УСТРОЙСТВО РАЗВЕРТЫВАНИЯ-СКЛАДЫВАНИЯ АНТЕННЫ Российский патент 1997 года по МПК H01Q1/08 

Изобретение относится к антенной технике, в частности к устройствам развертывания-складывания антенн мобильных антенных установок.

Известны мобильные антенные установки, содержащие антенны, перевозимые сложенными в транспортировочном положении и развертываемые в рабочее положение при подготовке антенн к работе.

Известно передвижное антенное устройство складного типа по акцептованной заявке Японии N 56-15185, кл. H 01 Q 1/12, 1971. Устройство размещается на двухосном шасси автомобильного прицепа. Антенна известного устройства представляет собой часть параболического цилиндра, состоящего из трех шарнирно соединенных продольных частей. При транспортировке эти части складываются, образуя коробчатую форму. Складывание и подъем антенны производится с помощью двух гидроцилиндров, шарнирно соединенных с центральной частью антенны и с установленной на шасси рамой, имеющей направляющие устройства, по которым перемещается нижний конец антенны.

Недостатком известного устройства является относительно сложная конструкция и продолжительное время развертывания-складывания антенны.

Известен привод перемещения рефлектора антенны из транспортировочного положения в рабочее по авт.св. N 1254226, кл. F 16 G 11/12, 1986. Устройство содержит основание рефлектора, на котором шарнирно закреплены секторные элементы, каждый из которых снабжен собственным приводом перемещения. Последний шарнирно соединен с основанием рефлектора и с секторным элементом. При этом привод перемещения имеет ходовой винт, соединенный с шарниром, установленным на секторном элементе, и корпус с установленной в нем приводной гайкой, взаимодействующей с ходовым винтом. Приводная гайка установлена в корпусе с помощью подшипников, допускающих ее вращение относительно корпуса, но исключающих их взаимное осевое перемещение. В корпусе размещены с возможностью осевого перемещения стакан, соединенный с шарниром, установленным на основании рефлектора, и втулка, контактирующая с секторным элементом. При этом стакан подпружинен внутрь корпуса, а втулка подпружинена на выдвижение из корпуса. Таким образом, корпус с установленной в нем приводной гайкой относительно ходового винта подпружинен в осевом направлении. На корпусе установлен электродвигатель с редуктором, кинематически связанным с приводной гайкой. Привод перемещения снабжен концевым выключателем электродвигателя, установленным на корпусе.

Устройство обеспечивает точную и надежную фиксацию секторных элементов антенны в рабочем положении, а также ускорение и упрощение процесса развертывания-складывания антенны.

Однако оснащение каждого секторного элемента собственным приводом перемещения из транспортировочного положения в рабочее положение усложняет конструкцию.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является развертываемое в рабочее положение и складываемое в транспортировочное положение антенное устройство по патентной заявке ФРГ N 2543416, H 01 Q 1/08, 1979, которое и выбрано в качестве ближайшего аналога -прототипа. Известное устройство размещается на передвижной платформе и содержит закрепленную на платформе вертикальную стойку, на которой шарнирно закреплены две плоские панели антенны, каждая из которых снабжена двумя шарнирно установленными тягами. Упомянутые тяги одним концом соединены с платформой. Устройство содержит органы развертывания-складывания панелей. В транспортировочном положении плоские панели закрепляются параллельно одна другой опущенными на платформу. На вертикальной стойке панели закреплены с возможностью поворота из параллельного положения в положение под углом одна к другой.

В транспортировочном положении рабочие поверхности панелей размещаются параллельно верхней плоскости платформы. Обе панели фиксируются одновременно параллельно платформе с возможностью подъема. В поднятом положении панели закрепляют таким образом, что их рабочие поверхности поворачиваются одновременно перпендикулярно верхней поверхности платформы. В поднятом и повернутом перпендикулярно платформе положении панели разворачивают в рабочее положение под углом одна к другой и фиксируют относительно платформы.

Однако данное устройство имеет относительно сложную конструкцию и не обеспечивает быстрого развертывания антенны при передислокации антенной установки. Кроме того, известное устройство не предполагает совмещения антенных панелей в единой плоскости, что является необходимым, например, для плоских фазированных антенных решеток.

