一种可测量雷达转角的汇流环的制作方法

1.本技术涉及汇流环技术领域，更具体地，本技术涉及一种可测量雷达转角的汇流环。


背景技术：

2.汇流环装置是转动体和非转动体之间信号和能量连续传输装置，广泛应用于雷达、空间站、风电设备、医疗设备和安防等设备中，用于实现上述设备360
°
连续旋转时信号和能量的传输，避免相对转动时线缆缠绕扭断。
3.随着光纤技术的发展和光纤通信技术的优势，使得光信号传输在上述转动设备中应用越来越广，特别是在雷达设备中，雷达转动的天线阵面设备同时需要电能、电信号和光信号传输，这就需要汇流环装置能够同时具备传输光电信号，因此光电一体的汇流环装置是当前雷达领域的迫切需求。
4.目前，雷达基座中的结构布置通常为汇流环安装在基座中间，测角元件直接安装在雷达基座相对转动的两部件之间，此种结构布置要求测角元件有较大的内孔，增加了测角元件成本和雷达基座结构设计复杂度。当前，常用的一种雷达方位机构高度尺寸极小，同时中间留有直径达到600mm内孔，可以满足上述内孔的精密测角元件不易得到。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可测量雷达转角的汇流环以解决现有因雷达基座中测角元件和汇流环布局不合理，而出现的测角元件内孔尺寸较大，增加测角元件成本，可靠性差，增加了雷达基座结构设计复杂度的问题。
6.为了达到上述目的中一个，本技术采用下述技术方案：
7.本技术提供一种可测量雷达转角的汇流环，所述汇流环包括：
8.中空轴，其沿着在上下方向延伸的中心轴线而配置；
9.安装于所述中空轴上的外壳，所述外壳可绕中心轴线相对于所述中空轴转动；
10.位于所述外壳和中空轴结构之间的测角元件，所述测角元件包括：
11.与所述外壳结合固定的外圈结构；
12.同轴配置于所述外圈结构的中部通孔内的内圈结构，所述内圈结构与所述中空轴同轴安装固定；
13.所述汇流环还包括：
14.用以在所述壳体和中空轴之间传递光信号的光旋转连接器，所述光旋转连接器包括有转子和定子，所述光旋转连接器通过定子同轴固定于所述中空轴的端部；
15.结合固定在所述外壳上的拨叉，所述拨叉用以拨动所述转子，使所述转子与壳体同步转动；
16.结合固定在所述外壳上的同步结构，所述同步结构用以和雷达的转动部件相配置，使所述外壳与雷达的转动部件保持同步转动。
17.可选地，所述汇流环还包括连接在所述外壳和中空轴之间的第一导电组件，所述第一导电组件用以在所述壳体和中空轴之间传递低频电信号。
18.可选地，所述汇流环还包括连接在所述外壳和中空轴之间的第二导电组件，所述第二导电组件可在所述壳体和中空轴之间传递用以驱动雷达转动部件转动的电信号。
19.可选地，所述第二导电组件包括有结合固定在所述壳体上的电刷和串套在所述中空轴上的导电环，所述电刷包括：
20.结合固定在所述壳体上的安装部；
21.可滑动的安装在所述安装部上的刷块；以及
22.连接在所述安装部和刷块之间的弹性件，所述弹性件可推动所述刷块，使所述刷块抵接到所述导电环上。
23.可选地，所述内圈结构和外圈结构之间形成有环形间隙。
24.可选地，所述拨叉为管状结构，所述转子配置于所述拨叉内。
25.可选地，所述拨叉和转子之间包括有卡接结构。
26.可选地，所述汇流环还包括：
27.配置在所述壳体和中空轴之间的角接触球轴承，所述角接触球轴承套装在所述中空轴位于测角元件的一端；
28.配置在所述壳体和中空轴之间的深沟球轴承，所述深沟球轴承套装在所述中空轴的另一端。
29.可选地，所述环流环还包括结合固定在所述中空轴底端的固定基座，所述固定基座上设置有用以传输多种信号的固定端电连接器。
30.可选地，所述外壳上设置有用以传输多种信号的旋转端电连接器。
31.本技术的有益效果如下：
32.与现有技术相比较，
