一種基於六足步行的智能極軌衛星天線的製作方法

2023-05-01 05:59:32

本發明涉及跟蹤極軌衛星的地球站智能極軌衛星天線技術領域，尤其涉及一種基於六足步行的智能極軌衛星天線。本發明屬於機電一體化技術領域。

背景技術：

目前，跟蹤極軌衛星的地球站智能極軌衛星天線系統通常使用EL-AZ型天線和X-Y型天線，EL-AZ型天線因朝天天頂附近存在跟蹤盲區的技術問題，使該類型天線在「盲區」區域內存在無法正常跟蹤極軌衛星的致命技術缺陷。X-Y型天線在天線朝天天頂位置天線機構不存在跟蹤「盲區」問題，可以實現極軌衛星的跟蹤問題。但EL-AZ型天線和X-Y型天線一般均為陸基固定天線，無法實現靈活的陸基機動。在戰時天線的抗毀、快速替換和快速補充上存在較大的缺陷，導致野外機動極軌衛星跟蹤和通信天線抗毀生存能力和機動能力存在不足和缺陷。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種基於六足步行的智能極軌衛星天線，能實現靈活的陸基自主步行機動，提高了天線的抗毀生存能力和機動能力，並且可實現無跟蹤盲區半球空域的極軌衛星的跟蹤、通信和數據傳輸。

為了實現上述目的，本發明提供一種基於六足步行的智能極軌衛星天線，其包括自上而下依次連接的天線反射體、傳動機構、六足智能步行裝置和控制器；

傳動機構用於驅動所述天線反射體繞平行所述六足智能步行裝置中央平臺旋轉；所述傳動機構包括基座、蝸輪、蝸杆、支撐座、連接塊和動力源，所述基座固定在所述六足智能步行裝置上，所述支撐座固定在所述基座上，所述蝸輪通過蝸輪軸旋轉連接在所述支撐座上，所述蝸杆設置在所述蝸輪的下方，且與所述蝸輪相嚙合，所述動力源與所述蝸杆的一端相連接，以及所述連接塊對稱設置在所述蝸輪的兩側，其底部與所述蝸輪軸固定連接，所述連接塊的頂部與所述天線反射體相連接；

六足智能步行裝置，包括底盤和六足步行並聯機構，所述六足步行並聯機構設置在所述底盤的周向方向上，所述基座固定在所述底盤上表面，其中，所述六足步行並聯機構用於驅動所述底盤進行傾斜或步行移動；

控制器，固定在所述底盤的邊側，並與所述六足步行並聯機構相連接。

根據本發明的一優選實施例：所述底盤包括上下分布的上盤和下盤，所述上盤和下盤相互平行，且形狀均為六邊形，所述上盤的面積大於所述下盤的面積，所述上盤和下盤還具有一角度差。

根據本發明的一優選實施例：所述六足步行並聯機構包括六個機構完全相同的腿足機構，每個所述腿足機構包括三角形支架和三個移動副作動器，三個所述移動副作動器的頂部分別與所述三角形支架的三個頂點相連接，三個所述移動副作動器的底部與球鉸相連接，所述三角形支架的其中兩個角點與所述六邊形上盤的兩個角點相連接，所述三角形支架的另一個角點與所述六邊形下盤對應的角點相連接，其中，所述移動副作動器包括電機、絲杆和螺紋套，所述電機與所述絲杆的一端相連接，所述絲杆穿的另一端設在所述螺紋套的一端，且與所述螺紋套螺紋連接，所述螺紋套的另一端與所述球鉸相連接。

根據本發明的一優選實施例：所述螺紋套的外部還設有護套。

根據本發明的一優選實施例：所述移動副作動器的頂部還通過U型連接副與所述三角形支架的頂點相連接。

根據本發明的一優選實施例：所述蝸輪的旋轉角度為0-180°。

根據本發明的一優選實施例：所述上盤和下盤的角度差為30°。

本發明的有益效果在於：通過控制器控制六足智能步行裝置的底盤進行傾斜或步行移動，使天線反射體能在傳動機構的共同作用下，能實現半球空域的極軌衛星的跟蹤、通信和數據傳輸，而且六足智能步行裝置具有的步行移動能力，解決了天線抗毀、快速替換和天線快速補充等實際工程問題，提高了野外機動極軌衛星跟蹤和通信天線抗毀生存能力和機動能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明的基於六足步行的智能極軌衛星天線的結構示意圖；

