Подъемно-мачтовое устройство мобильной антенной установки
Владельцы патента RU 2419925:
Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" (RU)
Изобретение относится к антенной технике, а именно к подъемно-мачтовым устройствам мобильных антенных установок. Целью изобретения является повышение мобильности ПМУ за счет оптимизации компоновки устройства в транспортном положении путем выбора определенных конструктивных соотношений. В подъемно-мачтовом устройстве, состоящем из подъемной телескопической мачты, механизма укладки кабеля, выполненного по типу винтовой пружины, неподвижной платформы, жестко связанной с конечной ступенью подъемной мачты, и поворотной платформы, связанной с неподвижной платформой осями вращения, согласно изобретению механизм укладки кабеля расположен по продольной оси подъемной мачты в пределах транспортного габарита, подвижная и поворотная платформы выполнены П-образными, поворотная платформа в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы имеет ширину не более величины транспортного габарита, а оси вращения выполнены на боковых стойках платформ, расположенных параллельно продольной оси подъемной мачты со смещениями, определяемыми по определенным зависимостям как по продольной оси подъемной мачты, так и по поперечной оси подъемной мачты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к антенной технике, а именно к подъемно-мачтовым устройствам мобильных антенных установок.
Известно антенно-мачтовое устройство по патенту РФ №1269705, содержащее излучатель, шарнирно закрепленный одним концом и неподвижно соединенный этим концом с первым рычагом, шарнирно соединенным с вторым рычагом, соединенным с приводом поворота излучателя. Для повышения мобильности в нем привод поворота излучателя выполнен в виде телескопической мачты, на последней секции которой шарнирно закреплен излучатель, а предпоследняя секция которого соединена с вторым рычагом, причем оси шарниров второго рычага не лежат в одной вертикальной плоскости. Достоинством этой конструкции является наличие механизма укладки излучателя в транспортное положение.
Недостатком является то, что, во-первых, в данной конструкции разворачиваемые на 90° элементы располагаются над мачтой, что увеличивает общий габарит изделия в транспортном положении и, во-вторых, эта конструкция не обеспечивает работу излучателя без полного выдвижения мачты.
Известны также подъемно-мачтовые устройства производства компании Will-Burt (http://www.willburt.com), содержащие телескопическую мачту и механизм укладки кабеля по типу винтовой пружины. Недостатком этих устройств является отсутствие дополнительного устройства, обеспечивающего поворот антенного устройства с целью обеспечения минимальных габаритов в транспортном положении, а также использование всей длины корпуса мачты для размещения механизма укладки кабеля, что может быть не допустимо в отдельных случаях.
Известно подъемно-мачтовое устройство (ПМУ) мобильной антенной установки по патенту РФ №2373618, являющееся наиболее близким по технической сущности, которое принято за прототип. Рассматриваемое подъемно-мачтовое устройство состоит из основания, подъемной мачты и опорной платформы, корпус подъемной мачты закреплен в карданном подвесе, а по осям вращения рам карданного подвеса введены приводы, обеспечивающие горизонтирование плоскости рам карданного подвеса, опорная платформа выполнена из неподвижной платформы, жестко связанной с конечной ступенью телескопической мачты, и поворотной платформы, связанной с неподвижной платформой осью вращения, обеспечивающей их взаимный разворот на 180° («книжкой»), по оси вращения поворотной платформы введен привод развертывания платформы, при этом антенна или ОПУ с антенной размещены на поворотной платформе таким образом, что в рабочем положении антенна располагается над мачтой, а в транспортном положении параллельно корпусу мачты.
Достоинствами известной конструкции является возможность обеспечения минимальных габаритов устройства в транспортном положении за счет разворота поворотной платформы на 180° относительно рабочего положения и укладки поворотной платформы вместе с антенной вдоль корпуса подъемной мачты, а также независимую от шасси машины систему горизонтирования. В данном случае при возможности использования пространства вдоль корпуса подъемной мачты достаточно легко решается проблема размещения и механизма укладки кабеля.
