CN100418265C - 旋转角度微调机构及应用该微调机构的卫星天线 - Google Patents

Abstract

一种旋转角度微调机构，是连接一支承架及设于一基础面上的一基架，支承架用以连接一信号接收装置以构成一卫星天线，并以一第一轴心方向相对于基础面转动而初步定位，微调机构包含一枢转单元及一调整单元，枢转单元形成一平行于第一轴心方向的第二轴心方向的转轴，调整单元则包括一螺杆、一可相对转动地设于螺杆的端部的固定件，及一相对螺合于螺杆上并通过螺杆的转动而沿螺杆长度方向相对移动的活动件，通过螺杆的旋转而改变固定件与活动件的相对距离以进行旋转角度微调的目的。

Description

旋转角度微调机构及应用该微调机构的卫星天线

【技术领域】

本发明是有关于一种旋转角度微调机构，特别是指一种应用于卫星天线而可对水平方位角度及/或直立仰角角度进行微幅调整的微调机构。

【背景技术】

已知卫星天线是用以接收卫星所传送至地面的信号，而目前卫星信号的频率已经由KU频提升至KA频，因此对于天线接收的指向性更加敏感，即导因于KA频的天线辐射波瓣宽(Antenna Radiation Lobes Beamwidth)较窄，而以现行卫星天线的安装而言，大部份皆以人工方式进行初步对位以及微调，然而现有卫星天线皆仅仅设计粗略的调整机构，故一旦在天线指向性的敏感度要求大幅提高的条件下，人工方式的微调不但费时耗力，且往往无法达到相当精确的程度，以致影响卫星信号的接收效果甚钜。

【发明内容】

因此，本发明的目的，是在提供一种通过机械性螺合连动设计以达到小幅且精确调整旋转角度作用的微调装置。

本发明的再一目的，是在提供一种利用该微调装置而能够精确调整水平方位角度及/或直立仰角角度的卫星天线。

本发明的旋转角度微调机构是提供一支承架及一基架的连接，而支承架可用以连接一信号接收装置以构成一卫星天线，基架则设于一基础面上，在支承架以一第一轴心方向相对于基础面转动并初步定位后，可由微调机构进一步进行精确定位，而微调机构包含一枢转单元及一调整单元。

枢转单元形成一连接于支承架的第一连结部及一连接于基架的第二连结部，第一连结部并以平行于第一轴心方向之一第二轴心方向而可相对于第二连结部转动。调整单元包括一螺杆、一可相对转动地设于螺杆的端部并与螺杆的另一端部保持相对距离不变的固定件，及一相对螺合于螺杆上并通过螺杆的转动而沿螺杆长度方向相对移动的活动件，使得固定件及活动件是分别定位于第一连结部及第二连结部。

本发明的功效在于，通过螺杆的旋转而改变固定件与活动件的相对距离时，可连动第一连结部及第二连结部以第二轴心方向微幅地相对转动而改变相互间的夹角.进而达到支承架对应于基础面进行旋转角度微调的目的。

【附图说明】

图1是本发明的旋转角度微调机构之一实施例应用于一卫星天线的立体图；

图2是图1的组合后部份构件立体图；

图3是该实施例的水平方位角度微调动作示意图；及

图4是该实施例的直立仰角角度微调动作示意图。

【具体实施方式】

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之一实施例的详细说明中，将可清楚的明白。

参阅图1与图2，本发明的旋转角度微调机构之一实施例是应用于一卫星天线100，使得卫星天线100可定位在一如大楼外墙、顶楼楼板等的基础面(图未示)上，用以接收一位在相对于地球上空固定位置上的卫星所发射的信号。而由卫星天线100的整体构造来看，其包含有一信号接收装置1、一基架2、一支承架3及一微调机构4。

