1.本技术涉及天线技术领域，具体涉及一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置。
背景技术：2.卫星天线是负责将卫星信号反射到位于焦点处的馈源和高频头内的设备，卫星天线必须要对准卫星的方向才能保持信号不间断传输。
3.对于移动式卫星天线，由于载体的不断移动，卫星天线必须时刻调整其内部姿态，使天线始终对准卫星方向。为了实现调整方向的功能，现有大多数的移动式卫星天线通常采用俯仰底座和俯仰支架相配合，通过使用板或轴安装天线至俯仰支架旋转轴线的某一侧，从而令天线上下运动。然而，当移动式卫星天线没有通电工作时，其内部的电机处于自由转动状态，天线会跟随着无序运动。对于尺寸比较大的天线，由于其全部承载在俯仰支架旋转轴线的一侧，天线很容易由于受力不平衡而剧烈转动，造成机械结构的损坏，影响卫星天线的寿命，并且天线在剧烈的转动过程中也不利于追踪信号。
4.有鉴于此，设计制造出一种能够令天线在转动时受力均匀、传动平稳的天线装置就显得尤为重要。
技术实现要素：5.为了解决上述技术问题，本技术提供一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置。
6.本技术提出了一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置，包括底座、设置在所述底座上的安装架以及转动连接在所述安装架上的俯仰支架，所述俯仰支架包括相互独立的第一旋转机构和用于安装天线的第二旋转机构；所述第一旋转机构包括俯仰框架和第一驱动组件，所述第一驱动组件设置在所述安装架上，所述第一驱动组件用于驱动所述俯仰框架沿其中心轴线旋转；所述第二旋转机构包括负载框架和第二驱动组件，所述负载框架转动连接在所述俯仰框架的中部位置上，且所述负载框架的旋转轴线与所述俯仰框架的中心轴线相交，所述天线和所述第二驱动组件设置在所述负载框架上，所述第二驱动组件用于驱动所述负载框架沿其旋转轴线旋转。
7.通过上述技术方案，第二驱动组件控制负载框架旋转，从而直接控制天线旋转，第一驱动组件控制俯仰框架旋转，从而通过控制负载框架间接控制天线的旋转，天线可以实现上下左右方向的方向调整。而其中的俯仰框架采用对称分布设计，俯仰框架在旋转时沿其中心轴线也就是整个天线装置的几何中心面旋转，天线在上下运动时受力均匀，传动更为平稳。
8.优选的，还包括第三旋转机构，所述第三旋转机构固定在所述底座上，所述安装架转动连接在所述第三旋转机构上，所述第三旋转机构用于驱动所述安装架做圆周运动。
9.通过上述技术方案，第三旋转机构驱动安装架做圆周运动，从而天线可以实现在
圆周方向的方向调整。
10.优选的，所述第一驱动组件包括两个俯仰轴、驱动轮、第一同步带和第一驱动电机，两个所述俯仰轴的一端分别固定在所述俯仰框架的两端中部，且另一端分别转动连接在所述安装架的两侧，所述驱动轮和所述第一驱动电机设置在所述安装架上，且所述驱动轮与其中一侧的所述俯仰轴固定连接，所述第一同步带绕设在所述驱动轮和所述第一驱动电机的输出轴之间。
11.通过上述技术方案，第一驱动电机通过第一同步带带动驱动轮转动，驱动轮带动俯仰轴转动，从而带动俯仰框架旋转。
12.优选的，所述第二驱动组件包括两个负载轴、第一带轮、第二同步带和第二驱动电机，两个所述负载轴的一端分别固定在所述负载框架的两侧，且另一端分别转动连接在所述俯仰框架的两侧中部，所述第一带轮固定在所述俯仰框架上，所述第二驱动电机设置在所述负载框架上，所述第二同步带绕设在所述第一带轮和所述第二驱动电机的输出轴之间。
13.通过上述技术方案，第二驱动电机通过第二同步带有带动第一带轮转动的趋势，而由于第一带轮是固定的，因此第一带轮转而会反馈一个反向的力给第二同步带，从而带动整个负载框架通过负载轴相对俯仰框架转动。
14.优选的，所述第三旋转机构包括底盘、轴承、第二带轮、第三同步带和第三驱动电机，所述底盘固定在所述底座上，所述轴承连接在所述底盘与所述安装架之间，所述第二带轮固定在所述底盘上，所述第三驱动电机设置在所述安装架上，所述第三同步带绕设在所述第二带轮与所述第三驱动电机的输出轴之间。
15.通过上述技术方案，安装架通过轴承转动连接在底盘上，第三驱动电机通过第三同步带有带动第二带轮转动的趋势，而由于第二带轮固定在底盘上无法转动，因此第二带轮转而会反馈一个反向的力给第三同步带，从而第三同步带带动整个安装架相对第二带轮发生转动。
