ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУТНИКОВОЙ АНТЕННЫ Российский патент 1994 года по МПК H01Q3/04 

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в конструкциях опорно-поворотных устройств для наведения направленных приемных антенн спутникового телевидения на спутники, расположенные на геостационарной орбите.

Известно опорно-поворотное устройство для спутниковой антенны, содержащее колонну, несущую трубу, установленную с возможностью поворота относительно колонны вокруг своей оси и фиксации, поворотное устройство, снабженное средством настройки угла его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, и приводом, ось выходного вала которого расположена в плоскости поворота поворотного устройства, и корректор, предназначенный для крепления и коррекции углового положения рефлектора антенны в плоскости, проходящей через ось выходного вала поворотного устройства и оптическую ось рефлектора антенны [1] .

В известном устройстве средство настройки угла поворота поворотного устройства вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, выполнено в виде дугообразного паза на кронштейне поворотного устройства и оси с гайками на концах для фиксации кронштейна относительно несущей трубы.

Известное устройство не обеспечивает достаточно высокую точность ориентации полярной оси по широте местности в связи с тем, что описанное выше средство не обеспечивает тонкой регулировки.

Известно опорно-поворотное устройство для спутниковой антенны, содержащее колонну, несущую трубу, установленную с возможностью поворота относительно колонны вокруг своей оси и фиксации, поворотное устройство, снабженное средством настройки угла его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, и приводом, ось выходного вала которого расположена в плоскости поворота поворотного устройства, и корректор, предназначенный для крепления и коррекции углового положения рефлектора антенны в плоскости, проходящей через ось выходного вала поворотного устройства и оптическую ось рефлектора антенны [2] .

В известном устройстве средство настройки угла поворота поворотного устройства вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, выполнено в виде плоского рычажного шарнирного трехзвенника, одно звено которого выполнено раздвижным в виде шарнирно закрепленных на поворотном устройстве и кронштейне несущей трубы винта и гайки.

Данное устройство позволяет с достаточно высокой точностью ориентировать полярную ось по ширине местности, но не обеспечивает компактность устройства, так как средство настройки занимает значительные габариты.

Известно опорно-поворотное устройство для спутниковой антенны, содержащее колонну, несущую трубу, установленную с возможностью поворота относительно колонны вокруг своей оси и фиксации, поворотное устройство, снабженное средством настройки угла его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, и приводом, ось выходного вала которого расположена в плоскости поворота поворотного устройства, и корректор, предназначенный для крепления и коррекции углового положения рефлектора антенны в плоскости, проходящей через ось выходного вала поворотного устройства и оптическую ось рефлектора антенны [3] .

В известном устройстве средство настройки угла поворота поворотного устройства вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, выполнено в виде раздвижной с помощью винта и гайки тяги, шарнирно закрепленной на кронштейне несущей трубы и поворотном устройстве.

Компактность известного устройства несколько выше, чем (2), за счет уменьшения величины вылета кронштейна и расстояния между осями поворота поворотного устройства и шарнира, связывающего тягу с поворотным устройством. Однако, известное устройство в принципе не позволяет решить задачу создания компактного устройства при использованной в нем описанной принципиальной схеме механизма средства настройки. Незначительное уменьшение габаритов в нем достигнуто за счет увеличения передаточного отношения средства настройки и, следовательно, снижения точности ориентации полярной оси по ширине местности.

Цель изобретения - обеспечение достаточной точности ориентации полярной оси по широте местности.

Известны устройства, в которых для грубой регулировки используют клеммовое соединение между двумя элементами конструкции. Известно также использование рычага для тонкой регулировки. Однако, не известно, каким образом необходимо соединить указанные устройства, чтобы обеспечить такой же широкий диапазон регулирования, какой дает клеммовое соединение, и обеспечить такую точность регулирования, какую дает рычажный механизм, и при этом обеспечить высокую компактность устройства. Именно эта проблема решена данным изобретением.

