买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

摘要：本发明公开了一种对称四自由度混联式天线结构系统，包括天线反射体，所述的天线反射体联结在天线座架上，所述的极化转动装置包括极化板和固定板，固定板固定于所述的天线座架顶端，极化板位于固定板的上方，位于固定板和极化板之间同心设置旋转轴承，极化板与旋转轴承的内圈固定连接，固定板与旋转轴承的外圈固定连接，极化板中心处向外伸出带齿环沿，在固定板上固定的极化电机与所述带齿环沿相配合以驱动极化板自转，主动臂与从动臂都具有回转杆轴，回转杆轴相铰接，铰接的回转杆轴在运动过程中会具备沿自身周向转动的能力，这样在使用中回转杆轴就可以具备转动量，转动方向重合即可提高转动半径。

主权项：1.一种对称四自由度混联式天线结构系统，包括天线反射体（1），所述的天线反射体（1）联结在天线座架（2）上，其特征在于：所述的天线座架包括三自由度并联机构及极化转动装置，三自由度并联机构的顶部相联结形成可自由驱动的自由端；所述的极化转动装置包括极化板和固定板（5），固定板固定于所述的自由端处，极化板位于固定板的上方，位于固定板和极化板（6）之间同心设置旋转轴承，极化板与旋转轴承的内圈固定连接，固定板与旋转轴承的外圈固定连接，极化板中心处向外伸出带齿环沿，在固定板上固定的极化电机与所述带齿环沿相配合以驱动极化板自转；所述的三自由度并联机构包括固定平台（3），固定平台（3）上环绕中心线均分设置有多根运动支链；所述的固定平台（3）上方同心设置有固定销（7），所述的固定板（5）下方同心设置有销轴（8），固定销（7）与销轴（8）同心，固定销（7）的内腔刚好与销轴（8）的外形相配；主动轴座的一侧设有主动电机（9），主动电机与主动臂（10）联动以驱动主动臂（10）自由摆动。

