一种新型气象雷达天线升降装置设计

一种新型气象雷达天线升降装置设计
发表时间：2020-12-28T06:35:05.729Z 来源：《中国科技人才》2020年第24期作者：陈茂军
[导读] 机动式雷达设备必须具有很好的机动性要求，同时要确保在运动过程中具有可靠的安全性和通过性。

针对这些要求，必须对车辆外部的设备及设施进行收藏式处理，以满足机动性要求。

南京大桥机器有限公司江苏南京 211101
摘要：机动式雷达设备必须具有很好的机动性要求，同时要确保在运动过程中具有可靠的安全性和通过性。

针对这些要求，必须对车辆外部的设备及设施进行收藏式处理，以满足机动性要求。

关键词：雷达、天线、液压、升降、限位
该装置安装在某型号雷达方舱内，在运输过程中将雷达天线自动降落，收入方舱内，再将方舱顶部天井口自动盖上；在装备到达目的地后，将雷达天线自动升起，完成雷达的架设，使其开展工作。

一、天线升降装置组成：
该装置主要由液压升降泵站、升降主龙门架、升降副龙门架、升降限动装置、天线限动装置、左座板、右座板、天线座砧座、天线座安装架、天线座固定小盖、水平仪调平装置、天线装置、液压控制柜等组成（见上图所示）。

二、升降装置工作过程：
1、天线装置升起：
天井口盖板打开——升降限动装置信号导通——启动液压升降泵站——天线装置在油缸作用下被顶起——天线限动装置信号导通——液压油缸停止升起——将左右座板锁住，确保安全——根据水平仪调整装置上的水平仪进行水平调校——完成升起动作。

2、天线装置缩回：
将左右座板解锁——启动液压升降泵站——天线装置在油缸作用下降落到位——将天井口盖板合上——完成降落动作。

三、各主要组成部分设计介绍：
1.液压升降泵站
该泵站的主要功能是将天线装置升起至方舱顶部或降入方舱内，是本装置的核心部件。

根据这一要求，我们先后考虑了链轮与链条、电动推杆等多种方式，这些升降方式存在若多缺陷，多方考虑后选择了液压升降方式；液压升降具有如下优点：○1体积小，重量轻，可实现频繁启动和换向；○2可实现无级调速，且调速范围大；○3可实现过载保护，运行平稳；○4操作简便，便宜实现自动化；○5液压元件易于标准化，通用化。

该部分由液压泵站、油缸、阀组等组成。

1）根据该部分的功能，需要确定天线装置的重量，从而选择液压系统的油压及油缸缸径。

根据理论计算天线装置的总重量约800Kg，考虑油缸泄漏、摩擦阻力等因素，选择安全系数1.5；
油缸顶起重量：800x1.5=1200Kg
2）由于方舱空间有限，所选器件尽可能小型化，油缸缸径选择63mm；方舱内部高度1800mm，天井口高度180mm，将天线装置完全升出舱外；因此，油缸行程需要2000mm。

油缸选择底部固定方式。

3）液压泵站提供液压油压力计算：
升起和缩回都是A腔出力，所有我们按A腔（无杆腔）面积计算压力。

F——负载
r——油缸A腔半径
P——油压压强（单位面积压力）
=38.5Pa
液压泵站需要提供3.85MPa的液压油。

4）环境温度要求：
根据整机要求，液压泵站的工作环境温度-45°～+55°。

2.升降主、副龙门架
在升降过程中，必须增加导轨，使升降运行平稳可靠。

该装置在方舱内部安装主副龙门架，对升降过程进行导向和限位。

该龙门架由8号槽钢和15号槽钢通过焊接组成一体；主副龙门架在焊接过程中需要保证相对的平行度（需要在0.5mm以内），且与方舱地板垂直（需要在1mm以内），同时主龙门架与副龙门架之间也要平行（需要在1mm以内）；满足以上条件，天线装置在升降过程中才能无卡死、无震动；实现安全、平稳、低噪音的升降。

3.升降限动装置
该装置是方舱天井口打开的电信号，由安装板、信号板、限位开关等组成。

天线装置在升起前，根据该信号是否导通，判断天线装置能否升起。

4.天线限动装置
该装置是天线装置升到位的电信号，由安装板、限位开关等组成。

天线装置在升起到位后，该信号导通，油缸停止升起。

5.左、右座板
该机构由轴、限位块、固定板、支撑凸轮、手柄等组成。

是天线装置升到位置后的机械锁，确保在突然断电、油缸损坏等意外情况下，天线装置能可靠的被顶起，不发生掉落事情的保障。

6.天线座砧座
该机构主要由座、滑套、套圈、衬圈等组成。

用于垫高天线装置，预留与天线座固定小盖安装接口，固定在天线座安装座上。

7.天线座安装座
该安装座主要由天线座托架、插销、顶杆、压簧、手把等组成。

该部分与油缸通过链条连接，油缸顶起拉动链条带着天线安装座及其上面的天线装置上升或下降。

8.天线座固定小盖
天线装置在升起后，遇到雨雪天，需要考虑雨水不能进入方舱内，必须对方舱天井口进行防雨水处理。

该机构固定在天线座砧座上，在天线装置升起后，将方舱盖从四周合上，该机构形成帽檐，从而避免雨水的进入。

9.水平仪调平装置
雷达设备在工作状态下，必须进行水平调校；由于地面平整度等因素影响，在天线装置升起后必须进行调平，而调平的依据就是该装置。

通过该装置反应的数据及状态，对雷达车四周的千斤顶进行调整高度，从而达到天线装置调平的目的。

10.液压控制柜
该部分是液压升降泵站在运行时的控制中枢，由液压表、升降操作手柄、锁紧操作手柄、泵站电机开关、液压松开指示灯组成。

四、天线升降装置在整车中的使用状态：
该装置安装在整车上不影响车辆的综合性能；通过实际使用，该装置设计合理、安全可靠，现已批量生产。

在后续的生产及安装调试过程中需要严格把控质量关，确保装备的稳定与可靠。

参考文献：
[1]GJB2093-94《军用方舱通用试验方法》
[2]GB3766-2001《液压系统通用技术条件》
[3]徐灏等.机械设计手册.第2版.机械工业出版社. 2000。