Существенным для решения указанной проблемы является то, что в опорно-поворотном устройстве для спутниковой антенны, содержащем колонну, несущую трубу, установленную с возможностью поворота относительно колонны вокруг своей оси и фиксации, поворотное устройство, снабженное средством настройки угла его поворота вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, и приводом, ось выходного вала которого расположена в плоскости поворота поворотного устройства, и корректор, предназначенный для крепления и коррекции углового положения рефлектора антенны в плоскости, проходящей через ось выходного вала поворотного устройства и оптическую ось рефлектора антенны, согласно изобретению средство настройки угла поворота поворотного устройства выполнено в виде вала, установленного с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы, и расположенного внутри несущей трубы рычага, связанного с валом клеммовым соединением и снабженного винтами для регулирования его углового положения относительно несущей трубы, при этом поворотное устройство неподвижно закреплено на валу.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - центральный разрез средней части устройства; на фиг. 3 - разрез А-А по оси О₁ на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 2.

Опорно-поворотное устройство состоит из колонны 1, неподвижно устанавливаемой на земле или какой-либо неподвижной конструкции, несущей трубы 2, поворотного устройства 3 с электроприводом, расположенным внутри поворотного устройства 3, и корректора 4, на котором крепится рефлектор 5 антенны.

Колонна 1 выполнена полой. В полости колонны 1 с радиальным зазором установлена несущая труба 2. Труба 2 снабжена фланцем 6 в средней части, в котором выполнены четыре дугообразных паза, расположенных по окружности, концентричной оси несущей трубы 2. К нижней части фланца 6 посредством винта 7, пропущенных сквозь дугообразные пазы, крепится диск 8 с шипом 9. В диске 8 выполнены резьбовые отверстия под винты 7. Указанные отверстия равномерно расположены по окружности, причем их количество в два или более раз превышает количество дугообразных пазов и достаточно для обеспечения крепления диска 8 на фланце 6 в любом их относительном угловом положении за счет возможности перемещения диска 8 относительно фланца 6 в пределах величины угла дуги углового паза и за пределами этого угла за счет переустановки винтов 7 в другие резьбовые отверстия диска 8.

На части несущей трубы 2, расположенной в полости колонны 1, выполнены две кольцевые канавки, в которых установлены разрезные кольца 10 и 11 из твердого материала. На колонне 1 имеются два фланца 12 и 13. В верхнем фланце 12 радиально установлены три регулировочных винта 14, а в нижнем фланце 13 три регулировочных винта 15. Указанные группы винтов образуют средство регулирования углового положения оси несущей трубы. Кроме того, во фланцах 12 и 13 установлены радиально штифты 16 и 17, входящие в прорези разрезных колец 10 и 11, и поджатые пружинами 18 и 19 к доньям кольцевых канавок несущей трубы 2. Пружины 18 и 19 заперты заглушками 20 и 21.

В верхнем фланце 12 колонны 1 выполнен паз, в котором с зазором установлен шип 9, взаимодействующий с двумя оппозитно и тангенциально установленными регулировочными винтами 22, образующими средство регулирования положения шипа в пазу.

На верхнем конце несущей трубы 2 закреплен кронштейн 23, в боковых стенках которого выполнены отверстия, имеющие общую ось, которая перпендикулярна оси несущей трубы, для установки вала 24. На валу 24 посредством башмаков 25 неподвижно закреплен корпус 26 поворотного устройства 3, в котором размещен электропривод поворота рефлектора 5 антенны вместе с корректором 4, закрепленным на выходном валу 27 электропривода посредством неподвижной части 28 корректора 4. Корректор 4 предназначен для поворота рефлектора 5 антенны в плоскости, проходящей через ось выходного вала 27 и оптическую ось рефлектора 5 антенны, в пределах угла 5^о. Корректор 4 содержит также подвижную часть 29, связанную с неподвижной частью 28 посредством плоских пружин 30 и регулировочных винтов 31 и 32, установленных в подвижной 29 и неподвижной 28 частях корректора 4. К подвижной части 29 корректора 4 при помощи крестовины 33 крепится рефлектор 5 антенны.

К валу 24 прикреплен рычаг 34, расположенный внутри несущей трубы 2, конец которого расположен между двумя регулировочными винтами 35, расположенными во фланце 6 несущей трубы 2. Рычаг 34 прикреплен к валу 24 с помощью клеммового соединения, стянутого винтом 36, при ослаблении затяжки которого вал 24 может быть повернут относительно рычага 34. Рычаг 34 с винтами 35 и вал 24, с которым он связан клеммовым соединением, образуют средство настройки угла поворота поворотного устройства вокруг оси, перпендикулярной оси несущей трубы.

В несущей трубе 2 выполнено отверстие для размещения головки винта 36 (или рабочей части инструмента для вращения этого винта). На валу 24 коаксиально выполнено отверстие для базирования приспособления предварительной ориентации.

