УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И ЮСТИРОВКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АНТЕННЫХ СИСТЕМ
APPARATUS FOR SECURING AND ADJUSTING LARGE-SIZED ELEMENTS OF ANTENNA SYSTEMS

Изобретение относится к антенной технике, а именно к устройствам для закрепления и юстировки крупногабаритных элементов антенных систем, где одним из основных требований является высокая точность их установки.
Известные изобретения: «Устройство для юстировки антенны в двух взаимно перпендикулярных плоскостях» (авторское свидетельство №357640, М. Кл. H01q 1/18, опубл. 04.01.1973), «Шарнирный механизм для закрепления и юстировки антенны» (патент RU 2009581 С1, МПК H01Q 1/12, опубл. 15.03.1994), «Устройство для юстировки антенн в двух взаимно перпендикулярных плоскостях» (патент RU 2124787 C1, МПК H01Q 1/12, опубл. 10.01.1999) включают полый шаровый шарнир, в центральное отверстие которого устанавливается юстируемый объект, корпус и поджимной фланец (обойму). Подобные устройства имеют недостаток: при увеличении габаритов юстируемого объекта необходимо увеличивать радиус шарового шарнира, что в свою очередь ведет к значительному увеличению массы котировочного устройства, а также к трудностям в изготовлении крупногабаритных деталей с высокой точностью. Кроме того, процесс регулировки положения подобных устройств осуществляется при ослаблении фиксации шарового шарнира, т.е. необходима внешняя сила, которая будет перемещать и фиксировать объект до того момента, пока поджимные фланцы (обоймы) не будут зажаты.
Известные изобретения «Поворотное устройство (варианты)» (патент RU 2201019 С2, МПК H01Q 1/12, опубл. 20.03.2003) построены на сочетании кривошипно-коромысловых и кулисных механизмов. Данные конструкции способны обеспечить широкий диапазон углов регулирования положения при сравнительно небольшой массе (по сравнению с устройствами, построенными на основе шарового шарнира). Кроме того, изменение положения осуществляется за счет перемещения кулисного механизма, т.е. в любой момент объект удерживается системой без привлечения внешних сил, а процесс регулировки может осуществляться в любом положении устройства относительно горизонта. Недостатком подобной конструкции является то, что для ее работы необходим большой объем свободного пространства, в том числе на строительной оси устройства, что ограничивает область применения.
Известное изобретение «Устройство для закрепления и юстировки антенны» (патент RU 2438216 С1, МПК H01Q 1/12, опубл. 27.12.2011), выбранное за прототип, состоит из основания, трех резьбовых стержней, шести шарообразных гаек и треггера (подставки). Данная конструкция имеет меньшую массу (по сравнению и предыдущими), при этом нагрузка от юстируемого объекта распределяется между тремя стержнями. Однако процесс регулирования происходит следующим образом: ослабляются три шарообразные гайки, находящиеся выше подставки, выбирается необходимое положение подставки за счет перемещения трех оставшихся гаек, после чего закручиваются первые три гайки. Таким образом, в процессе юстировки, как и в первом случае, объект оказывается незакрепленным, а значит, регулировка может осуществляться только в определенном положении относительно горизонта.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении закрепления и плавной юстировки крупногабаритных элементов антенных систем в произвольном положении устройства относительно горизонта, при минимальных массогабаритных характеристиках, что способствует расширению области применения устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для закрепления и юстировки крупногабаритных элементов антенных систем, включающем основание, три резьбовых стержня, размещенных на основании, так, что линии, соединяющие вертикальные оси симметрии в плоскости основания, образуют равносторонний треугольник, крепежный фланец с установленными на нем регулировочными узлами закрепления, расположенными в точках пересечения осей резьбовых стержней с фланцем при параллельном и соосном положении фланца относительно основания, задающими расстояние и угол наклона крепежного фланца относительно основания, на основании поочередно с резьбовыми стержнями дополнительно установлены гладкие стержни, таким образом, что линии, соединяющие вертикальные оси симметрии всех стержней в плоскости основания, образуют равносторонний шестиугольник. На фланце дополнительно введены направляющие узлы закрепления, состоящие из шарнирного подшипника, эксцентрической втулки и корпуса, расположенные со смещением по радиусу и углу относительно точек пересечения осей гладких стержней с плоскостью фланца при параллельном и соосном положении фланца относительно основания. Регулировочные узлы закрепления состоят из корпуса, крышки и шарообразной гайки, зажатой между корпусом и крышкой с помощью двух шарообразных шайб и двух обойм упорных подшипников.
