所述天馈系统上。
【文档编号】H01Q1/18GK203967230SQ201420384822
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】李红斌, 姜登斌, 鄢毅坚 申请人:北京文武科技发展有限公司