Поворотный механизм с буферной функцией

Поворотный механизм с буферной функцией включает червячное колесо в обойме для поворота антенны через трансмиссионный вал и поворотный патрубок, червяк, находящийся в зацеплении с червячным колесом, шестерню, жестко прикрепленную к одному концу червяка и вращаемую приводом, шарнирный соединитель, шарнирно соединенный с червяком и деталью в обойме, и пружину, установленную между шарнирным соединителем и червяком и охватывающую собой компенсационную зону, в пределах которой червяк способен смещаться относительно шарнирного соединителя для предотвращения заедания, обеспечивая плавную работу привода и стабильную подачу электрического тока к приводу.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

1. Область применения полезной модели

Настоящая полезная модель касается поворотного механизма для регулировки углового положения антенны, в частности, поворотного механизма с буферной функцией, который снабжен пружиной для соединения червяка с шарнирным соединителем, что позволяет червяку смещаться относительно шарнирного соединителя для предотвращения заедания при передаче вращения от привода через шестерню к червячному колесу для поворота антенны с помощью трансмиссионного вала и поворотного патрубка.

2. Описание аналога

Спутниковую антенну, как правило, снабжают поворотным устройством для корректировки угла приема сигнала антенной и быстрой фиксации угла установки антенны в заданном диапазоне для оперативного поиска цели спутниковой антенны (см., например, в качестве прототипа тайваньский патент 570317, H01Q 1/12, 2004, фиг.8 и 9). Традиционное поворотное устройство антенны, как показано на фиг.8 и 9, включает обойму А, червячное колесо А1, установленное в обойме А, и червяк А2, установленный в обойме А и входящий в зацепление червячным колесом А1. Червяк А2 одним своим концом зафиксирован в U-образной проушине A3 на одной из боковых стенок обоймы А. Обойма А снабжена выступающей соединительной выемкой А4, расположенной на противоположной боковой стенке обоймы для взаимодействия с L-образным ложементом В. L-образный ложемент В снабжен двумя монтажными отверстиями В1, симметрично проходящими сквозь его горизонтальную часть, и сквозным отверстием В2, проходящим сквозь его вертикальную часть. Далее, с внутренней стороны горизонтальной части L-образного ложемента В смонтирован блок В3 подшипника скольжения, снабженный соединительным отверстием В31, проходящим сквозь его две противоположные боковые стороны и предназначенным для второго конца червяка А2, причем два сквозных отверстия В32, проходящие сквозь его переднюю и заднюю грани, соответствуют монтажным отверстиям B1 L-образного ложемента В и фаске В33, расположенной на его заднем нижнем ребре. Далее, к нижнему концу вертикальной части L-образного ложемента В присоединен нажимной сухарь В4, снабженный фаской В41, упирающейся в фаску В33 блока В3 подшипника скольжения, и винтовым отверстием В42, проходящим сквозь переднюю и заднюю грани сухаря В4 и соответствующим сквозному отверстию В2 L-образного ложемента В. Далее, два первых винта В5 вставлены соответственно в монтажные отверстия В1 L-образного ложемента В и сквозные отверстия В32 блока В3 подшипника скольжения и соответственно ввинчены в одну из соответствующих гаек В51. Далее, второй винт В6 вставлен в сквозное отверстие В2 L-образного ложемента В и ввинчен в винтовое отверстие В42 нажимного сухаря В4.

Червячное колесо А1 присоединено к приводному патрубку и может вращаться с целью регулировки угла дисковой антенны. Посредством вращения второго винта В6 вперед/назад для смещения нажимного сухаря В4 вверх/вниз, блок В3 подшипника скольжения вынужден смещаться вперед/назад относительно первых винтов В5; вследствие этого червяк А2 перемещается вместе с блоком В3 подшипника скольжения и входит в определенное зацепление с червячным колесом А1 во время регулировки угла дисковой антенны.

На практике этот рабочий режим имеет следующие недостатки:

(1) Поскольку червячное колесо А1 сделано из пластика, а червяк А2 изготовлен из металла, червяк А2 отличается более высокой твердостью по сравнению с червячным колесом А1. Если приложить повышенную движущую силу вращения для перемещения дисковой антенны или если дисковая антенна подвергается воздействию сильного ветра, зубья червячного колеса А1 могут быть повреждены червяком А2, следствием чего будет проскальзывание червячного колеса А1 или выход его из зацепления с червяком А2. Если эта проблема возникнет, червячное колесо А1 не сможет эффективно вращать дисковую антенну с целью регулировки угла приема сигнала.

