水下機器人用銥星與gps組合天線的製作方法

2023-05-17 22:51:36

水下機器人用銥星與gps組合天線的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及組合天線，具體地說是一種水下機器人用銥星與GPS組合天線，包括依次密封連接的天線轉接組件、固定底座、連接管及天線組合件，天線轉接組件包括水密電纜、定形骨架、接頭定位環及同軸連接器，定形骨架與固定底座密封連接、一端設有接頭定位環，同軸連接器插入接頭定位環內，一端與水密電纜相連，水密電纜與定形骨架密封連接；天線組合件包括天線罩固定件、銥星天線、GPS天線及天線罩，天線罩固定件的一端與連接管密封螺紋連接，另一端與天線罩密封相連，銥星天線及GPS天線均封裝在天線罩內，並分別通過同軸信號線與同軸連接器的另一端相連。本實用新型具有結構簡單、水下密封性能及天線信號良好，易於安裝等優點。
【專利說明】水下機器人用銥星與GPS組合天線
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及組合天線，具體地說是一種水下機器人用銥星與GPS組合天線。【背景技術】
[0002]水下機器人是一種能夠在水下執行特定任務的可運動的水下裝置。水下機器人一般又可分為有纜水下機器人(ROV)和無纜水下自治機器人(AUV)。有纜水下機器人的通信與定位一般都是通過電纜或光纖將操作臺與機器人直連，通過操作臺可以對ROV實時操控，但是電纜或光纖的長度限制了 ROV的活動範圍；而無纜水下自治機器人(AUV)的操作臺與機器人之間沒有物理連接，所以其具有巡航範圍廣、航程遠的特性，但其通訊與定位就相對複雜些。
[0003]水下機器人的通訊與定位一般也分為兩種:一種是水面通訊與定位，即機器人浮出水面後的通訊與定位方式；另一種是水下通訊與定位，即機器人處於潛行狀態時的通訊與定位方式。水面通訊方式有無線電通訊，衛星通訊等；水上定位有GPS定位，北鬥定位等；水下通訊一般採用聲學通訊設備，水下的定位一般有長基線定位，超短基線定位等方式。
[0004]目前，國內陸地上使用的各種天線的門類十分齊全，但是水下專用的天線多數需要依賴進口，進口成本十分昂貴，而且結構複雜，不利於維護。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在於提供一種結構緊湊、工作可靠、高效的水下機器人用銥星與GPS組合天線。該組合天線適用於機器人的水面通訊與定位，將銥星天線與GPS天線封裝到一起，充分考慮了天線的水下密封性，天線信號的損耗性等，更好地實現了水下機器人水面通信與定位。
[0006]本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的:
[0007]本實用新型包括依次密封連接的天線轉接組件、固定底座、連接管及天線組合件，其中天線轉接組件包括水密電纜、定形骨架、接頭定位環及同軸連接器，所述定形骨架與固定底座的一端密封連接，固定底座的另一端與所述連接管的一端密封螺紋連接，該定形骨架的一端位於所述固定底座內、並設有接頭定位環，所述同軸連接器插入接頭定位環內，一端與所述水密電纜相連，該水密電纜與定形骨架密封連接；所述天線組合件包括天線罩固定件、銥星天線、GPS天線及天線罩，該天線罩固定件的一端與所述連接管的另一端密封螺紋連接，天線罩固定件的另一端與所述天線罩密封相連，所述銥星天線及GPS天線均封裝在所述天線罩內，並分別通過同軸信號線與所述同軸連接器的另一端相連。
[0008]其中:所述定形骨架的一端與固定底座的一端相套合，並通過壓緊螺母壓緊固定；所述接頭定位環為兩個，每個接頭定位環均插設有一個同軸連接器，兩個同軸連接器的一端分別通過同軸信號線與銥星天線、GPS天線相連接，兩個同軸連接器的另一端分別連接有水密電纜；所述水密電纜的芯線插入同軸連接器的中心軸孔內並焊接，水密電纜的屏蔽線與同軸連接器的外殼接觸並焊接；所述水密電纜與定形骨架之間灌注有環氧樹脂，所述定形骨架的另一端端面及與該端面相鄰的外圓柱面上硫化有橡膠，進而實現水密電纜、橡膠、環氧樹脂、定形骨架、接頭定位環及同軸連接器形成一個整體；所述水密電纜與同軸連接器同軸相連，在所述同軸連接器的另一端設有壓線環；
[0009]所述銥星天線及GPS天線分別通過銥星天線固定件、GPS天線固定件安裝在天線罩內，所述銥星天線固定件的兩端分別與天線罩固定件及銥星天線的一端相套合，所述GPS天線固定件的一端與銥星天線的另一端相插接，GPS天線固定件的另一端固接GPS天線；所述銥星天線及GPS天線同軸設置，兩根同軸信號線的一端分別與銥星天線及GPS天線相連，與銥星天線相連的同軸信號線的另一端依次穿過銥星天線固定件、天線罩固定件、連接管，接至一個同軸連接器上；與GPS天線相連的同軸信號線的另一端依次穿過GPS天線固定件、銥星天線、銥星天線固定件、天線罩固定件、連接管，接至另一個同軸連接器上；