Возможен вариант выполнения устройства без разрезных колец 10 и 11. Однако, при этом возможны большие погрешности ориентации несущей трубы 2 в связи с тем, что винты 14 и 15 при затяжке составляют вмятины на поверхности несущей трубы, выполненной из мягкого материала (выполнение несущей трубы полностью или частично из твердого материала является трудоемким).

В дальнейшем для обеспечения возможности поворота несущей трубы 2 вокруг своей оси требуется вывинтить винты 14 и 15 до выхода их нажимных поверхностей из образовавшихся от вмятин лунок, что может привести к нарушению ориентации оси несущей трубы 2.

Кроме того, в процессе ориентации оси несущей трубы 2 образовавшиеся вмятины могут внести погрешность в ориентацию, так как место контакта нажимных поверхностей винтов 14 и 15 и трубы 2 в процессе ориентации смещается от центра образовавшихся лунок.

Указанные обстоятельства обусловлены тем, что в процессе регулировки происходит изменение положения центра поперечного сечения трубы 2, расположенного в плоскости, проходящей через оси винтов 14 или 15. В связи с этим изменяются относительные угловые положения контактных поверхностей винтов 14 и 15.

В представленном варианте устройства в общем случае диск 8 опирается одной точкой на верхний фланец 12 колонны 1. Теоретически данное обстоятельство должно привести к увеличению погрешности ориентации рефлектора 5 антенны. Практически же оказалось, что вследствие высокой жесткости конструкции устройства в целом порядок этих погрешностей достаточно мал, так что ими можно пренебречь. В то же время необходимо отметить, что негативное влияние точечного контакта может быть уменьшено за счет смещения его ближе к оси несущей трубы 2, например, путем выполнения кольцевого выступа на диске 8 или верхнем фланце 12, прилегающего к внутренней поверхности одного из них. Указанное негативное влияние может быть исключено за счет размещения между диском 8 и фланцем 12 шайбы с плоским и сферическим торцами, при этом на диске 8 или фланце 12, контактирующем со сферическим торцом шайбы, выполняется ответная сферическая поверхность или фаска, причем взаимодействие диска 8 с фланцем 12 осуществляется через указанную шайбу.

Монтаж и работа опорно-поворотного устройства осуществляются следующим образом.

Колонну 1 закрепляют на неподвижной части конструкции или на земле, грубо ориентируя ее в вертикальном положении. Отклонение от вертикального положения не должно превышать 2,5^о. При этом ось вала 24 также может иметь отклонение от горизонтального положения в пределах 2,5^о. Вал 24 материализует ось 0₁ ориентации по азимуту. Эта ось должна быть ориентирована строго горизонтально и повернута в горизонтальной плоскости на угол ориентации по азимуту.

Ориентация оси 0₁ осуществляется следующим образом.

В отверстие вала 24 вставляют и базируют в нем приспособление предварительной ориентации. Затем посредством винтов 14 и 15 поворачивают несущую трубу 2 во взаимно перпендикулярных вертикальных плоскостях, контролируя при этом с помощью приспособления предварительной ориентации отклонение оси 0₁ от горизонтального положения. По достижении осью 0₁ горизонтального положения регулировку винтами 14 и 15 прекращают. При этом винты должны быть затянуты несильно, чтобы возможно было повернуть несущую трубу 2 вокруг вертикальной оси. После этого ориентируют ось 0₁ по азимуту.

Указанная ориентация осуществляется следующим образом.

Вывинчивают винты 7 полностью и поворачивают несущую трубу 2 вокруг вертикальной оси, контролируя прибором предварительной ориентации угловое положение оси 0₁ (грубая настройка). При этом через дуговые пазы должны быть видны резьбовые отверстия диска 8. Затем вставляют винты 7 и затягивают их, присоединяя неподвижно диск 8 к фланцу 6. После этого с помощью винтов 22 и шипа 9 осуществляют тонкую регулировку, поворачивая несущую трубу 2 вместе с диском 8 за шип 9 вокруг вертикальной оси и контролируя положение оси 0₁ по азимуту с помощью прибора предварительной ориентации. По достижении требуемого положения оси 0₁ по азимуту винты 22 затягивают, стараясь не сбить настройку. При выполнении операции, обеспечивающей ориентацию оси 0₁ по азимуту, и вращении несущей трубы 2 относительно колонны разрезные кольца 10 и 11 удерживаются от вращения (для исключения попадания винтов 14 и 15 в прорези колец) посредством подпружиненных штифтов, упирающихся в несущую трубу 2 и убирающихся или выдвигающихся по мере приближения или удаления контактирующих с ними поверхностей несущей трубы 2 от заглушек 20 и 21. После ориентации оси 0₁ по азимуту осуществляют затяжку винтов 14 и 15 для повышения жесткости стыков.

