罗晓龙，赖玉活，高兰兰，房学明，黄艳

(1. 广西工学院机械工程系，广西柳州545006; 2. 柳州市数控机床研究所，广西柳州545007)

车载天线倒伏装置是一种安装在军、警、民用通讯车上，带动车载天线自动倒伏和竖起，以免通讯车在通过涵洞、树林、立交桥等一系列障碍物时，车载天线因超高而被撞坏，造成通讯中断的装置。

现有通信车辆上的天线倒伏装置一般采用螺栓固定的方式将天线基座在车顶固定牢靠，通过在基座上预设限位支座的方式，实现竖直或倒伏两种固定状态。这种车载天线倒伏装置只能通过手动方式调整固定螺栓从而实现天线的竖直或倒伏状态，操作机械化、定位精度差且故障率较高，急需更新换代。

随着信息化的不断发展，手动机械式的车载天线倒伏装置也朝着数字化方向迈进。某数控机床研究所多年来一直从事某部门通信车辆天线倒伏装置的配套工作，并申请多项国家专利。根据积累的多年研发经验以及客户部门提出的新技术要求，该研究所进行立项，一种全新的数字化车载天线倒伏装置的研发势在必行。

1 新型车载天线倒伏装置的结构设计

目前国内车载天线倒伏装置的研发正处于萌芽阶段，虽然有不少工厂已经开始把精力投放到该产品的研发中，但显然并未引起有关部门的高度重视。所研发出来的产品大多只是在原产品的功能基础上，单一地增加某项功能，比如摒弃现有车载天线倒伏装置的手动机械式操作，通过结构的改进，实现倒伏天线快捷自动地切换到竖直或倒伏状态;或者单一地增加制动功能，仅仅提高天线的定位精度等。

因此，作者希望在现有天线倒伏装置的基础上对其传动结构进行改造，重新设计一款合理、高精、高效的数字化车载天线倒伏装置，来满足市场需求。

现有的天线倒伏装置，仅能实现0°和90°两个角度的倒伏与竖直，机械传动方式为电机通过连杆连接传动轴带动天线拖座传动，并利用行程限位开关实现角度的定位，这种传动结构使拖座在停止后存在机械间隙，造成天线的晃动，且功能单一，远不符合信息化时代对产品的数字化要求。其结构简图如图1所示。

图1 第一代连杆倒伏装置

针对此次产品的改进共提出两套方案:

方案一:在原有倒伏装置的基础上进行结构的精简。新产品去除了蜗轮蜗杆、连杆机构、行程限位开关，增加了制动装置与传感器等，传动方式为电机减速器直接带动天线拖座转动。其结构简图如图2 所示。

图2 拟定方案一

方案二:在原有倒伏装置的基础上进行功能的升级。新产品增加了传动齿轮、制动装置、过渡齿轮、传感器等，机械传动方式为电机减速器通过传动齿轮带动天线拖座转动。其结构简图如图3 所示。

图3 拟定方案二

经过试制产品及对物理样机的性能进行对比分析，虽然方案一结构简单，可以节约成本，但仅能在一定程度上实现产品的数字化功能;而方案二在适当控制成本的基础上能实现产品功能的多样化，更能满足市场的需求。因此选择方案二为最终方案。

2 新型车载天线倒伏装置的传动结构分析

天线倒伏装置正常工作时，在电路控制盒中输入任意角度，确定后由电机1 通过减速器2 带动传动齿轮3 转动，再通过过渡齿轮5，带动传动齿轮8 及传动轴9 转动，在即将到达指定角度时，电机驱动器减速，并配合制动器使天线精确地达到指定角度。

当天线倒伏装置发生异常或断电时，由于传动齿轮3 被制动装置锁定，导致天线托盘无法转动，这时通过拆移过渡齿轮5，断开传动齿轮3 与8 的连接，即可以实现人工倒伏与竖直天线。

3 新型车载天线倒伏装置的创新点

(1)任意角度控制功能

通过在天线拖座一端的传动轴上安装传感器，当在控制盒上设定0° ～90°任意角度时，由单片机接收传感器发出的反馈信号，控制天线在0° ～90°内按设定的角度停止。

(2)定位精度准确，天线无明显晃动

通过在减速器的输出轴上安装制动装置，当天线在角度接近设定值相差1°时，由系统控制电机驱动器进行减速，以保证天线停止时不过冲，并配合制动装置，消除机械传动间隙，保证设定角度的准确定位及天线的稳定性。

(3)工作异常时可人工实现天线的竖直与倒伏

由于减速器内自锁装置及外部制动装置的存在，当天线倒伏装置发生异常或停电时，天线将被锁定，而此时的通讯车辆如果遇到障碍物，将会影响通讯车辆的行进及天线的信号接收。因此，在两传动齿轮中间增加一过渡齿轮，通过拆移过渡齿轮的方法，实现手动将天线竖直或倒伏的功能，达到躲避障碍物的目的。

(4)提升了车载天线竖直与倒伏状态的切换效率，降低产品的故障率

该系统所选配的电机可实现慢速启动，使启动电流平稳。同时根据车载天线的型号、质量，控制系统设计了快慢两挡功能:轻型天线可选快速倒伏与竖直;重型天线可选慢速倒伏与竖直，以确保天线准确定位，对电机起保护作用。

4 结束语

通过对新一代车载天线倒伏装置的结构、工作原理等进行详细的讨论，确定了一套经济实用、操作人性化的设计方案。该产品由某数控机床研究所开发，并已试制成功，试制品在实际使用中各方面性能均满足客户提出的设计技术规范，具有定位高精、使用高效、控制人性化等特点。希望该车载天线倒伏装置可以得到市场的认可并取得进一步的推广，同时也为今后类似的车载天线倒伏装置的改造和设计积累经验，提供借鉴作用。

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