(2) Обойма А должна иметь выступающую соединительную выемку А4 для размещения L-образного ложемента В. Далее, нажимной сухарь В4 присоединен к нижнему концу вертикальной части L-образного ложемента В. Если нажимной сухарь В4 будет перемещаться, он выдвинется над блоком В3 подшипника скольжения, а второй винт В6 выдвинется над нажимным сухарем В4. Таким образом, выступающая соединительная выемка должна быть достаточно большой для размещения соответствующих деталей и для обеспечения этим деталям возможности перемещаться в ней.

В результате габариты всего узла не могут быть минимизированы.

Следовательно, желательно создать такой поворотный механизм для антенны, который был бы лишен вышеупомянутых недостатков.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Данная полезной модель была создана с учетом изложенных обстоятельств. Основной целью настоящей полезной модели является создание поворотного механизма для антенны, который обладает буферной функцией для предотвращения заедания его составных частей, обеспечивая плавность работы механизма. Другой целью настоящей полезной модели является создание поворотного механизма, отличающегося простотой конструкции, невысокой стоимостью производства и простотой монтажа.

Для достижения этих и других целей настоящий поворотный механизм с буферной функцией, включающий обойму, охватывающую собой рабочую полость, трансмиссионный вал, проходящий сквозь обойму, поворотный патрубок, жестко прикрепленный к трансмиссионному валу и соединяемый с антенной, червячное колесо, жестко прикрепленное к трансмиссионному валу с противоположной стороны относительно поворотного патрубка и расположенное в рабочей полости, червяк, находящийся в зацеплении с червячным колесом, шестерню, жестко прикрепленную к одному концу червяка и вращаемую приводом, содержит шарнирный соединитель, шарнирно соединенный с одним концом червяка и деталью в рабочей полости обоймы, и пружину, установленную между шарнирным соединителем и червяком и охватывающую собой компенсационную зону, в пределах которой червяк способен смещаться относительно шарнирного соединителя для предотвращения заедания во время работы поворотного механизма.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - вертикальная проекция, иллюстрирующая поворотный механизм для антенны в соответствии с первым вариантом настоящей полезной модели.

Фиг.2 - объемное изображение с пространственным разделением деталей поворотного механизма в соответствии с первым вариантом настоящей полезной модели.

Фиг.3 - вид снизу поворотного механизма в соответствии с первым вариантом настоящей полезной модели.

Фиг.4 - схематический вид в разрезе в увеличенном масштабе одного из элементов первого варианта настоящей полезной модели, иллюстрирующий состояние нормального зацепления между червяком и червячным колесом.

Фиг.5, соответствующая фиг.4, иллюстрирующая червяк, сместившийся относительно шарнирного соединителя и червячного колеса.

Фиг.6 - вид снизу поворотного механизма в соответствии со вторым вариантом настоящей полезной модели.

Фиг.7 - вид в разрезе одного из элементов поворотного механизма в соответствии с третьим вариантом настоящей полезной модели.

Фиг.8 - вид снизу поворотного механизма для антенны в соответствии с общеизвестной конструкцией.

Фиг.9 - схематическое изображение прототипа поворотного механизма, иллюстрирующее подвижность нажимного сухаря и блока подшипника скольжения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ

Как показано на фиг.1-3, поворотный механизм с буферной функцией в соответствии с первым вариантом воплощения настоящей полезной модели предназначен для управления угловым положением антенны и включает узел 1 обоймы и червячный узел 2.

Узел 1 обоймы включает обойму 11, которая с одной стороны, например, с нижней, снабжена внутренней рабочей полостью 10, движущий модуль 12, расположенный в рабочей полости 10 обоймы 11 и входящий в зацепление с червячным узлом 2, и поворотный патрубок 13, присоединенный к движущему модулю 12 и приводимый им во вращение. Движущий модуль 12 включает трансмиссионный вал 121 и червячное колесо 122, жестко соединенное с одним концом трансмиссионного вала 121 и находящееся в зацеплении с червячным узлом 2. Трансмиссионный вал 121 одним своим концом жестко соединен с червячным колесом 122, а на его втором конце выполнена приводная головка 1211, вставленная в вертикальное сквозное отверстие 111 обоймы 11 и соединенная с поворотным патрубком 13.

Червячный узел 2 расположен в рабочей полости 10 обоймы 11 и включает червяк 21, находящийся в зацеплении с червячным колесом 122, шестерню 22, жестко соединенную с одним концом червяка 21 и находящуюся в сцеплении с приводом 3, шарнирный соединитель 23, шарнирно соединенный с концом червяка 21, противоположным по отношению к шестерне 22, и деталью в рабочей полости 10 обоймы 11, и упругий элемент, например, пружину 24, установленную между шарнирным соединителем 23 и червяком 21. Пружина 24 охватывает собой компенсационную зону 20, в пределах которой червяк 21 способен смещаться относительно шарнирного соединителя 23.

