Опорно-поворотное устройство

 

Использование: опорно-поворотные устройства зеркальных антенн с полярной подвеской. Сущность изобретения: устройство содержит подставку, состоящую из двух скрепленных под углом 90°-ϕ где v широта места установки, горизонтальной и наклонной пластин. На наклонной пластине расположен привод наведения по азимуту, содержащей поворотную платформу. На поворотной платформе шарнирно посредством кронштейна и механизма наклона установлена опорная платформа с закрепленным на ней защитным кожухом. Механизм наклона опорной платформы соединен при помощи обкатных роликов с круговым подковообразным лекалом, размещенным на стойках и служащим для коррекции рассогласования, возникающего при настройке антенны по азимуту на различных широтах. 3 ил.

Изобретение относится к области спутникового телевидения и может быть использовано для установки на них антенн в качестве спутниковой системы слежения совместно с бытовыми приемными устройствами спутниковой связи.

Известна система фирмы Astroguide (США), работающая с бытовой приемной аппаратурой, для постоянного автоматического слежения за спутником, находящимся на геостационарной орбите, во время его дрейфа с постоянной коррекцией его сигнала в фокальной точке параболической антенны. Эта новейшая технология обеспечивает оптимальный сигнал со спутника, так как используемый внутри антенны микропроцессор постоянно измеряет мощность сигнала и отыскивает более мощный сигнал спутника, находящегося на геостационарной орбите на расстоянии ≈ 36000 км от земли в плоскости небесного экватора (небесный экватор это проекция земного экватора на небесной сфере) и всегда находящегося на "одном и том же месте", вызывается рассогласованием по углу места, вызванного несовпадением круговых орбит спутников и траектории перемещения оси диаграммы направленности антенны при ее развороте на разные углы, т.к. ось вращения земли и ось поворота антенны хотя и параллельны, но не совпадают. Эта величина рассогласования Δ α на разных широтах различна, и на ширине Москвы составляет 31'. Поэтому антенна не имеющая устройства коррекции, должна быть в диаметре не более 1,2 м, что обеспечивает прием информации от одного-двух спутников, располагающихся на геостационарной орбите недалеко друг от друга (порядка десятков угловых минут).

Известны также антенны, выпускаемые фирмой "Katrein" (ФРГ) привод по одной координате, полярная ось), которые отличаются несомненной простотой конструкции и точным монтажом. Однако в указанных приемных антеннах сервопривод недостаточно защищен от влаги и имеет небольшой охват небесного экватора.

Известно устройство по патенту, имеющее расширенную возможность разворота антенны с использованием гибкого зубчатого ремня. Однако это устройство сложно и имеет дорогое электронное устройство слежения, требующее постоянного квалифицированного обслуживания, а выход из строя зубчатых ремней, поддающихся растяжению и быстрому естественному старению в условиях резко континентального климата, приводит к выходу из строя антенны.

Цель изобретения расширение диапазона углов работы антенны, повышение точности установки и удержания заданного положения за счет использования в приводе по азимуту самотормозящегося механизма и цепной передачи, выполнение автоматической коррекции положения антенны по склонению в процессе перевода антенны со спутника на спутник (по 14 спутникам), за счет использования круглых лекал, обкатных роликов, кронштейна наклона и винта с гайкой, обеспечение защиты от воздействия атмосферы и вандализма за счет использования единого кожуха, закрепленного на опорной платформе, а также возможности размещения единого электрообогрева механизмов в подкожуховом объеме в случае использования устройств в арктических широтах.

На фиг. 1 представлена схема ориентации антенны по меридиану; на фиг.2 конструкция опорно-поворотного устройства; на фиг.3 диаграмма, отражающая изменение угла Δ α при развороте антенны по азимуту (A < B; α₁ < α₂ т.е.α₂ α₁ Δ α ).

Опорно-поворотное устройство содержит основание 1 и приводы по азимуту и склонению. Привод по азимуту содержит двигатель 2, поворотную платформу 3 с желобом, размещенную на оси 4, перпендикулярной основанию 1. В желобе поворотной платформы размещена цепь 5, входящая в зацепление с ведущей звездочкой 6, установленной на одном валу с червячным колесом 7 червячной пары, червяк 8, связанный с валом двигателя 2. Устройство содержит также опорную платформу 9, закрепленную с помощью кронштейна и шарнира 11 на поворотной платформе 3. Привод по склонению содержит дополнительный двигатель 12, на валу которого установлена трубка 13, входящая в зацепление с шестерней 14, закрепленной на конце ходового винта 15, противоположный конец с которого сопряжен с вилочной гайкой 16, жестко закрепленной на кронштейне 17 наклона, другой конец которого через обкатные ролики 18 соединен с круговым подковообразным лекалом 19, размещенным на стойках 20, установленных на основании 1. Кронштейн 17 наклона размещен в прорези 21 поворотной платформы 3, а прорезь расположена диаметрально противоположно кронштейну 10 и шарниру 11 опорной платформы 9. Опорно-поворотное устройство содержит также кожух 22, закрепленный на опорной платформе 9, подставку 23, выполненную из скрепленных под углом 90^о-ϕ где ϕ широта места установки, горизонтальной и наклонной пластин 24, 25, ферму 26 с винтовым механизмом 27.

