[实用新型]一种中心轴式有限旋转走线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线走线机构技术领域，特别是指一种中心轴式有限旋转走线装置。

背景技术

随着我国在卫星通信和深空探测等领域长足发展，雷达和天线在其中发挥了越来重要的作用。雷达天线的结构形式从整体来说可以分成两个部分，即反射器部分和基础部分，基础部分固定连接于地基，反射器连接在基础部分上。由于在使用中反射器需要对空天一个范围进行扫描运动或对某个特定天体或物体进行跟踪等运动需求，不可避免的产生了反射器部分和基础部分之间的回转运动。比如说一般小型天线回转角度需要±180°范围，而位于上海的亚洲最大的65米天马望远镜的回转范围更是达到了±270°。

雷达天线属于高端复杂机电装备，安装有很多电控设备，其中一些需要安装在反射器部分上，比如避雷针、照明、驱动制动装置，轴角测量等。这些设备虽然在运动的部位工作，但控制部分往往是在固定的基础部分或是地面上。这就需要解决这些设备的动力电缆及信号线等线缆既要合理的从上部的反射器部分接引到固定的基础部分的问题，又要解决这些线缆在旋转运动中正常工作的问题。如果说无限角度的旋转运动，解决一般选择电刷的方式。如果是有限角度，则需要设计专门的走线方式。有的情况下传输需要纵向传递，在这种情况下，线缆和走线机构往往处于旋转轴或附近位置，上端连接运动部分，下端连接固定部分。

传统的方法一般采用全柔性的走线机构，在高度方向上排布有若干刚性的走线环，之间采用钢丝绳分别垂直连接，最上层的走线环固定在反射器部分，最下层的走线环固定在基础部分，线缆直接串联在各个走线环上。机构整体的旋转运动引起了上层走线环和下层走线环之间的相对旋转，这时连接的钢丝绳由直线变成了斜线，从而产生拉力牵引下层的走线环转动。同时，走线从直线状态变成斜线状态。

在一般情况下，这种方式可以有效的解决问题，但同时也有一些缺点。比如在旋转时候层间变短引起整个结构的形状改变容易造成局部应力过大；没有具体考虑每根线缆的弯曲半径，容易造成线缆的损伤；另外层间的旋转是绳索牵引的，不能均匀合理的分配层间旋转范围，在线缆过多时容易造成机构间的干涉。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种中心轴式有限旋转走线装置，其能够避免天线旋转时线缆之间的过拉和干涉现象，保护线缆不受损伤。

基于上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种中心轴式有限旋转走线装置，其包括中柱以及以所述中柱为轴的多个转轮，所述转轮与所述中柱轴承连接，相邻两个转轮之间具有相对刚性传矩结构，所述相对刚性传矩结构包括分别与两个相邻转轮其中之一固定连接的第一刚性传矩体和第二刚性传矩体，当两个相邻转轮中的一个转轮转过一定角度时，第一刚性传矩体与第二刚性传矩体相接触并将刚性转矩传递给另一个转轮，所有相对刚性传矩结构从上到下依次沿同一圆周方向错开一定角度，所述转轮上还设有用于固定线缆的固定装置。

可选的，相邻两个转轮之间的最大转角不超过30度。

可选的，相邻两个转轮之间还通过弹簧相连接。

可选的，所述转轮与所述中柱之间还设有用于使所述转轮复位至初始位置的卷簧，所有转轮位于其初始位置时，各转轮上对应固定装置之间的距离最短，且任两个相邻转轮之间沿同一方向的最大相对转角均相同。

可选的，相邻两个转轮中，位于上方的转轮的下部设有套在所述中柱上的传动筒，位于下方的转轮的上表面开设有圆槽，所述传动筒的末端伸入所述圆槽内，所述传动筒的末端侧壁上还设有凸块，所述圆槽的槽壁上开设有一段凹槽，所述凸块位于所述凹槽区域内，所述传动筒及凸块结构与所述圆槽及凹槽结构分别构成所述第一刚性传矩体和第二刚性传矩体。

从上面的叙述可以看出，本实用新型技术方案的有益效果在于：

1、本实用新型在旋转运动过程中，由于转轮和中柱之间的刚性连接，不会发生结构尺寸的变化，不会产生传统结构高度变短的现象。并且整体结构刚性好，结构不会跑偏，能够保持原有轴线基本不变，装置运行更加平稳。

2、本实用新型由于相邻转轮之间的旋转角度是通过相对刚性传矩结构实现的，这就确定了相邻两个转轮之间的旋转角度是确定的，从而可以在设计阶段优化分配各节的角度，避免了传统结构中因受力的不均匀而引起的各节之间旋转角度的不确定性，也避免了局部旋转角度过大造成的结构干涉问题。

3、本实用新型充分考虑了线缆的弯曲半径和冗余长度，避免了线缆过弯或过拉现象造成的损伤。