[0010]所述固定底座、連接管、天線罩固定件及天線罩同軸串連，且均為圓柱形迴轉體。
[0011]本實用新型的優點與積極效果為:
[0012]1.本實用新型具有很強的水下密封性能，將同軸信號線通過同軸連接器與水密電纜相連，三者同心，極大降低了同軸信號線與水密電纜連接時的信號的衰減。
[0013]2.本實用新型將水密電纜、橡膠、環氧樹脂、定形骨架、接頭定位環、同軸連接器硫化形成一個整體，便於其整體安裝，拆卸和定位，並實現了很好的模塊化設計。
[0014]3.本實用新型將銥星天線與GPS天線封裝成一體，能夠同時滿足水下機器人水面通信與定位的要求，實用性強。
[0015]4.本實用新型固定底座與天線罩固定件之間通過較長的連接管連接，並採用雙密封設計，既抬高了天線組合件的出水高度，避免了在波浪對信號的影響，又保證了機器人在下潛時的密封性。
[0016]5.本實用新型成本低，結構簡單，外形尺寸小，重量輕，易於安裝在水下機器人上。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0018]圖2為圖1中天線轉接組件的結構示意圖；
[0019]圖3為圖1中天線組合件的結構示意圖；
[0020]其中:1為天線轉接組件，2為壓緊螺母，3為轉接組件密封圈，4為固定底座，5為連接管，6為連接管密封圈,7為天線組合件,8為水密電纜,9為橡膠,10為環氧樹脂,11為定形骨架，12為接頭定位環，13為同軸連接器，14為壓線環，15為同軸信號線，16為天線罩固定件，17為沉頭螺釘，18為天線罩密封圈，19為銥星天線固定件，20為銥星天線，21為GPS天線固定件，22為GPS天線，23為天線罩。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳述。
[0022]如圖1所示，本實用新型包括天線轉接組件1、壓緊螺母2、轉接組件密封圈3、固定底座4、連接管5、連接管密封圈6及天線組合件7，其中天線轉接組件1、固定底座4、連接管5及天線組合件7依次密封連接。
[0023]如圖1、圖2所示，天線轉接組件I包括水密電纜8、橡膠9、環氧樹脂10、定形骨架11、接頭定位環12、同軸連接器13及壓線環14，定形骨架11的一端(右端)與固定底座4的一端(左端)相套合，兩者之間通過徑向設置的轉接組件密封圈3密封，然後通過壓緊螺母2壓緊固定。兩個接頭定位環12與定形骨架11右端端面開設的兩個定位孔相配合，兩個同軸連接器13分別插入接頭定位固12內，每個同軸連接器13的一端(左端)分別與一根水密電纜8同軸相連接(水密電纜8的芯線插入同軸連接器13的中心軸孔並焊接，水密電纜8的屏蔽線與同軸連接器13的外殼接觸並焊接)，這就保證了水密電纜8與同軸連接器13同心以及同軸連接器13與定形骨架11之間的絕緣性；每個同軸連接器13的另一端(右端)均設有壓線環14。然後向定形骨架11的空腔內灌注環氧樹脂10，環氧樹脂10固化定形後，通過模具，將橡膠9硫化到定形骨架11另一端(左端)端面及與該端端面相鄰的外圓柱面上；橡膠9硫化完成後，水密電纜8、橡膠9、環氧樹脂10、定形骨架11、接頭定位環12及同軸連接器13就形成了一個整體。
[0024]固定底座4的另一端(右端)與連接管(5)的一端(左端)螺紋連接，並採用雙密封結構(與連接管5的一端通過兩個徑向的連接管密封圈6進行密封)。固定底座4的左端設置了四個通孔，右端設置了四個螺紋孔，方便將整個組合天線固定在水下機器人上。
[0025]如圖1、圖3所示，天線組合件7包括同軸信號線15、天線罩固定件16、銥星天線固定件19、銥星天線20、GPS天線固定件21、GPS天線22及天線罩23，其中天線罩固定件16的一端(左端)與連接管5的另一端(右端)螺紋連接，並採用雙密封結構(與連接管5的一端通過兩個徑向的連接管密封圈6進行密封)。天線罩固定件16的另一端(右端)與天線罩23相套合，通過一個徑向設置的天線罩密封圈18進行密封，並通過兩個沉頭螺釘17進行固定。銥星天線20及GPS天線22分別通過銥星天線固定件19、GPS天線固定件21 —起封裝在天線罩23內，既具備通信功能，又具備定位功能；銥星天線固定件19的左右兩端分別與天線罩固定件16以及銥星天線20的一端(左端)相套合，GPS天線固定件21的一端(左端)的四個凸臺插入到銥星天線20另一端(右端)的四個對應孔內，GPS天線固定件21的另一端(右端)固定有GPS天線22 ;銥星天線20及GPS天線22同軸設置，兩根同軸信號線15的一端分別與銥星天線20及GPS天線22相連，與銥星天線20相連的同軸信號線15的另一端依次穿過銥星天線固定件19、天線罩固定件16、連接管5，接至一個同軸連接器13上；與GPS天線22相連的同軸信號線15的另一端依次穿過GPS天線固定件21、銥星天線20、銥星天線固定件19、天線罩固定件16、連接管5，接至另一個同軸連接器13上。