Однако могут быть случаи, когда корпус подъемной мачты располагается внутри транспортного средства (ТС), а платформы с антенной и механизм укладки кабеля (МУК) должны быть расположены с внешней стороны ТС и доступ к пространству вдоль корпуса подъемной мачты и к внутреннему пространству ТС ограничен, что делает невозможным укладку поворотной платформы с антенной вдоль корпуса подъемной мачты. Такой случай может быть, например, когда к транспортному средству предъявлены требования по герметичности для обеспечения режима с преодолением водных преград. При этом часть ПМУ, выступающая над наружной поверхностью ТС, должна обеспечить требование не превышать величину общего транспортного габарита. В данной конструкции ПМУ это может быть невыполнимо.
Целью изобретения является повышение мобильности ПМУ за счет оптимизации компоновки устройства в транспортном положении путем выбора определенных конструктивных соотношений.
Указанная цель достигается тем, что в подъемно-мачтовом устройстве, состоящем из подъемной телескопической мачты, механизма укладки кабеля, выполненного по типу винтовой пружины, неподвижной платформы, жестко связанной с конечной ступенью подъемной мачты, и поворотной платформы, связанной с неподвижной платформой осями вращения, согласно изобретению механизм укладки кабеля расположен по продольной оси подъемной мачты в пределах транспортного габарита, подвижная и поворотная платформы выполнены П-образными, поворотная платформа в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы имеет ширину не более величины транспортного габарита, а оси вращения выполнены на боковых стойках платформ, расположенных параллельно продольной оси подъемной мачты со смещением, определяемым по условиям:
- по продольной оси подъемной мачты:
,
где а - величина смещения осей вращения поворотной платформы по продольной оси подъемной мачты относительно неподвижной платформы;
Dмук - наружный диаметр механизма укладки кабеля;
b - ширина поворотной платформы в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы;
h - величина транспортного габарита, равного расстоянию по оси подъемной мачты от неподвижной платформы до наружной поверхности ТС;
- по поперечной оси подъемной мачты
,
где с - величина смещения осей вращения поворотной платформы по поперечной оси подъемной мачты относительно продольной оси мачты.
Кроме этого для случая, когда 1/2 наружного диаметра механизма укладки кабеля будет превышать величину транспортного габарита, МУК установлен со смещением в направлении, противоположном направлению поворота поворотной платформы на величину не менее разности 1/2 наружного диаметра МУК и величины транспортного габарита.
Таким образом, за счет выполнения неподвижной и поворотной платформ П-образными, выполнения осей вращения на боковых стойках платформ, расположенных параллельно продольной оси подъемной мачты со смещением по продольной оси подъемной мачты, и за счет выбора определенных конструктивных соотношений в ПМУ обеспечивается оптимальная компоновка устройства в транспортном положении, в котором при повороте поворотной платформы с антенной на 90° относительно рабочего положения все элементы конструкции устройства расположены в пределах транспортного габарита.
Существенными отличительными признаками являются
- размещение механизма укладки кабеля по продольной оси подъемной мачты в пределах транспортного габарита;
- выполнение неподвижной и поворотной платформ П-образными;
- выполнение поворотной платформы шириной не более величины транспортного габарита в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы;
- выполнение осей вращения поворотной платформы относительно неподвижной на боковых стойках платформ, расположенных параллельно продольной оси подъемной мачты со смещением по продольной оси подъемной мачты на величину не менее суммы 1/2 ширины поворотной платформы и величины смещения вдоль поперечной оси подъемной мачты в направлении поворота поворотной платформы, которая должна быть не менее разности между размером от наружной поверхности механизма укладки кабеля в направлении поворота поворотной платформы до продольной оси подъемной мачты и 1/2 ширины поворотной платформы;
- выполнение механизма укладки кабеля со смещением в направлении, противоположном направлению поворота поворотной платформы на величину не менее разности 1/2 наружного диаметра МУК и величины транспортного габарита.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всей совокупности существенных признаков заявляемого изобретения. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию изобретения «новизна». Не обнаружено также применения указанных признаков в заявляемой совокупности с другими признаками для достижения указанного результата, следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».