全文数据：一种对称四自由度混联式天线结构系统技术领域[0001]本发明属于天线装置领域，具体涉及到一种对称四自由度混联式天线结构系统。背景技术[0002]天线座架是天线系统的支撑和定向装置，其作用为使天线反射体能够按照预定的轨迹或者跟随目标运动，准确地指向目标，并且精确地测出目标的方向，其结构在很大程度上影响着天线整机的性能指标。[0003]随着天线技术的飞速发展，天线座架的尺寸和重量不断增大，对转动角速度、角加速度以及精度、刚度、可靠性、动态特性等性能要求日益提升，而传统天线座的性能指标己愈发难以满足这些要求。随着技术的发展，并联机构已逐渐开始应用在天线座架领域，目前主要是六自由度并联机构应用在天线领域，并联机构具有结构简单的优点，应用在天线领域具有无盲区、响应快等优点，但是目前并联机构天线座架具有所需电机较多、不同方位俯仰时会导致极化的转动等缺点，因此六自由度并联机构天线座架适合于中等口径的圆极化天线，从而发挥其承载力大，可过顶等优点。[0004]随着卫星通信技术的不断拓展，移动载体天线已成为机动通信的必备设备，移动载体天线需要机动性强，能够快速展开与收藏，且移动载体天线一般具有口径较小，尺寸和重量有严格的限制等特点，因此采用六自由度并联机构天线会导致驱动浪费、重量较重等问题，而传统天线座的三种支撑方式，即方位角-仰角支撑、X-Y支撑和极轴支撑，在半球范围内都有各自的奇异点，方位角-仰角支撑在天顶具有奇异性，X-Y支撑在水平的X轴两端各有一个奇异点，极轴支撑奇异点位于其固定轴方向上，故这三种天线座都有各自的盲区，难以实现全工作范围内目标跟踪，而六自由度并联机构天线座架又存在所需驱动较多，且只能适用于圆极化天线等缺点，基于以上问题，提出了四自由度混联式天线结构。发明内容[0005]针对上述所提及的传统天线及六自由度并联机构存在的诸多不足，提供了一种对称四自由度混联式天线结构系统，解决了传统天线座过顶“盲区”的问题，实现天线工作空域任意姿态无盲区的连续跟踪的同时，也解决了六自由度并联机构天线座架所需要的驱动电机较多、无法适用于除圆极化之外类型天线的缺点，扩大了并联机构天线座架的适用范围。[0006]对此提供的技术方案为：[0007]提供了一种对称四自由度混联式天线结构系统，包括天线反射体，所述的天线反射体联结在天线座架上:所述的天线座架包括三自由度并联机构及极化转动装置，三自由度并联机构的顶部相联结形成可自由驱动的自由端；[0008]所述的极化转动装置包括极化板和固定板，固定板固定于所述的自由端处，极化板位于固定板的上方，位于固定板和极化板之间同心设置旋转轴承，极化板与旋转轴承的内圈固定连接，固定板与旋转轴承的外圈固定连接，极化板中心处向外伸出带齿环沿，在固定板上固定的极化电机与所述带齿环沿相配合以驱动极化板自转。[0009]进一步的，所述的三自由度并联机构包括平行的固定平台和运动平台，固定平台和运动平台通过环绕二者中心连线均分设置的多根运动支链相联结。[0010]进一步的，所述的运动支链包括主动臂、从动臂，主动臂与固定平台铰连，从动臂与固定板铰连，主动臂与从动臂相铰接。[0011]进一步的，主动臂与从动臂结构相同，主动臂包括对接且形成枢接结构的回转杆轴、摆动杆轴。[0012]进一步的，回转杆轴的一端形成凸出的细端枢轴，对应的位于摆动杆轴的一端形成细端套筒，细端枢轴与细端套筒同轴嵌套枢接并卡合多个轴承，细端套筒沿自身轴线转动。[0013]进一步的，主动臂的回转杆轴与从动臂的回转杆轴较连。[0014]进一步的，主动臂铰接在主动轴座上，从动臂铰接在从动轴座上，主动轴座与固定平台固定连接，从动轴座与运动平台固定连接。[0015]进一步的，主动轴座的一侧设有主动电机，主动电机与主动臂联动以驱动主动臂自由摆动。[0016]进一步的，所述的固定平台下方同心设置有销轴，所述的运动平台上同心设置有固定销，固定销与销轴同心，固定销的内腔刚好与销轴的外形相配。[0017]本发明相对于现有技术相比具有以下有益效果：[0018]本发明可以灵活地指向上半球内的任意方向，实现天线工作空域任意姿态无盲区的连续跟踪。[0019]天线座采用三自由度并联机构加极化转动组成混联四自由度结构的方式，无需绕线机构，并联机构的驱动装置仅需三套连杆机构，且可放置在固定平台，使运动部分重量减轻，同等情况下，降低了天线系统质量，提高其动态性能。[0020]由于在并联机构运动平台上增加了极化转动，解决了并联机构不同方位俯仰时带来的极化变化问题，使并联机构不仅可以使用在圆极化天线上，亦可使用在线极化天线上，扩大了并联机构天线座架的使用范围。[0021]主动臂与从动臂都具有回转杆轴，回转杆轴相铰接，铰接的回转杆轴在运动过程中会具备沿自身周向转动的能力，这样在使用中回转杆轴就可以具备转动量，转动方向重合即可提高转动半径。附图说明[0022]图1为天线座架与天线反射体安装示意图；[0023]图2为天线座架机构结构示意图；[0024]图3为运动支链的结构示意图；[0025]图4为运动支链剖视结构示意图；[0026]图5为天线座架极化部分驱动原理图；[0027]图中的附图标记为:天线反射体1、天线座架2、固定平台3、回转杆轴4、固定板5、极化板6、固定销7、销轴8、主动电机9、主动臂10、从动臂11、主动轴座12、从动轴座13、上部轴承14、下部轴承I5、中心铰接轴16、带齿环沿17、齿轮I8、极化电机19、摆动杆轴2〇。具体实施方式[0028]以下结合附图对发明做进一步详细说明：[0029]如图I、2所示，提供了一种对称四自由度混联式天线结构系统，包括天线反射体h所述的天线反射体1联结在天线座架2上，所述的天线座架包括三自由度并联机构及极化转动装置，三自由度并联机构的顶部相联结形成可自由驱动的自由端；[0030]所述的极化转动装置包括极化板和固定板5，固定板固定于所述的自由端处，极化板位于固定板的上方，位于固定板和极化板之间同心设置旋转轴承，极化板与旋转轴承的内圈固定连接，固定板与旋转轴承的外圈固定连接，极化板中心处和固定板上的中心处开有共通的开口，开口尺寸与旋转轴承的内圈尺寸相同，极化板中心处的开口出形成向下眼神的凸沿，凸沿的内壁上带有齿形成带齿环沿17，在固定板上中心开口处固定的极化电机19与所述带齿环沿通过齿轮18相配合以驱动极化板自转。[0031]根据附图3、4所不，所述的二自由度并联机构包括平彳丁的固定平台3和运动平台5，固定平台3和运动平台5通过环绕二者中心连线均分设置的多根运动支链相联结，每个运动支链包括主动臂10、从动臂11，主动臂10铰接在主动轴座上，从动臂11铰接在从动轴座上，主动轴座与固定平台3固定连接，从动轴座与运动平台5固定连接，主动轴座的一侧设有主动电机，主动电机与主动臂1〇联动以驱动主动臂10自由摆动，主动臂10与从动臂11结构相同，主动臂和从动臂11都包括对接且形成枢接结构的回转杆轴、摆动杆轴，回转杆轴的一端形成凸出的细端枢轴，对应的位于摆动杆轴的一端形成细端套筒，细端枢轴与细端套筒同轴嵌套枢接并卡合多个轴承，细端套筒沿自身轴线转动，主动臂10的回转杆轴与从动臂11的回转杆轴铰连，主动臂10的回转杆轴4与摆动杆轴17之间卡入上部轴承14,上部轴承14形成一个冗余自由度，从动臂11的回转杆轴4与摆动杆轴之间之间卡入下部轴承16形成一个冗余自由度，主动臂10与从动臂11相铰接，为两个回转杆轴4相铰接，这样在使用过程中两个回转杆轴因为各自自身的转动量，就能实现大范围转动。[0032]所述的固定平台3下方同心设置有销轴8,所述的运动平台5上同心设置有固定销7，固定销7与销轴8同心，固定销7的内腔刚好与销轴8的外形相配。[0033]根据图1、2、3、4对本发明的运动机理进行详细说明：[0034]当天线需要运动时，主动电机驱动主动臂10摆动，主动臂推动从动臂11，根据推动量的不同可以实现改变固定板5姿态，[0035]以调整整个运动平台的姿态，于此同时由极化电机带动极化板转动，极化转动装置开始随转，保证天线极化位置的准确，实现天线在半球工作范围内对目标任意姿态无盲区的连续跟踪。[0036]当天线需要收藏时，三个驱动同时转动，各个运动支链相折叠，使运动平台5下降，固定销7插入到固定销孔8中，使机构高度降低的同时提高机构整体刚度以便于运输。