Изобретение поясняют следующие фигуры.
На фигуре 1 показан внешний вид предлагаемого устройства.
На фигуре 2 показан регулировочный узел закрепления.
На фигуре 3 показан направляющий узел закрепления.
На фигуре 4 показана схема расположения стержней и узлов закрепления.
Устройство для закрепления и юстировки крупногабаритных элементов антенных систем (фиг.1) включает основание 1, крепежный фланец 2, три резьбовых стержня 3, три регулировочных узла закрепления 4, три гладких стержня 5 и три направляющих узла закрепления 6.
Регулировочные узлы закрепления 4 состоят из корпуса 7, крышки 8 и шарообразной гайки 9, имеющей выступ шестиугольной формы для обеспечения возможности поворота шарообразной гайки 9 с помощью гаечного ключа, которая зажимается между корпусом 7 и крышкой 8 с помощью двух шарообразных шайб 10 и двух обойм упорных подшипников 11 (фиг.2). Шарообразные шайбы 10 позволяют изменять угол наклона оси шарообразной гайки 9 относительно корпуса 7, а обоймы упорных подшипников 11 обеспечивают вращение шарообразной гайки 9 вокруг своей оси и перемещение ее в плоскости, параллельной установочной поверхности корпуса 7. Возможность перемещения шарообразной гайки 9 относительно корпуса 7 в плоскости позволяет крепежному фланцу 2 изменять свое пространственное положение по углу относительно основания 1.
Направляющие узлы закрепления 6 состоят из корпуса 12, эксцентрической втулки 13 и шарнирного подшипника 14 (фиг.3). В корпус 12 по внешнему кольцу запрессовывается шарнирный подшипник 14, в центральное отверстие которого устанавливается эксцентрическая втулка 13. Гладкое отверстие эксцентрической втулки 13 смещено относительно оси наружной поверхности.
Резьбовые стержни 3 и гладкие стержни 5 жестко крепятся на основании 1 поочередно, так что линии, соединяющие вертикальные оси симметрии в плоскости основания образуют равносторонний шестиугольник (фиг.4). Регулировочные узлы закрепления 4 жестко крепятся к крепежному фланцу 2 в точках пересечения осей резьбовых стержней 3 с крепежным фланцем 2 при условии, что крепежный фланец 2 параллелен и соосен основанию 1. Направляющие узлы закрепления 6 жестко крепятся на крепежном фланце 2 со смещением по радиусу и углу относительно точек пересечения гладких стержней 5 с крепежным фланцем 2 (при параллельном и соосном расположении крепежного фланца 2 относительно основания 1). Это смещение не должно превышать расстояния между осями эксцентрической втулки 13.
Устройство работает следующим образом: перемещение одной из шарообразных гаек 9 регулировочного узла закрепления 4 вдоль соответствующего резьбового стержня 3, приводит к вращению крепежного фланца 2 вокруг прямой, проходящей через центры двух других шарообразных гаек 9. При этом эксцентрические втулки 13 направляющих узлов закрепления 6 будут перемещаться вдоль гладких стержней 5. При изменении угла наклона крепежного фланца 2, эксцентрические втулки 13 поворачиваются и наклоняются за счет шарнирного подшипника 14, тем самым компенсируя линейное перемещение направляющих узлов закрепления 6 в проекции на основание 1. Таким образом, осевая нагрузка от юстируемого объекта передается на резьбовые стержни 3 с помощью регулировочных узлов закрепления 4, а радиальная нагрузка передается на гладкие стержни 5 с помощью направляющих узлов закрепления 6, установленных на крепежном фланце 2.
Работоспособность представленной конструкции подтверждена автономными и комплексными испытаниями макета. Предлагаемое устройство позволяет закрепить крупногабаритные элементы антенных систем с возможностью выбора их пространственного положения при произвольной ориентации устройства относительно горизонта за счет беззазорного подвижного соединения крепежного фланца с основанием. Котировочное устройство имеет всего три регулировочных элемента, что делает процесс поиска оптимального положения элемента антенной системы максимально простым. При установке трех электродвигателей, способных вращать шарообразные гайки 9 регулировочных узлов закрепления 4, процесс регулирования можно сделать дистанционным и автоматизированным.