На фиг.1а) показано ПМУ в рабочем положении с неразвернутой подъемной телескопической мачтой 1.
На фиг.1б) показано ПМУ во втором рабочем положении с развернутой подъемной телескопической мачтой 1.
На фиг.2а) показано ПМУ в транспортном положении.
Поворотная платформа 4 с антенной установкой 5 повернуты на 90° относительно рабочего положения, при этом все элементы конструкции расположены в пределах транспортного габарита «h».
На фиг.2б) показан вариант конструкции ПМУ со смещением механизма укладки кабеля 2 относительно продольной оси подъемной мачты 1.
ПМУ состоит из подъемной телескопической мачты 1, механизма укладки кабеля 2, выполненного по типу винтовой пружины. Неподвижная платформа 3, жестко связанная с конечной ступенью подъемной мачты 1, и поворотная платформа 4 выполнены П-образными. При этом поворотная платформа 4 связана с неподвижной платформой 3 осями вращения 6, выполненными на боковых стойках платформ, расположенных параллельно продольной оси подъемной мачты и обеспечивающими разворот поворотной платформы с антенной установкой 5 относительно неподвижной платформы на 90°. Оси вращения 6 смещены по продольной оси подъемной мачты 1 относительно неподвижной платформы в пределах габаритного размера «h» на величину «a». Ширина поворотной платформы обозначена «b». Механизм укладки кабеля 2 расположен по продольной оси подъемной мачты, смонтированной на поверхности транспортного средства 7 в пределах габаритного размера «h».
Работу ПМУ рассмотрим в части перевода устройства из рабочего положения на фиг.1б) в транспортное на фиг.2. Устройство переводится из рабочего положения в транспортное путем свертывания подъемной телескопической мачты 1 приводом, который условно не показан. При свертывании ступеней мачты кабель будет складываться в механизме укладки 2 в виде спирали. Свертывание подъемной мачты 1 завершится, когда конечная ступень мачты займет нижнее крайнее положение, при котором неподвижная платформа будет располагаться в пределах допустимого транспортного габарита «h», характеризуемого расстоянием по оси подъемной мачты от неподвижной платформы до внешней поверхности ТС, как показано на фиг.1а). Дальнейший процесс перевода устройства в транспортное положение, показанное на фиг.2а), заключается в повороте поворотной платформы с антенной установкой относительно неподвижной платформы по оси вращения 6 с помощью привода развертывания платформы, который условно не показан. При этом поворотная платформа с антенной установкой займет положение вдоль наружной поверхности ТС. Для того чтобы поворотная платформа расположилась в пределах допустимого габарита, оси вращения 6 выполнены со смещением по оси подъемной мачты, которое должно обеспечить и размещение платформы в габарите, и размещение МУК между повернутой поворотной платформой и подъемной мачтой. Как видно из схемы I) на фиг.2, для размещения платформы в габарите достаточно выполнить смещение осей вращения по продольной оси подъемной мачты на 1/2 ширины «b» поворотной платформы, а для размещения МУК между повернутой поворотной платформой и подъемной мачтой в зависимости от наружного диаметра механизма укладки кабеля «Dмук» необходимо выполнить смещение осей вращения по поперечной оси подъемной мачты, как видно из схемы II) на фиг.2, на величину не менее разности 1/2 наружного диаметра механизма укладки «Dмук» и 1/2 ширины «b» поворотной платформы. При этом, как видно на схеме II фиг.2, происходит смещение точки поворота относительно оси симметрии поворотной платформы на величину выполненного смещения осей вращения. В результате после разворота поворотной платформы она не размещается в требуемом габарите на величину этого смещения. В связи с этим необходимо выполнить дополнительное смещение осей вращения по продольной оси подъемной мачты на величину произведенного смещения по поперечной оси подъемной мачты, как показано на схеме III фиг.2. Таким образом, суммарная величина смещения оси вращения по продольной оси подъемной мачты должно соответствовать условию:
,
где а - величина смещения осей вращения поворотной платформы по продольной оси подъемной мачты;
Dмук - наружный диаметр механизма укладки кабеля;
b - ширина поворотной платформы в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы;
h - величина транспортного габарита, равного расстоянию по оси подъемной мачты от неподвижной платформы до наружной поверхности ТС.