Во время монтажа движущий модуль 12 и червячный узел 2 расположены в рабочей полости 10 обоймы 11, обеспечивая зацепление между червячным колесом 122 и червяком 21 и расположение приводной головки 1211 трансмиссионного вала 121 в вертикальном сквозном отверстии 111 обоймы 11, а также жесткое соединение приводной головки 1211 с поворотным патрубком 13 посредством стяжного болта 14. После этого шестерня 22 жестко крепится к выходному валу привода 3. Наконец, обойма 11 узла 1 обоймы прикрепляется к антенной опоре и зачехляется защитным кожухом. После закрепления антенны на поворотном патрубке 13 монтаж поворотного механизма закончен.

В процессе эксплуатации поворотного механизма управляют приводом 3, чтобы вращать шестерню 22 и червяк 21, который вызывает вращение червячного колеса 122. Во время вращения червячного колеса 122 трансмиссионный вал 121 передает вращательное движение на поворотный патрубок 13, тем самым регулируя угловое положение присоединенной антенны.

Как показано на фиг.4 и 5, червяк 21 червячного узла 2 и червячное колесо 122 выполнены из металла и находятся в зацеплении друг с другом. Упомянутая выше компенсационная зона 20 позволяет червяку 21 смещаться относительно шарнирного соединителя 23, а червячному колесу 122 - предохранять червяк 21 от заклинивания во время работы поворотного механизма. Кроме того, в полость пружины 24 введен опорный шарик 25, зафиксированный между червяком 21 и шарнирным соединителем 23, что облегчает смещение червяка 21 относительно шарнирного соединителя 23 и червячного колеса 122 при возникновении перегрузки. Должно быть понятно, что конец червяка 21, контактирующий с опорным шариком 25, спрофилирован подобно шаровой муфте или плавно скруглен вовнутрь для точного позиционирования опорного шарика 25. Далее, опорный шарик 25 находится в постоянном контакте с червяком 21 и шарнирным соединителем 23, находясь между ними, так что длина L червячного узла 2 не будет уменьшаться, когда червяк 21 сместится относительно шарнирного соединителя 23 и червячного колеса 122. Далее, когда сцепление между зубьями червячного колеса 122 и червячной резьбой червяка 21 становится плавным во время вращения червяка 21, пружина 24 немедленно возвращает червяк 21 в его прежнее положение. Соединительное устройство между червяком 21 и шарнирным соединителем 23 и функционирование пружины 24 и опорного шарика 25 обеспечивают буферную функцию, обеспечивающую плавную передачу вращательной движущей силы от привода 3 через червячный узел 2 к движущему модулю 12. Далее, вокруг пружины 24 и шарнирного соединителя 23 установлена втулка 26, предназначенная для ограничения угла скоса пружины 24 в заданном диапазоне. Втулка 26 может смещаться вместе червяком 21. Перемещаясь вместе с червяком 21, втулка 26 постоянно удерживается вокруг пружины 24 и шарнирного соединителя 23.

Как изложено выше, основной особенностью данного поворотного механизма является наличие сильно сжатой пружины 24 между червяком 21 и шарнирным соединителем 23, обеспечивающей буферную функцию во время передачи вращательной движущей силы от шестерни 22 через червяк 21 к червячному колесу 122. При возникновении смещения червяка 21 пружина 24 растягивается. Когда смещающее усилие исчезает, пружина 24 немедленно возвращается в свое прежнее состояние, тем самым возвращая червяк 21 в его прежнее положение.

На фиг.6 показан поворотный механизм в соответствии со вторым вариантом воплощения настоящей полезной модели. Этот второй вариант в основном похож на упомянутый первый вариант, за исключением того, что этот второй вариант снабжен двумя пружинами 24, установленными соответственно между шарнирным соединителем 23 и шестерней 22 и двумя наружными концами червяка 21 для усиления буферной функции.

На фиг.7 показан поворотный механизм в соответствии с третьим вариантом воплощения настоящей полезной модели. Этот третий вариант в основном похож на упомянутый первый вариант, за исключением того, что в этом третьем варианте отсутствует опорный шарик 25, а червяк 21 в соответствии с этим третьим вариантом имеет скругленный конец 211, находящийся в контакте с одним плоским концом шарнирного соединителя 23. Соответственно, компенсационная зона 20 ограничена внутренним пространством пружины 24 вокруг скругленного конца 211 червяка 21. Фрикционная связь между червяком 21 и шарнирным соединителем 23 не ограничена устройством, показанным на фиг.7. Альтернативно червяк 21 может быть выполнен с одним плоским концом, упирающимся в скругленный конец шарнирного соединителя 23.