[0026]本實用新型的固定底座4、連接管5、天線罩固定件16及天線罩23同軸串連，且均為圓柱形迴轉體，能耐高壓，且保證高壓下的密封性。本實用新型的天線罩23、銥星天線固定件19及GPS天線固定件21均採用透波性良好、強度高的非金屬材料，如PEEK (聚醚醚酮)。
【權利要求】
1.一種水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:包括依次密封連接的天線轉接組件(I)、固定底座(4)、連接管(5)及天線組合件(7)，其中天線轉接組件(I)包括水密電纜(8)、定形骨架(11)、接頭定位環(12)及同軸連接器(13)，所述定形骨架(11)與固定底座(4)的一端密封連接，固定底座(4)的另一端與所述連接管(5)的一端密封螺紋連接，該定形骨架(11)的一端位於所述固定底座(4)內、並設有接頭定位環(12)，所述同軸連接器(13)插入接頭定位環(12)內，一端與所述水密電纜(8)相連，該水密電纜(8)與定形骨架(11)密封連接；所述天線組合件(7)包括天線罩固定件(16)、銥星天線(20)、GPS天線(22)及天線罩(23)，該天線罩固定件(16)的一端與所述連接管(5)的另一端密封螺紋連接，天線罩固定件(16)的另一端與所述天線罩(23)密封相連，所述銥星天線(20)及GPS天線(22)均封裝在所述天線罩(23)內，並分別通過同軸信號線(15)與所述同軸連接器(13)的另一端相連。
2.按權利要求1所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述定形骨架(11)的一端與固定底座(4)的一端相套合，並通過壓緊螺母(2)壓緊固定。
3.按權利要求1或2所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述接頭定位環(12)為兩個，每個接頭定位環(12)均插設有一個同軸連接器(13)，兩個同軸連接器(13)的一端分別通過同軸信號線(15)與銥星天線(20)、GPS天線(22)相連接，兩個同軸連接器(13)的另一端分別連接有水密電纜(8)。
4.按權利要求1或2所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述水密電纜(8)的芯線插入同軸連接器(13)的中心軸孔內並焊接，水密電纜(8)的屏蔽線與同軸連接器(13)的外殼接觸並焊接；所述水密電纜(8)與定形骨架(11)之間灌注有環氧樹月旨(10)，所述定形骨架(11)的另一端端面及與該端面相鄰的外圓柱面上硫化有橡膠(9)，進而實現水密電纜(8)、橡膠(9)、環氧樹脂(10)、定形骨架(11)、接頭定位環(12)及同軸連接器(13)形成一個整體。
5.按權利要求1或2所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述水密電纜(8)與同軸連接器(13)同軸相連，在所述同軸連接器(13)的另一端設有壓線環(14)。
6.按權利要求1所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述銥星天線(20)及GPS天線(22)分別通過銥星天線固定件(19)、GPS天線固定件(21)安裝在天線罩(23)內，所述銥星天線固定件(19)的兩端分別與天線罩固定件(16)及銥星天線(20)的一端相套合，所述GPS天線固定件(21)的一端與銥星天線(20)的另一端相插接，GPS天線固定件(21)的另一端固接GPS天線(22)。
7.按權利要求6所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述銥星天線(20)及GPS天線(22)同軸設置，兩根同軸信號線(15)的一端分別與銥星天線(20)及GPS天線(22)相連，與銥星天線(20)相連的同軸信號線(15)的另一端依次穿過銥星天線固定件(19)、天線罩固定件(16)、連接管(5)，接至一個同軸連接器(13)上；與GPS天線(22)相連的同軸信號線(15)的另一端依次穿過GPS天線固定件(21)、銥星天線(20)、銥星天線固定件(19)、天線罩固定件(16)、連接管(5)，接至另一個同軸連接器(13)上。
8.按權利要求1、6或7所述的水下機器人用銥星與GPS組合天線，其特徵在於:所述固定底座(4)、連接管(5)、天線罩固定件(16)及天線罩(23)同軸串連，且均為圓柱形迴轉體。
【文檔編號】H01R13/523GK203589222SQ201320784832
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年11月30日 優先權日:2013年11月30日
【發明者】金文明, 俞建成, 黃琰 申請人:中國科學院瀋陽自動化研究所