16.优选的，所述俯仰框架包括两个框架主体和两个连接板，两个所述连接板分别连接在两个所述框架主体对应的两端之间，以实现两个所述框架主体的拼接。
17.通过上述技术方案，封闭框形式保证了俯仰框架的强度，保证了天线装置的稳定性和可靠性，同时，对称分布的结构形式使俯仰框架在旋转运动时受力平衡。
18.优选的，所述负载轴通过所述连接板转动连接在两个所述框架主体的拼接处。
19.通过上述技术方案，负载轴通过连接板与俯仰框架转动连接，并且连接更为稳定。
20.优选的，所述框架主体通过钣金折弯一体成型。
21.通过上述技术方案，框架主体通过钣金折弯一体成型，在批量生产时有利于开模降成本。
22.优选的，所述驱动轮呈上端缺口设置的扇形状。
23.通过上述技术方案，将驱动轮设计呈扇形状，当负载框架带动天线往靠近驱动轮的一侧旋转时，可以防止天线的抛物面与驱动轮发生干涉。
24.优选的，所述第一驱动组件还包括两个压紧轮，两个所述压紧轮上下错位设置在所述安装架的一侧，所述第一同步带绕过两个所述压紧轮。
25.通过上述技术方案，两个压紧轮可以提高第一同步带的张力，同时起到导向的作
用。
26.与现有技术相比，本技术的有益成果在于：
27.(1)第二驱动组件控制负载框架旋转，从而直接控制天线旋转，第一驱动组件控制俯仰框架旋转，从而通过控制负载框架间接控制天线的旋转，天线可以实现上下左右方向的方向调整。而其中的俯仰框架采用对称分布设计，俯仰框架在旋转时沿其中心轴线也就是整个天线装置的几何中心面旋转，天线在上下运动时受力均匀，传动更为平稳。
28.(2)安装架通过轴承转动连接在底盘上，第三驱动电机通过第三同步带有带动第二带轮转动的趋势，而由于第二带轮固定在底盘上无法转动，因此第二带轮转而会反馈一个反向的力给第三同步带，从而第三同步带带动整个安装架相对第二带轮发生转动。
29.(3)封闭框形式保证了俯仰框架的强度，保证了天线装置的稳定性和可靠性，同时，对称分布的结构形式使俯仰框架在旋转运动时受力平衡。
附图说明
30.包括附图以提供对实施例的进一步理解并且附图被并入本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图图示了实施例并且与描述一起用于解释本技术的原理。将容易认识到其它实施例和实施例的很多预期优点，因为通过引用以下详细描述，它们变得被更好地理解。附图的元件不一定是相互按照比例的。同样的附图标记指代对应的类似部件。
31.图1是根据本技术实施例的使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置的整体结构示意图；
32.图2是根据本技术实施例的俯仰框架的结构示意图；
33.图3是根据本技术实施例为了突出第一旋转机构的结构示意图；
34.图4是根据本技术实施例为了突出第二旋转机构的结构示意图；
35.图5是根据本技术实施例的天线装置沿竖直方向的剖视图；
36.图6是图5中a处的放大图。
37.图中各编号的含义：1、底座；2、安装架；3、俯仰支架；31、第一旋转机构；311、俯仰框架；3111、框架主体；3112、连接板；312、第一驱动组件；3121、俯仰轴；3122、驱动轮；3123、第一同步带；3124、第一驱动电机；3125、压紧轮；32、第二旋转机构；321、负载框架；322、第二驱动组件；3221、负载轴；3222、第一带轮；3223、第二同步带；3224、第二驱动电机；4、第三旋转机构；41、底盘；42、轴承；421、内圈；422、外圈；43、第二带轮；44、第三同步带；45、第三驱动电机；5、天线。
具体实施方式
38.在以下详细描述中，参考附图，该附图形成详细描述的一部分，并且通过其中可实践本技术的说明性具体实施例来示出。对此，参考描述的图的取向来使用方向术语，例如“顶”、“底”、“左”、“右”、“上”、“下”等。因为实施例的部件可被定位于若干不同取向中，为了图示的目的使用方向术语并且方向术语绝非限制。应当理解的是，可以利用其他实施例或可以做出逻辑改变，而不背离本技术的范围。因此以下详细描述不应当在限制的意义上被采用，并且本技术的范围由所附权利要求来限定。