33.本发明将测角元件、光旋转连接器、第一导电组件和第二导电组件集成设置在汇流环的外壳和中空轴之间，脱离了将测角元件直接安装在雷达基座相对转动的两部件之间的设计方案，结构紧布局合理，测角元件和光旋转变压器可方便维护维修，同时采用消隙联轴节连接，不仅可容忍一定的不同轴安装误差而且可精确传递旋转角度，使得测角元件显示的角度即为实际角度；测角元件避免大中空设计，可货架采购，降低了成本，提升了可靠性，也缩短了生产周期，同时也降低了雷达基座结构设计的复杂程度。
附图说明
34.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明。
35.图1示出本技术的一个实施例中的汇流环整体结构的纵向剖视图。
36.图2示出本技术的一个实施例中的测角元件的纵向剖视图。
37.图3示出本技术的一个实施例中的低频导电环的纵向剖视图。
38.图4示出本技术的一个实施例中的刷排的整体结构示意图。
39.图5示出本技术的一个实施例中的导电环的纵向剖视图。
40.图6示出本技术的一个实施例中的电刷的结构示意图。
41.图7示出本技术的一个实施例中的光旋转连接器的结构示意图。
具体实施方式
42.在下述的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或者多个实施方式的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施方式。
43.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.还需要说明的是，在本技术的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.为解决现有技术中存在的问题，本技术的一个实施例提供一种可测量雷达转角的汇流环，如图1-7所示，本汇流环包括：中空轴2，其沿着在上下方向延伸的中心轴线而配置，在中空轴2的底端结合固定有用以和雷达固定部件连接的固定基座13，固定基座13上设置有用以传输多种信号的固定端电连接器14，在中空轴2上安装有外壳1，外壳1可绕中心轴线相对于中空轴2转动，外壳1包括有位于上方的固定法兰11，外壳1上设置有用以传输多种信号的旋转端电连接器12。
46.在外壳1和中空轴2结构之间安装有测角元件3，测角元件3的一信号传输端与旋转端电连接器12结合固定，另一信号传输端与固定端电连接器14结合固定，测角元件3具体为高精度双通道旋转变压器，高精度双通道旋转变压器包括有结合固定在外壳1内侧壁面上的外圈结构31，同轴配置于外圈结构31的中部通孔内的内圈结构32，内圈结构32和外圈结构31为分体设置，内圈结构32嵌套固定在中空轴2的端部，内圈结构32与中空轴2同轴安装固定，进一步的，高精度双通道旋转变压器外圈结构31通过多个螺钉同轴安装于外壳1的固定法兰11上，高精度双通道旋转变压器的内圈结构32通过多个螺钉安装于中空轴2的上端，外圈结构31和内圈结构32分别设计有第一安装止口35和第二安装止口34，第一安装止口35和第二安装止口34可保证高精度双通道旋转变压器内圈结构32和外圈结构31的同轴安装，使内圈结构32和外圈结构31之间形成环形间隙33，环形间隙33可保证内外圈之间气息均匀，保证测角元件3测量角度的准确性，同时，安装完成的外壳1和中空轴2同轴度有少量的误差时，也不会出现内圈结构32和外圈结构31发生摩擦的情况。
47.如图1所示，汇流环还包括，用以在外壳1和中空轴2之间传递光信号的光旋转连接器4，光旋转连接器4包括有转子41和定子42，光旋转连接器4通过定子42同轴固定于中空轴2的端部，结合固定在外壳1上的拨叉5，拨叉5用以拨动转子41，使转子41与外壳1同步转动，
拨叉5为管状结构，转子41配置于拨叉5的管孔内，拨叉5和转子41之间包括有卡接结构，具体的，卡接结构包括形成在转子41上方形状为风扇形的凸起结构411和形成在拨叉5底部与该凸起结构411卡接的凸块，通过设置卡接结构可保证拨叉5带动光旋转连接器4同步转动，光旋转连接器4安装于汇流环装置的上端，光旋转连接器4通过安装螺钉固定于中空轴2轴端，安装于外壳1上的拨叉5可拨动光旋转连接器4的转子41部分转动，光旋转连接器4的定子42上的光纤向下穿过中空轴2的内孔连接至固定端电连接器14，光旋转连接器4的转子上的光纤沿外壳1内壁向下走线连接至旋转端电连接器12，光旋转连接器4的具体结构形式为现有技术在此不作赘述。