Следующей операцией ориентации является ориентация полярной оси 0₂, совпадающей с осью выходного вала 27 электропривода, по широте местности. Для этого с помощью прибора предварительной ориентации определяют угол, на который необходимо повернуть вал 24, ослабляют зажим клеммового соединения винтом 36 и поворачивает вал 24 вместе с поворотным устройством на указанный угол (грубая регулировка) вокруг оси 0₁. Затем затягивают клеммовое соединение винтом 36, обеспечивая неподвижное соединение рычага 34 с валом 24, и поворачивают рычаг 34 регулировочными винтами 35 (тонкая регулировка), контролируя угловое положение вала 24 прибором предварительной ориентации. По достижении требуемого углового положения рычаг 34 фиксируют регулировочными винтами 35 путем их затяжки.

Следующим этапом ориентации является ориентация оптической оси рефлектора корректором 4. Осуществляется ориентация следующим образом.

Определяют угол коррекции для данного положения на местности и посредством винтов 31 и 32 поворачивают подвижную часть 29 корректора 4 в плоскости, проходящей через оптическую ось рефлектора 5 антенны и полярную ось 0₂, на упругом шарнире, образованном плоскими пружинами 30. По достижении требуемого угла поворота подвижной части 29 корректора 4 вместе с рефлектором 5 антенны относительно неподвижной части 28 корректора 4 регулировочными винтами 31 и 32 фиксируют положение подвижной части 29 корректора 4 путем затяжки регулировочных винтов 31 и 32.

В результате осуществления описанных операций, готовят опорно-поворотное устройство к работе.

Работает устройство следующим образом.

По команде с пульта управления электроприводом поворачивают выходной вал 27, а вместе с ним и закрепленный на нем корректор 4 с рефлектором 5 антенны на требуемый угол. В результате этого оптическая ось рефлектора 5 антенны поворачивается, описывая дугу окружности, и останавливается в положении, при котором она оказывается направленной на один из спутников. (56) 1. Патент США N 4652890, кл. Н 01 Q 3/04, опублик. 1987.

2. Патент ФРГ N 3704345, кл. Н 01 Q 3/08, опублик. 1989.

3. Патент ФРГ N 3912525, кл. Н 01 Q 3/04, опублик. 1990.

Использование: конструкции опорно-поворотных устройств для наведения направленных приемных антенн спутникового телевидения на спутники, расположенные на геостационарной орбите. Сущность изобретения: устройство содержит колонну, несущую трубу, установленную на колонне с возможностью поворота и фиксации. На несущей трубе установлено поворотное устройство, снабженное средством настройки угла поворота. Указанное средство выполнено в виде вала, установленного с возможностью поворота на несущей трубе и расположенного внутри несущей трубы рычага. Рычаг связан с валом клеммовым соединением и снабжен винтами для регулирования его углового положения относительно несущей трубы. Поворотное устройство неподвижно закреплено на валу. 6 ил.

ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СПУТНИКОВОЙ АНТЕННЫ, содержащее колонну несущую трубу, установленную с возможностью поворота относительно колонны вокруг своей оси и фиксации, поворотное устройство, установленное на угломестной оси, расположенной на несущей трубе перпендикулярно ее оси и снабженное средством настройки угла поворота, на поворотном устройстве установлен привод вращения полярной оси, которая расположена перпендикулярно оси угла места, корректор, предназначенный для крепления и коррекции углового положения рефлектора антенны в плоскости, проходящей через ось выходного вала поворотного устройства и оптическую ось рефлектора антенны, отличающееся тем, что средство настройки угла поворота поворотного устройства выполнено в виде вала, установленного с возможностью поворота вокруг угломестной оси и расположенного в несущей трубе рычага, одним концом соединенного с валом клеммовым зажимом, а другим концом посредством регулировочных винтов - с несущей трубой, при этом поворотное устройство неподвижно закреплено на валу.