39.本技术提出了一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置，图1示出了根据
本技术实施例的使用对称框架结构实现俯仰运动的天线5装置的整体结构示意图，如图1所示，天线装置包括底座1、安装架2和俯仰支架3。底座1上固定设置有第三旋转机构4，安装架2的下端通过第三旋转机构4转动连接在底座1上。俯仰支架3转动连接在安装架2的上端，俯仰支架3包括第一旋转机构31以及独立设置在第一旋转机构31内侧的第二旋转机构32。其中，第一旋转机构31包括俯仰框架311和第一驱动组件312，第一驱动组件312设置在安装架2上，第一驱动组件312用于驱动俯仰框架311沿其自身中心轴线在上下方向上旋转；第二旋转机构32包括负载框架321和第二驱动组件322，负载框架321用于安装天线5且两侧转动连接在俯仰框架311的中部位置上，且负载框架321的旋转轴线与俯仰框架311的中心轴线垂直相交，第二驱动组件322设置在负载框架321上，第二驱动组件322用于驱动负载框架321沿其自身旋转轴线在左右方向上旋转。
40.具体的，图2示出了根据本技术实施例的俯仰框架的结构示意图，如图2所示，俯仰框架311包括两个框架主体3111和两个连接板3112，两个框架主体3111对称分布且对应相邻的两端之间通过连接板3112实现拼接，从而整个俯仰框架311形成了一个封闭框，保证了俯仰框架311的强度，保证了天线装置的稳定性和可靠性，并且，对称分布的结构形式使俯仰框架311在旋转运动时受力平衡。
41.本实施例中，框架主体3111由钣金折弯一体成型，在批量生产时有利于开模降成本。
42.图3示出了根据本技术实施例为了突出第一旋转机构的结构示意图，如图3所示，第一驱动组件312包括两个俯仰轴3121、驱动轮3122、第一同步带3123和第一驱动电机3124。其中，两个俯仰轴3121的一端分别固定在两个框架主体3111的中部位置上，且另一端分别转动连接在安装架2的两侧侧壁上。驱动轮3122和第一驱动电机3124均设置在安装架2上，且驱动轮3122与其中一侧的俯仰轴3121贯穿安装架2侧壁的一端固定连接，第一同步带3123绕设在驱动轮3122和第一驱动电机3124的输出轴之间。
43.第一驱动电机3124运作时，第一驱动电机3124的输出轴带动第一同步带3123传动，第一同步带3123带动驱动轮3122转动，驱动轮3122再带动俯仰轴3121旋转，俯仰轴3121带动整个俯仰框架311沿着自身的中心轴线旋转，从而整个俯仰支架3实现上下运动，天线5可以实现上下方向上的方向调整。由于俯仰框架311采用对称分布设计，俯仰框架311在旋转时沿其中心轴线也就是整个天线装置的几何中心面旋转，因此天线5在上下转动时受力均匀，传动更为平稳，并且有利于第一驱动电机3124使用较小的功耗和扭力完成动力输出。
44.在优选的实施例中，第一驱动组件312还包括两个压紧轮3125，两个压紧轮3125上下错位设置在安装架2的一侧侧壁上，第一同步带3123绕过两个压紧轮3125。通过两个压紧轮3125可以提高第一同步带3123的张力，同时起到导向的作用，第一同步带3123有更好的传动效果。
45.图4示出了根据本技术实施例为了突出第二旋转机构的结构示意图，如图4所示，第二驱动组件322包括两个负载轴3221、第一带轮3222、第二同步带3223和第二驱动电机3224。其中，两个负载轴3221的一端分别固定在负载框架321的两侧，且另一端分别通过两个连接板3112转动连接在俯仰框架311的两侧中部位置上。第一带轮3222固定在其中一侧的俯仰框架311上，第二驱动电机3224固定设置在负载框架321上，第二同步带3223绕设在第一带轮3222和第二驱动电机3224的输出轴之间。
46.第二驱动电机3224运作时，第二驱动电机3224通过第二同步带3223有带动第一带轮3222转动的趋势，而由于第一带轮3222是固定的，因此第一带轮3222转而会反馈一个反向的力给第二同步带3223，从而带动整个负载框架321通过负载轴3221单独沿着自身的旋转轴线在左右方向上旋转，天线5可以实现左右方向上的方向调整。
47.在优选的实施例中，负载框架321的侧壁上同样可以设置压紧轮来提高第二同步带3223的张力并起到导向的作用，这里不再进一步限定。