В общем, сферой данной полезной модели является устройство сцепления между червячным колесом 122 и движущим модулем 12 в обойме 11 и червячном узле 2. Червячный узел 2 включает шестерню 22, вращаемую приводом 3, шарнирный соединитель 23, связанный с деталью в рабочей полости 10 обоймы 11, червяк 21, установленный между шестерней 22 и шарнирным соединителем 23 и имеющий зацепление с червячным колесом 122 и вращаемый шестерней 22, и пружину 24, вставленную между шарнирным соединителем 23 и червяком 21. Пружина 24 охватывает собою компенсационную зону 20, внутри которой червяк 21 способен смещаться относительно шарнирного соединителя 23. Когда червяк 21 застревает в зубьях червячного колеса 122 во время вращения шестерни 22, компенсационная зона 20 позволяет червяку 21 сместиться, устраняя заедание. Когда смещающая сила исчезает, пружина 24 немедленно возвращается в свое прежнее состояние, тем самым возвращая червяк 21 в положение правильного зацепления с червячным колесом 122.

Как изложено выше, предусматривает поворотный механизм с буферной функцией, отличающийся простотой конструкции. Посредством расположения пружины 24 между червяком 21 и шарнирным соединителем 23 во внутреннем пространстве пружины 24 образована компенсационная зона 20, позволяющая червяку 21 смещаться в случае, когда червяк 21 застревает в зубьях червячного колеса 122 во время вращения шестерни 22. Вследствие этого буферная функция пружины 24 предотвращает заедание червяка 21 во время работы поворотного механизма по регулировке углового положения антенны, обеспечивая плавную работу привода 3 и стабильную подачу электрического тока к приводу 3. Далее, пружина 24 имеет непосредственное цилиндрическое соединение с одним концом червяка 21 и одним концом шарнирного соединителя 23, экономя много места в обойме 11. Далее, данный образец поворотного механизма отличается простотой конструкции. Далее, данная конструкция поворотного механизма недорога в изготовлении и отличается простотой монтажа.

Опытный образец поворотного механизма был изготовлен с признаками, показанными на фиг.1-7. Поворотный механизм работает плавно, обеспечивая все характерные особенности, раскрытые выше.

Хотя для иллюстративных целей здесь описан конкретный вариант воплощения полезной модели, могут быть выполнены различные модификации и усовершенствования устройства без отклонения от существа и сферы применения полезной модели. Соответственно, данная полезная модель не должна ограничиваться ничем иным, кроме прилагаемых пунктов формулы полезной модели.

1. Поворотный механизм, включающий:

обойму, охватывающую собой рабочую полость;

трансмиссионный вал, проходящий сквозь обойму, причем упомянутый трансмиссионный вал имеет первый конец и второй конец, находящийся напротив упомянутого первого конца;

поворотный патрубок, жестко прикрепленный к первому концу упомянутого трансмиссионного вала и соединяемый с антенной;

червячное колесо, жестко прикрепленное ко второму концу упомянутого трансмиссионного вала и расположенное в упомянутой рабочей полости;

червяк, установленный на оси в упомянутой рабочей полости и находящийся в зацеплении с упомянутым червячным колесом, причем упомянутый червяк имеет противостоящие первый конец и второй конец;

шестерню, жестко прикрепленную к первому концу упомянутого червяка; и

привод, способный вращать упомянутую вращаемую шестерню;

где поворотный механизм включает также шарнирный соединитель, шарнирно соединенный со вторым концом упомянутого червяка и деталью в упомянутой рабочей полости упомянутой обоймы, и пружину, установленную между упомянутым шарнирным соединителем и упомянутым червяком и охватывающую собой компенсационную зону, позволяющую упомянутому червяку смещаться относительно упомянутого шарнирного соединителя для предотвращения заедания во время работы.

2. Поворотный механизм по п.1, включающий также опорный шарик, установленный внутри упомянутой пружины и зафиксированный между упомянутым шарнирным соединителем и вторым концом упомянутого червяка.

3. Поворотный механизм по п.1, в котором второй конец упомянутого червяка является скругленным концом, зафиксированным по отношению к плоскому концу упомянутого шарнирного соединителя.

4. Поворотный механизм по п.1, включающий также вторую пружину, установленную между первым концом упомянутого червяка и деталью упомянутой шестерни.

5. Поворотный механизм по п.1, включающий также втулку, охватывающую упомянутую пружину и упомянутый шарнирный соединитель и подвижную вместе с упомянутым червяком.