Выполнение этого условия обеспечивает после разворота поворотной платформы размещение ее в пределах транспортного габарита.
В общем случае наружный диаметр механизма укладки кабеля «Dмук» зависит от высоты выдвижения подъемной мачты и величины транспортного габарита и при достаточно большой высоте подъема, Dмук может быть настолько большим, что не может быть выполнено приведенное условие для смещения оси вращения по причине превышения необходимой величины смещения над величиной транспортного габаритного размера.
Приведем это условие к виду:
Таким образом, если Dмук будет настолько большим, что 1/2Dмук>h, то есть общее смещение не укладывается в пределы габаритного размера, то это превышение необходимо компенсировать смещением механизма укладки кабеля в сторону, противоположную направлению поворота поворотной платформы на величину «d» (см. фиг.2б), равную не менее разности 1/2 наружного диаметра механизма укладки кабеля и величины транспортного габарита.
С учетом предлагаемого изобретения проведена разработка ПМУ для подъема радиоэлектронного оборудования на высоту не менее 5 м относительно наружной поверхности подвижного ТС установки в рамках ОКР по теме «Барнаул-Т-ПМУ». В процессе проектирования было выполнено требование по обеспечению высоты части ПМУ, размещаемой снаружи ТС не более 400 мм при габаритах радиоэлектронного оборудования 800×400×600 мм. При этом высота части ПМУ, размещаемой внутри ТС, составила 1500 мм.
1. Подъемно-мачтовое устройство мобильной антенной установки, состоящее из подъемной телескопической мачты, механизма укладки кабеля, выполненного по типу винтовой пружины, неподвижной платформы, жестко связанной с конечной ступенью подъемной мачты, и поворотной платформы, связанной с неподвижной платформой осями вращения, отличающееся тем, что в нем механизм укладки кабеля расположен по продольной оси подъемной мачты в пределах транспортного габарита, подвижная и поворотная платформы выполнены П-образными, поворотная платформа в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы имеет ширину не более величины транспортного габарита, а оси вращения выполнены на боковых стойках платформ, расположенных параллельно продольной оси подъемной мачты со смещением, определяемым по условиям
- по продольной оси подъемной мачты:
a≥[1/2b+(1/2Dмук-1/2b)]<h,
где а - величина смещения осей вращения поворотной платформы по продольной оси подъемной мачты относительно неподвижной платформы;
Dмук - наружный диаметр механизма укладки кабеля;
b - ширина поворотной платформы в направлении ее поворота относительно неподвижной платформы;
h - величина транспортного габарита, равная расстоянию по оси подъемной мачты от неподвижной платформы до наружной поверхности транспортного средства;
- по поперечной оси подъемной мачты:
c≥1/2Dмук-1/2b,
где с - величина смещения осей вращения поворотной платформы по поперечной оси подъемной мачты относительно продольной оси мачты.
2. Подъемно-мачтовое устройство мобильной антенной установки по п.1, отличающееся тем, что в нем механизм укладки кабеля установлен со смещением относительно продольной оси подъемной мачты в направлении, противоположном направлению поворота поворотной платформы, на величину не менее разности 1/2 наружного диаметра механизма укладки кабеля и величины транспортного габарита.