48.本实施例中，负载轴3221是同时转动穿设连接板3112和两个框架主体3111的，因此负载轴3221与俯仰框架311之间的转动连接更为稳定，从而第二旋转机构32在单独左右运动的过程中更加稳定。
49.在优选的实施例中，驱动轮3122呈上端缺口设置的扇形状。由于第二旋转机构32在驱动天线5往靠近驱动轮3122的一侧旋转时，当旋转的角度过大，天线5的抛物面容易与驱动轮3122发生干涉，因此将驱动轮3122设计呈扇形状，一方面可以减少原料的使用和减轻整个天线装置的重量，另一方面防止天线5与驱动轮3122发生干涉。
50.图5示出了根据本技术实施例的天线装置沿竖直方向的剖视图，图6示出了图5中a处的放大图，如图5、图6所示，第三旋转机构4包括底盘41、轴承42、第二带轮43、第三同步带44和第三驱动电机45。其中，底盘41通过螺栓固定在底座1上，轴承42的内圈421固定在底盘41上，且外圈422通过螺栓固定在安装架2上，第二带轮43同样通过螺栓固定在底盘41上，第三驱动电机45固定设置在安装架2上，第三同步带44绕设在第二带轮43与第三驱动电机45的输出轴之间。
51.第三驱动电机45运作时，第三驱动电机45有带动第三同步带44传动的趋势，而由于第二带轮43固定在底盘41上无法转动，因此第二带轮43转而会反馈一个反向的力给第三同步带44，从而第三同步带44带动整个安装架2和轴承42的外圈422相对内圈421和底盘41发生转动。
52.在优选的实施例中，安装架2底部同样可以设置压紧轮来提高第三同步带44的张力并起到导向的作用，这里不再进一步限定。
53.综上所述，本技术一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置的实施原理为：
54.第三旋转机构4控制整个安装架2做圆周运动，从而控制天线5实现圆周方向的方向调整，第二旋转机构32控制天线5实现左右方向上的调整，第一旋转机构31控制天线5实现上下方向上的调整，从而天线5可以任意的上下左右运动调整姿态，搜索卫星信号。对于天线5在上下运动动作中最关键的第一旋转机构31，其俯仰框架311采用对称分布设计，由两侧的俯仰轴3121支撑固定在安装架2上，第一驱动组件312通过俯仰轴3121可旋转带动俯仰框架311转动完成上下运动，俯仰框架311旋转所绕的俯仰旋转轴线位于整个天线装置的几何中心面上，保证了上下运动的对称受力平衡，从而有利于第一驱动电机3124使用较小的功耗和扭力完成动力输出。而作为下一级的第二旋转机构32，其固定在俯仰框架311内侧中部位置上，其会跟随着俯仰框架311进行运动，当第二旋转机构32单独左右运动时，也会具有较好的平衡性。综上，本技术的天线装置在上下左右时受力平衡，传动稳定，机械结构不容易损坏，从而大大的提高使用寿命。
55.显然，本领域技术人员在不偏离本技术的精神和范围的情况下可以作出对本技术
的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本技术的权利要求及其等同形式的范围内，则本技术还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
技术特征：1.一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置，其特征在于，包括底座(1)、设置在所述底座(1)上的安装架(2)以及转动连接在所述安装架(2)上的俯仰支架(3)，所述俯仰支架(3)包括相互独立的第一旋转机构(31)和用于安装天线(5)的第二旋转机构(32)；所述第一旋转机构(31)包括俯仰框架(311)和第一驱动组件(312)，所述第一驱动组件(312)设置在所述安装架(2)上，所述第一驱动组件(312)用于驱动所述俯仰框架(311)沿其中心轴线旋转；所述第二旋转机构(32)包括负载框架(321)和第二驱动组件(322)，所述负载框架(321)转动连接在所述俯仰框架(311)的中部位置上，且所述负载框架(321)的旋转轴线与所述俯仰框架(311)的中心轴线相交，所述天线(5)和所述第二驱动组件(322)设置在所述负载框架(321)上，所述第二驱动组件(322)用于驱动所述负载框架(321)沿其旋转轴线旋转。