权利要求：1.一种对称四自由度混联式天线结构系统，包括天线反射体（1，所述的天线反射体1联结在天线座架2上，其特征在于:所述的天线座架包括三自由度并联机构及极化转动装置，三自由度并联机构的顶部相联结形成可自由驱动的自由端；所述的极化转动装置包括极化板和固定板5，固定板固定于所述的自由端处，极化板位于固定板的上方，位于固定板和极化板6之间同心设置旋转轴承，极化板与旋转轴承的内圈固定连接，固定板与旋转轴承的外圈固定连接，极化板中心处向外伸出带齿环沿，在固定板上固定的极化电机与所述带齿环沿相配合以驱动极化板自转。2.根据权利要求1所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于:所述的三自由度并联机构包括固定平台（3，固定平台（3上环绕中心线均分设置有多根运动支链。3.根据权利要求2所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于:所述的运动支链包括主动臂（1〇、从动臂（11，主动臂（1〇与固定平台⑶铰连，从动臂（11与固定板⑸较连，主动臂（1〇与从动臂（U相铰接。4.根据权利要求3所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于:主动臂1〇与从动臂（11结构相同，主动臂包括对接且形成枢接结构的回转杆轴、摆动杆轴。5.根据权利要求4所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于：回转杆轴⑷的一端形成凸出的细端枢轴，对应的位于摆动杆轴（I7的一端形成细端套筒，细端枢轴与细端套筒同轴嵌套枢接并卡合多个轴承，细端套筒沿自身轴线转动。~6.根据权利要求5所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于:主动臂10的回转杆轴与从动臂11的回转杆轴铰连。’7.根据权利要求6所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于:主动臂10铰接在主动轴座上，从动臂（11铰接在从动轴座上，主动轴座与固定平台（3固宙连接，从动轴座与运动平台固定连接。8.根据权利要求7所述的一种对称四自由度混联式天线结构系统，其特征在于:主动轴座的一侧设有主动电机9，主动电机与主动臂（丨〇联动以驱动主动臂（10自由摆动。9.根据权利要求1所述的一种对称四自由度混联式天线座架，其特征在于:所述的固定平台⑶下方同心设置有销轴⑻，所述的运动平台⑸上同心设置有固定销⑺，固定销⑺与销轴⑻同心，固定销⑺的内腔刚好与销轴⑻的外形相配。

百度查询： 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种对称四自由度混联式天线结构系统