48.如图1、3和4所示，汇流环还包括配置于外壳1和中空轴2之间的第一导电组件7，第一导电组件7用以在外壳1和中空轴2之间传递低频电信号，第一导电组件7传递的低频电信号用于雷达部件之间的相互控制，具体的，第一导电组件7包括套装在中空轴2上的低频导电环71和结合固定在外壳1内壁面上的低频刷排72，低频刷排72上设置有刷丝721，刷丝721靠自身张力与低频导电环71滑动接触，低频导电环71包括有第一金属环711、第一绝缘环712和第一焊片713，第一金属环711和第一焊片713连接并嵌套在第一绝缘环712上，第一绝缘环712串套固定在中空轴2上。
49.如图1、5和6所示，在汇流环的外壳1和中空轴2之间还配置有第二导电组件8，第二导电组件8可在所述外壳1和中空轴2之间传递用以驱动雷达转动部件转动的电信号，第二导电组件8包括有结合固定在外壳1内壁上的电刷82和串套在中空轴2上且可传输大电流的导电环81，该导电环81包括有第二金属环811、第二绝缘环813和第二焊片812，第二金属环811和第二焊片812连接并嵌套在第一绝缘环712上，第一绝缘环712串套固定在中空轴2上。具体的，如图6所示，电刷82包括有安装部，安装部结合固定在外壳1上，安装部上可滑动的安装有刷块823；在安装部和刷块823之间安装有弹性件，弹性件可推动刷块823，使刷块823抵接到导电环81上。
50.进一步的，安装部包括有若干个容置块821，各容置块821上分别开设有盲孔822，刷块823可滑动的安装在盲孔822内，在各容置块821之间连接有导电片824，导电片824通过导线连接至旋转端电连接器12上，具体的，弹性件为弹簧(图中未示出)，当外壳1围绕中空轴2转动时，刷块823受弹簧的推动和导电环81滑动接触，从而保持电信号的传输，第二导电组件8用以传输的电信号可控制雷达天线的转动。
51.结合固定在外壳1上的同步结构6，同步结构6用以和雷达的转动部件相配置，使外壳1与雷达的转动部件保持同步转动，具体的，本汇流环安装于雷达可产生相对转动的雷达基座结构内，雷达转动部件为雷达基座的转动部，汇流环的外壳1通过同步结构6和雷达基座的转动部连接，具体的，同步结构6为消隙联轴节，当雷达天线转动时，带动雷达基座的转动部转动，转动部带动消隙联轴节转动，消隙联轴节带动汇流环的外壳1相对于中空轴2转动，从而实现流经汇流环的信号在旋转端电连接器12和固定端电连接器14之间的传输，且通过消隙联轴节可保证雷达天线在反向转动时的无间隙传动，精确传递转动角度，有效指示方位转角信息，且可允许汇流环与雷达基座的转动部在同轴度方面的安装误差。
52.本发明通过在汇流环结构内集成测角元件3并配合消隙联轴节可精确测量雷达基座转动部的转角，降低了雷达基座结构设计的复杂程度。通过设置光旋转连接器4、第一导电组件7和第二导电组件8可使汇流环同时传递光信号和不同的电信号，进而使汇流环装置
更加适合雷达系统的使用。
53.如图1所示，为了提升汇流环的性能和使用寿命，汇流环还包括有配置在外壳1和中空轴2之间的成对安装的角接触球轴承9，角接触球轴承9套装在中空轴2位于测角元件3的一端，在中空轴2上远离测角元件3的一端串套固定有位于外壳1和中空轴2之间的深沟球轴承10，成对的角接触球轴承9用于承受轴向和径向载荷，角接触球轴承9采用四点固定安装法；深沟球轴承10采用浮动安装法，角接触球轴承9和深沟球轴承10均采用p4级精度，角接触球轴承9、中空轴2、深沟球轴承10组成汇流环的轴系结构，轴系结构即提高轴系的回转精度也可消除轴系热胀冷缩影响；成对角接触球轴承9位于高精度双通道旋转变压器的一端，可有效提升双通道旋转变压器的安装精度。
54.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