2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，还包括第三旋转机构(4)，所述第三旋转机构(4)固定在所述底座(1)上，所述安装架(2)转动连接在所述第三旋转机构(4)上，所述第三旋转机构(4)用于驱动所述安装架(2)做圆周运动。3.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第一驱动组件(312)包括两个俯仰轴(3121)、驱动轮(3122)、第一同步带(3123)和第一驱动电机(3124)，两个所述俯仰轴(3121)的一端分别固定在所述俯仰框架(311)的两端中部，且另一端分别转动连接在所述安装架(2)的两侧，所述驱动轮(3122)和所述第一驱动电机(3124)设置在所述安装架(2)上，且所述驱动轮(3122)与其中一侧的所述俯仰轴(3121)固定连接，所述第一同步带(3123)绕设在所述驱动轮(3122)和所述第一驱动电机(3124)的输出轴之间。4.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述第二驱动组件(322)包括两个负载轴(3221)、第一带轮(3222)、第二同步带(3223)和第二驱动电机(3224)，两个所述负载轴(3221)的一端分别固定在所述负载框架(321)的两侧，且另一端分别转动连接在所述俯仰框架(311)的两侧中部，所述第一带轮(3222)固定在所述俯仰框架(311)上，所述第二驱动电机(3224)设置在所述负载框架(321)上，所述第二同步带(3223)绕设在所述第一带轮(3222)和所述第二驱动电机(3224)的输出轴之间。5.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述第三旋转机构(4)包括底盘(41)、轴承(42)、第二带轮(43)、第三同步带(44)和第三驱动电机(45)，所述底盘(41)固定在所述底座(1)上，所述轴承(42)连接在所述底盘(41)与所述安装架(2)之间，所述第二带轮(43)固定在所述底盘(41)上，所述第三驱动电机(45)设置在所述安装架(2)上，所述第三同步带(44)绕设在所述第二带轮(43)与所述第三驱动电机(45)的输出轴之间。6.根据权利要求4所述的天线装置，其特征在于，所述俯仰框架(311)包括两个框架主体(3111)和两个连接板(3112)，两个所述连接板(3112)分别连接在两个所述框架主体(3111)对应的两端之间，以实现两个所述框架主体(3111)的拼接。7.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述负载轴(3221)通过所述连接板(3112)转动连接在两个所述框架主体(3111)的拼接处。8.根据权利要求6所述的天线装置，其特征在于，所述框架主体(3111)通过钣金折弯一体成型。9.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述驱动轮(3122)呈上端缺口设置的
扇形状。10.根据权利要求3所述的天线装置，其特征在于，所述第一驱动组件(312)还包括两个压紧轮(3125)，两个所述压紧轮(3125)上下错位设置在所述安装架(2)的一侧，所述第一同步带(3123)绕过两个所述压紧轮(3125)。
技术总结本申请提出了一种使用对称框架结构实现俯仰运动的天线装置，包括底座、安装架以及俯仰支架，所述俯仰支架包括相互独立的第一旋转机构和用于安装天线的第二旋转机构；所述第一旋转机构包括俯仰框架和第一驱动组件，所述第一驱动组件设置在所述安装架上，所述第一驱动组件用于驱动所述俯仰框架沿其中心轴线旋转；所述第二旋转机构包括负载框架和第二驱动组件，所述负载框架转动连接在所述俯仰框架的中部位置上，且所述负载框架的旋转轴线与所述俯仰框架的中心轴线相交，所述天线和所述第二驱动组件设置在所述负载框架上，所述第二驱动组件用于驱动所述负载框架沿其旋转轴线旋转。本申请具有使天线在俯仰运动时受力均匀、传动更为平稳的效果。为平稳的效果。为平稳的效果。
技术研发人员：雷阳 陈融圣 程伟 王义明
受保护的技术使用者：福建海天丝路卫星科技有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