Задачей настоящего изобретения является сокращение времени развертывания-складывания антенны, а также обеспечения совмещения антенных панелей в единой плоскости в развернутом положении антенны.

Указанная задача решается благодаря тому, что в устройстве развертывания -складывания антенны, содержащем стойку с шарнирно закрепленными на ней двумя панелями антенны, каждая из которых снабжена двумя шарнирно установленными тягами, и орган развертывания -складывания панелей, согласно изобретению орган развертывания -складывания панелей выполнен в виде двух соосно установленных разнонаправленных ходовых винтов, неподвижных в осевом направлении и соединенных с расположенным между ними приводом вращения. Каждый ходовой винт снабжен ходовой гайкой, шарнирно закрепленной на каретке с цапфами, установленной с возможностью продольного перемещения по закрепленной на стойке и расположенной коаксиально ходовому винту трубе. В трубе выполнены диаметрально расположенные пазы со спиральным участком. В пазах с возможностью перемещения установлены цапфы каретки. Между кареткой и трубой установлены центрирующие элементы, а каретка снабжена устройством фиксации ее положения в развернутом положении антенны. При этом упомянутые тяги панелей шарнирно соединены одним концом с соответствующей кареткой, а каждая тяга с кареткой и панелью образуют карданный механизм.

Благодаря спиральному участку пазов, выполненных на трубе, в сложенном положении панелей обеспечивается разворот тяг относительно продольной оси ходовых винтов, что в начальный момент при развертывании антенны обуславливает появление боковой составляющей силы, раскрывающей панели.

Кроме того, центрирующие элементы могут быть выполнены в виде роликов, ось качения каждого из которых и продольная ось трубы скрещены под прямым углом и закреплены на каретке с возможностью качения по наружной поверхности трубы.

Устройство фиксации каретки в развернутом положении антенны представляет собой выполненное на каретке или стойке гнездо с конической заходной поверхностью, взаимодействующее со штырем, закрепленным соответственно на стойке или каретке.

Вместе с этим каретка относительно ходовой гайки может быть подпружинена в осевом направлении. Таким образом, может быть компенсирован выбег двигателя привода вращения ходовых винтов.

На фиг. 1 показано устройство развертывания-складывания антенны в развернутом положении антенных панелей, вид сверху (штрихпунктирной линией показано транспортировочное положение антенных панелей); на фиг. 2 - устройство развертывания-складывания антенны, вид А на фиг. 1 (повернуто); на фиг. 3 каретка и устройство фиксации положения каретки, разрез Б-Б на фиг. 2 (повернуто); на фиг. 4 каретка, разрез В-В на фиг. 3.

Устройство развертывания -складывания антенны содержит коробчатую стойку 1 и антенные панели 2, 3, закрепленные своими верхними и нижними поясами на стойке 1 при помощи двух пар шарниров 4, 5 и шарнирно установленных на панелях тяг 6, другие концы которых шарнирно закреплены на соответствующих каретках 7 привода развертывания -складывания панелей. Привод развертывания-складывания панелей размещен на стойке 1 и выполнен в виде двух соосно установленных разнонаправленных ходовых винтов 8, 9, неподвижных в осевом направлении, соединенных с расположенным между ними приводом вращения 10. Обе ветви привода конструктивно аналогичны. В варианте исполнения изобретения привод выполнен электромеханическим и снабжен электродвигателем 11. Одна из кареток снабжена концевыми выключателями электродвигателя (на чертеже не показаны).

Ходовые винты снабжены ходовыми гайками 12, которые шарнирно закреплены в соответствующих каретках 7. Коаксиально ходовым винтам 8, 9 на стойке 1 установлены трубы 13, 14, служащие направляющими для кареток 7. Между кареткой и наружной поверхностью соответствующей трубы 13, 14 установлены центрирующие элементы в виде роликов 15. При этом ролики установлены на каретке с возможностью качения и взаимодействуют с наружной поверхностью трубы. Центрирующие элементы могут быть выполнены и в другом виде, например, в виде шариков, или может быть применен материал с малым коэффициентом трения.