圖2是本發明的基於六足步行的智能極軌衛星天線的六足智能步行裝置的結構示意圖；

圖3是本發明的基於六足步行的智能極軌衛星天線的六足步行並聯機構的結構示意圖；

圖4是本發明的基於六足步行的智能極軌衛星天線的傳動機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

本發明中，天線系統由天線分系統、伺服分系統和饋源分系統組成。天線分系統由天線反射體、天線座兩大子系統組成。

參閱圖1-4所示，本發明的基於六足步行的智能極軌衛星天線，其包括自上而下依次連接的天線反射體1、傳動機構2、六足智能步行裝置3和控制器4；

傳動機構2用於驅動天線反射體1繞六足智能步行裝置3旋轉；傳動機構2包括基座21、蝸輪22、蝸杆23、支撐座24、連接塊25和動力源26，基座21固定在六足智能步行裝置3上，支撐座24固定在基座21上，蝸輪22通過蝸輪軸27旋轉連接在支撐座上，蝸杆23設置在蝸輪22的下方，且與蝸輪22相嚙合，動力源26與蝸杆23的一端相連接，以及連接塊25對稱設置在蝸輪22的兩側，其底部與蝸輪軸27固定連接，連接塊25的頂部與天線反射體1相連接；本發明中，蝸輪的旋轉角度為0-180°，假設天線朝天位置為90°。

六足智能步行裝置3，包括底盤31和六足步行並聯機構32，六足步行並聯機構32設置在底盤31的周向方向上，基座21固定在底盤31上表面，其中，六足步行並聯機構32用於驅動底盤31進行傾斜或步行移動；

控制器4，固定在底盤31的邊側，並與六足步行並聯機構32相連接。

本發明通過控制器4控制六足智能步行裝置3的底盤31進行傾斜或步行移動，使天線反射體1能在傳動機構2的共同作用下，能實現半球空域的極軌衛星的跟蹤、通信和數據傳輸，而且六足智能步行裝置3具有的步行移動能力，解決了天線抗毀、快速替換和天線快速補充等實際工程問題，提高了野外機動極軌衛星跟蹤和通信天線抗毀生存能力和機動能力。

具體地，本發明的底盤31包括上下分布的上盤311和下盤312，上盤311和下盤312相互平行，且形狀均為六邊形，上盤311的面積大於下盤312的面積，上盤311和下盤312還具有一角度差。在本發明實施例中，上盤311和下盤312的角度差為30°。設置角度差是為了方便腿足機構的三角形支架321的固定。

具體地，六足步行並聯機構32包括六個機構完全相同的腿足機構，每個腿足機構包括三角形支架321和三個移動副作動器322，三個移動副作動器322的頂部分別與三角形支架321的三個頂點相連接，三個移動副作動器322的底部與球鉸相連接，三角形支架321的其中兩個角點與六邊形上盤311的兩個角點相連接，三角形支架321的另一個角點與六邊形下盤312對應的角點相連接，其中，移動副作動器322包括電機3221、絲杆3222和螺紋套3223，電機3221與絲杆3222的一端相連接，絲杆3222的另一端穿設在螺紋套3223的一端，且與螺紋套3223螺紋連接，螺紋套3223的另一端與球鉸3224相連接。三個移動副作動器322構成了一個空間三菱錐構架，其結構穩定，且具有多方向的自由度方便調整。通過電機3221驅動絲杆3222轉動，即可帶動螺紋套3223伸出或縮回，從而改變球鉸3224的著力點。

較佳的，為了進一步提高安全性，螺紋套3223的外部還設有護套3225。

較佳的，為了方便調整移動副作動器322的位置，移動副作動器322的頂部還通過U型連接副323與三角形支架321的頂點相連接。

本發明的具體工作過程為：根據某極軌衛星預定或預報的運行軌道、經過的時間及地球站經緯度位置，計算出本地天線可跟蹤該極軌衛星天線的起始點位置的指向角度，通過控制六足步行並聯機構使得底盤的水平軸線與需跟蹤的極軌衛星理論指向方向成正交位置，傳動天線指向到極軌衛星的跟蹤起始點位置的角度進入跟蹤待命狀態，等待極軌衛星進入預定的軌道。當該極軌衛星一進入可跟蹤起始點位置，天線通過控制水平軸系的傳動裝置實現對極軌衛星的跟蹤、通信和數據傳輸等工作，直至極軌衛星離開極軌衛星終止位置點結束跟蹤。

以上，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何不經過創造性勞動想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書所限定的保護範圍為準。