技术特征：
1.一种可测量雷达转角的汇流环，其特征在于，所述汇流环包括：中空轴，其沿着在上下方向延伸的中心轴线而配置；安装于所述中空轴上的外壳，所述外壳可绕中心轴线相对于所述中空轴转动；位于所述外壳和中空轴结构之间的测角元件，所述测角元件包括：与所述外壳结合固定的外圈结构；同轴配置于所述外圈结构的中部通孔内的内圈结构，所述内圈结构与所述中空轴同轴安装固定；所述汇流环还包括：用以在所述壳体和中空轴之间传递光信号的光旋转连接器，所述光旋转连接器包括有转子和定子，所述光旋转连接器通过定子同轴固定于所述中空轴的端部；结合固定在所述外壳上的拨叉，所述拨叉用以拨动所述转子，使所述转子与壳体同步转动；结合固定在所述外壳上的同步结构，所述同步结构用以和雷达的转动部件相配置，使所述外壳与雷达的转动部件保持同步转动。2.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述汇流环还包括连接在所述外壳和中空轴之间的第一导电组件，所述第一导电组件用以在所述壳体和中空轴之间传递低频电信号。3.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述汇流环还包括连接在所述外壳和中空轴之间的第二导电组件，所述第二导电组件可在所述壳体和中空轴之间传递用以驱动雷达转动部件转动的电信号。4.根据权利要求3所述的汇流环，其特征在于，所述第二导电组件包括有结合固定在所述壳体上的电刷和串套在所述中空轴上的导电环，所述电刷包括：结合固定在所述壳体上的安装部；可滑动的安装在所述安装部上的刷块；以及连接在所述安装部和刷块之间的弹性件，所述弹性件可推动所述刷块，使所述刷块抵接到所述导电环上。5.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述内圈结构和外圈结构之间形成有环形间隙。6.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述拨叉为管状结构，所述转子配置于所述拨叉内。7.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述拨叉和转子之间包括有卡接结构。8.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述汇流环还包括：配置在所述壳体和中空轴之间的角接触球轴承，所述角接触球轴承套装在所述中空轴位于测角元件的一端；配置在所述壳体和中空轴之间的深沟球轴承，所述深沟球轴承套装在所述中空轴的另一端。9.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述环流环还包括结合固定在所述中空轴底端的固定基座，所述固定基座上设置有用以传输多种信号的固定端电连接器。10.根据权利要求1所述的汇流环，其特征在于，所述外壳上设置有用以传输多种信号
的旋转端电连接器。

技术总结
本申请实施例公开一种可测量雷达转角的汇流环，汇流环包括：中空轴，安装于中空轴上的外壳，外壳可绕中空轴的中心轴线相对于中空轴转动；位于外壳和中空轴结构之间的测角元件，测角元件包括：与外壳结合固定的外圈结构；同轴配置于外圈结构的中部通孔内的内圈结构，内圈结构与中空轴同轴安装固定；汇流环还包括：用以在壳体和中空轴之间传递光信号的光旋转连接器，结合固定在外壳上的同步结构，同步结构用以和雷达的转动部件相配置，使外壳与雷达的转动部件保持同步转动。本发明将测角元件集成安装汇流环结构内，结构布局合理，避免了测角元件大中空设计，提升了可靠性，降低了成本，降低了雷达基座结构设计的复杂程度。降低了雷达基座结构设计的复杂程度。降低了雷达基座结构设计的复杂程度。


技术研发人员：王笃星 魏秋云
受保护的技术使用者：北京无线电测量研究所
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/7/27