В каждой трубе 13, 14 выполнены диаметрально расположенные пазы "а" со спиральным участком "b", в которых с возможностью перемещения установлены цапфы 16 кареток 7. Ходовые гайки 12 имеют сферические опорные поверхности, взаимодействующие с соответствующими сферическими опорными поверхностями, выполненными на каретках. Благодаря этому обеспечивается самоустановка кареток при перемещении по направляющим трубам. При этом каретка относительно ходовой гайки подпружинена в осевом направлении при помощи тарельчатых пружин 17.

Каждая каретка снабжена устройством фиксации ее положения при развернутом положении панелей антенны. В варианте исполнения изобретения это устройство выполнено в виде двух закрепленных на каретке и расположенных симметрично относительно продольной оси последней гнезд 18 с конической заходной поверхностью, взаимодействующих с соответствующими штырями 19, закрепленными на стойке. Подобное исполнение устройства обеспечивает достаточную жесткость конструкции при развернутом положении панелей антенны. В другом варианте (на чертеже не показан) гнезда могут быть выполнены на стойке, а штыри закреплены на каретке.

Каждая тяга с кареткой и панелью образует карданный механизм, в котором тяга является промежуточным звеном, а входным и выходным звеньями являются узлы крепления тяги к каретке и панели антенны 20, 21. Узлы 20 и 21 по своей конструкции принципиально аналогичны. Тяги 6 выполнены регулируемыми по длине.

В местах установки шарниров 4, 5 на стойке 1 установлены регулируемые упоры 22, 23, взаимодействующие с соответствующими опорными поверхностями панелей 2, 3. Эти упоры обеспечивают выбор зазоров в шарнирах 4, 5 при развертывании панелей антенны в рабочее положение. Аналогичные регулируемые упоры установлены на обоих концах каждой из тяг 6 (на чертеже не показаны). Эти упоры взаимодействуют с соответствующими опорными поверхностями на каретках 7 и кронштейнах узлов 21 и обеспечивают при развертывании панелей антенны в рабочее положение выбор зазоров в карданных механизмах.

Устройство развертывания -складывания антенны размещается на платформе мобильной антенной установки (на чертеже не показана). При этом стойка 1 шарнирно крепится на платформе с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

Устройство развертывания -складывания антенны работает следующим образом.

В транспортировочном положении мобильной антенной установки стойка 1 занимает горизонтальное положение, при этом антенные панели 2, 3 располагаются параллельно одна другой таким образом, что их рабочие поверхности располагаются перпендикулярно поверхности платформы антенной установки. В этом положении панели удерживаются тягами 6, которые располагаются вдоль стойки 1 с небольшим разворотом относительно продольной оси последней. При этом цапфы 16 кареток 7 находятся на спиральных участках "b" пазов "а" направляющих труб 13, 14. В варианте осуществления изобретения угол разворота осей тяг относительно оси стойки составляет 15^o.

В месте развертывания антенной установки стойку 1 посредством привода поворота (на чертеже не показан) переводят в вертикальное положение.

Для перевода антенных панелей в рабочее положение после блокировки установленного на каретке концевого выключателя включается электродвигатель 11 привода вращения 10 ходовых винтов 8, 9. Ходовые винты начинают вращаться. При этом ходовые гайки 12 вместе с каретками 7 начинают перемещаться по соответствующим ходовыми винтам 8, 9 от середины стойки к ее концам. Это перемещение сопровождается освобождением упомянутого концевого выключателя и ослаблением поджатых тарельчатых пружин 17.

В начальный период движения кареток одновременно с продольным перемещением происходит разворот кареток посредством цапф 16, взаимодействующих со спиральными участками "b" пазов "а" направляющих труб 13, 14.

Вдоль направляющих труб каретки перемещаются на центрирующих роликах 15. При этом благодаря шарнирному закреплению кареток на ходовых гайках обеспечивается их самоустановка. По достижении каретками положения, соответствующего рабочему положению антенных панелей, штыри 19 вступают в контакты с соответствующими гнездами 18 на каретках. Перемещение кареток происходит до их жесткого упора. Каретки останавливаются, одновременно срабатывает концевой выключатель электродвигателя 11. При этом вследствие выбега электродвигателя ходовые винты 8, 9 продолжают вращаться, перемещая соответствующие ходовые гайки относительно корпусов кареток. При перемещении гаек относительно кареток сжимаются соответствующие тарельчатые пружины 17.