Устройство функционирует следующим образом.

Его размещают на специальной треугольной регулируемой подставке 23 так, чтобы была соблюдена полярная ориентация, которая подразумевает направление полярной оси 4 на полюс мира в район полярной звезды. Угол наклона треугольного основания определяется по широте места установки антенны. Так широта Москвы ϕ 56^о (см. фиг.1). Устанавливают на подставку 23 (см. фиг.2) основание 1 так, чтобы круговое подковообразное лекало 19 было ориентировано концами в сторону линии соединения горизонтальной и наклонной пластин 24 и 25. На опорную платформу 9 устанавливается и закрепляется ферма 26 антенны (см. фиг.1) так, чтобы винтовой механизм наклона 27 по склонению находился на северной стороне, а чаша антенны была обращена на южную сторону неба. Наклон антенны по склонению выполняется с помощью винтового механизма 27. Таким образом, с помощью указанных операций осуществляется предварительная ориентация антенны на плоскость небесного экватора. Для ориентации антенны по азимуту включают двигатель 2, который через червячную пару 7, 8 вращает ведущую звездочку 6. Последняя с помощью цепи 5, размещенной в желобе поворотной платформы 3, поворачивает платформу 3 вокруг оси 4. Вращательное движение поворотной платформы 3 может выполняться в двух направлениях и осуществляется реверсивным двигателем 2. Вращательное движение поворотной платформы 3 передается на опорную платформу 9 с помощью кронштейна 10 и шарнира 11, а также привода склонения, позволяющего одновременно производить наводку положения антенны по склонению.

Точная коррекция положения антенны по склонению выполняется включением двигателя 12 однократно при начальной установке или в случае резких воздействий, например от ураганного ветра, по максимальному усредненному сигналу от общего количества принимаемых спутников. В случае установки опорно-поворотного устройства на не горизонтальную поверхность коррекция положения также может быть выполнена с помощью двигателя 12. При выполнении коррекции двигатель 12 через трубку 13 и шестерню 14, на оси которой установлен ходовой винт 15, вращает его.

При вращении винта 15 по нему перемещается гайка 16, которая перемещает жестко закрепленный с ней кронштейн 17 наклона.

В результате этого происходит подъем или опускание платформы 9 относительно поворотной платформы 3. Подъем или опускание опорной платформы 9 осуществляется через кронштейн 10 и шарнир 11.

В связи с тем, что антенна (см. фиг.3) устанавливается на разных широтах и расстояние до спутника А, В при повороте по азимуту на значительные углы изменяется, возникает рассогласование на угол Δ α, имеющий корреляционную связь с углом поворота Ψ по азимуту. Для коррекции указанного рассогласования на различных углах по азимуту используется круговое подковообразное лекало 19, устанавливаемое под определенным углом, учитывающим широту места установки антенны. При вращении поворотной платформы 3 опорная платформа, кинематически связанная как с поворотной платформой через элементы 10, 11, так и с неподвижным лекалом 19 через элементы 17, 18, 21, приобретает две степени подвижности и может вращаться вокруг полярной оси 4 и поворачиваться вокруг горизонтальной оси 11.

Так осуществляется автоматическая коррекция оси наклона антенны при повороте ее по азимуту.

Формула изобретения

ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее ферму с винтовым механизмом наводки антенны по склонению, привод наведения по азимуту, включающий двигатель и поворотную платформу с желобом, отличающееся тем, что в него введены подставка, состоящая из двух срепленных под углом 90°-ϕ, где ϕ - широта места установки, горизонтальной и наклонной пластин, причем на наклонной пластине расположен привод наведения по азимуту, двигатель которого соединен цепной передачей с поворотной платформой, ось вращения которой перпендикулярна наклонной пластине, опорная платформа с кожухом, закрепленным на ней, установленная на поворотной платформе шарнирно посредством кронштейна, привод наклона опорной платформы, содержащий двигатель, ходовой винт, кронштейн наклона, круговое подковообразное лекало, установленное на стойках, закрепленных на наклонной пластине, причем двигатель закреплен под опорной площадкой, на валу двигателя установлена трибка, входящая в зацепление с шестерней, закрепленной на конце ходового винта, противоположный конец которого сопряжен с вилочной гайкой, жестко закрепленной на одном конце кронштейна наклона, другой конец которого установлен с упором в круговое подковообразное лекало, при этом кронштейн наклона размещен в прорези поворотной платформы, причем прорезь расположена диаметрально противоположно шарнирному закреплению опорной платформы на поворотной платформе, а круговое подковообразное лекало обращено своими концами в сторону соединения горизонтальной и наклонной пластин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3