При движении кареток последние толкают тяги 6, заставляя антенные панели поворачиваться на шарнирах 4, 5 до тех пор, пока опорные поверхности панелей 2, 3 не дойдут до упоров 22, 23. При этом тяги 6 поворачиваются в своих шарнирах, совершая сложное движение, переходя из положения, близкого к вертикальному, в горизонтальное. Упоры тяг 6 доходят до соответствующих опорных поверхностей на каретках 7 и кронштейнах узлов 21. При этом антенные панели занимают точное фиксированное положение, а их рабочие поверхности располагаются в единой плоскости.

После прекращения работы привода развертывания-складывания панелей каретки оказываются жестко зафиксированными, а зазоры во всех шарнирах - выбранными. Таким образом, антенные панели, положение которых определяется выставкой регулируемых упоров, автоматически занимают точное фиксированное положение. При этом, благодаря особенностям конструктивного исполнения, обеспечивается достаточная жесткость устройства.

Складывание антенных панелей и перевод антенны в транспортировочное положение осуществляется в обратном порядке.

Таким образом, благодаря особенностям исполнения устройства развертывания-складывания антенны, изобретение обеспечивает точную автоматическую выставку антенных панелей в заданное положение и существенное сокращение времени развертывания антенной установки при ее передислокации.

Изобретение обеспечивает автоматическую выставку антенных панелей в заданное положение и сокращение времени развертывания антенной установки при ее передислокации. Устройство содержит стойку с шарнирно закрепленными на ней двумя панелями антенны, каждая из которых снабжена двумя шарнирно установленными тягами (Т), и орган развертывания-складывания (ОРС) панелей. ОРС панелей выполнен в виде двух соосно установленных разнонаправленных ходовых винтов (ХВ). Между ХВ расположен привод вращения. Каждый ХВ снабжен ходовой гайкой (ХГ). ХГ шарнирно закреплена на каретке (К) с цапфами. Каретка установлена с возможностью продольного перемещения по закрепленной на стойке и расположенной коаксиально ХВ направляющей трубе (НТ). Каретка относительно ХГ подпружинена в осевом направлении тарельчатыми пружинами. В НТ выполнены диаметрально расположенные пазы со спиральным участком со стороны привода вращения. В пазах с возможностью перемещения установлены цапфы К. Между К и НТ установлены центрирующие элементы в виде роликов. Каждая К снабжена устройством ее фиксации в развернутом положении антенны. Упомянутые тяги шарнирно соединены одним концом с соответствующей К. Каждая Т с К и антенной панелью образует карданный механизм. Заданное положение антенных панелей достигается предварительной выставкой регулируемых упоров, которые при развертывании антенны в рабочее положение обеспечивают выбор зазоров в шарнирных узлах. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство развертывания-складывания антенны, содержащее стойку с шарнирно закрепленными на ней двумя панелями антенны, каждая из которых снабжена двумя шарнирно установленными тягами, и орган развертывания-складывания панелей, отличающееся тем, что орган развертывания-складывания панелей выполнен в виде двух соосно установленных разнонаправленных ходовых винтов, неподвижных в осевом направлении и соединенных с расположенным между ними приводом вращения, каждый винт снабжен ходовой гайкой, шарнирно закрепленной на каретке с цапфами, установленной с возможностью продольного перемещения по закрепленной на стойке и расположенной коаксиально ходовому винту трубе, в последней выполнены диаметрально расположенные пазы со спиральным участком, в которых с возможностью перемещения установлены упомянутые цапфы, между кареткой и трубой установлены центрирующие элементы, а каретка снабжена устройством фиксации последней в развернутом положении антенны, при этом упомянутые тяги панелей шарнирно соединены одним концом с соответствующей кареткой, а каждая тяга с кареткой и панелью образует карданный механизм. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центрирующие элементы выполнены в виде роликов, ось качения каждого из которых и продольная ось трубы скрещены под прямым углом и закреплены на каретке с возможностью качения по наружной поверхности трубы. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство фиксации каретки в развернутом положении антенны представляет собой выполненное на каретке или стойке гнездо с конической заходной поверхностью, взаимодействующее со штырем, закрепленным соответственно на стойке или каретке. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каретка относительно ходовой гайки подпружинена в осевом направлении.