信号接收装置1包括有一碟形反射板11及一集波器12，是针对卫星所发射的无线信号特性所设计，此部份因非关本发明的重点，于此不拟详加叙述。

基架2包括一固定于基础面的直立杆21及以一可套锁于直立杆21端部的套筒部22，套筒部22在直立杆21端部长度方向上设计有一开槽23，并在开槽23对应的两侧各形成一凸耳片221。开槽23使得套筒部22的直径可略为弹性扩张及束缩，在套筒部22未与直立杆21端部固定时，套筒部22得以第一垂直轴心方向V1相对于直立杆21转动而初步调整套筒部22相对于直立杆21的水平方位角度，再通过多个螺栓24穿过二凸耳片221后锁合二凸耳片221而使其相互接近，造成套筒部22束紧于直立杆21的端部而固定。

支承架3的角落处各形成一固定部31，可藉螺栓32连接碟形反射板11，另，集波器12是利用一支架(图未示)固定在离碟形反射板11前方固定距离的位置处。支承架3通过枢转单元(容后叙述)的设计而能以一第一水平轴心方向H1初步调整支承架3相对于基础面的直立仰角角度。

微调机构4包括一枢转单元、一可对方位角度进行微调的第一调整单元45及一可对仰角角度进行微调的第一调整单元46。而必须指出的是，由于本实施例是用以在方位角度及仰角角度等两方向上进行微调，因此才有第一调整单元45及第一调整单元46的设计，若仅在单一方向进行微调时，实际上仅需设置一调整单元即可。

枢转单元的主要作用在于连接支承架3及基架2，同时在支承架3与基架2能够以第一垂直轴心方向V1及第一水平轴心方向H1相互转动而改变位置以外，另外提供作为微调使用之一平行于第一垂直轴心方向V1的第二垂直轴心方向V2、以及一平行于第一水平轴心方向H1的第二水平轴心方向H2的转动功能，基于此一设计概念，只要使枢转单元形成一连接于支承架3的第一连结部及一连接于基架2的第二连结部，且第一连结部能以平行于第一垂直轴心方向V1或第一水平轴心方向H1相对于第二连结部转动即可。但本例中，为了结合方位及仰角微调的目的，实际上，枢转单元是采具有一座板41、一底架42、一立架43及一连结架44的设计，其中：

座板41呈一平板状，以焊接或一体成型的方式连接于套筒部22的上缘处，使得座板41与套筒部22可同步改变位置。

底架42概以水平面方向延伸，其是以一直立方向延伸的枢轴424枢接于座板41上，使底架42能以平行于第一垂直轴心方向V1的第二垂直轴心方向V2相对于座板41转动。

立架43概以直立方向延伸，其下端两侧各以一水平方向延伸的枢轴432与底架42一端构成枢接形态，使得立架43得以平行于第一水平轴心方向H1的第二水平轴心方向H2相对于底架42转动。

连结架44具有一平面部441及二形状概呈四分之一圆且位于平面部441相反两边缘而平行间隔排列的翼部442，平面部441用以与支承架3锁合连接，而各翼部442上的对应位置处各利用一以第一水平轴心方向H1为中心的枢轴445枢接于一位于两翼部442中间的立架43上，使连结架44带动支承架3能以第一水平轴心方向H1相对于立架43转动，而翼部442在枢轴445下方设有一以枢轴445为中心呈弧形延伸的导槽443，导槽443一侧对应地设有一角度刻度表444，此外，并利用一通过导槽443同时可相对于导槽443内移动以锁固于立架42上的螺栓446作为锁定之用，在螺栓446未与立架43锁紧时，连结架44是可相对立架43转动并参考角度刻度表444而初步调整支承架3的仰角，而藉螺栓446夹固导槽443边缘相对于立架43的位置时则可概略定位支承架3的仰角角度位置。

同时辅以图3所示，就水平方位角度的微调而言，承前述的第一连结部及第二连结部可相互枢转的枢接单元的设计概念，底架42、立架43及连结架44的结合可视为第一连结部，座板41则可视为第二连结部。而第一调整单元45具有一螺杆451、一固定件452及一活动件453，螺杆451表面具有螺距相当小的螺纹，而固定件452是可相对转动地设于螺杆451的端部并与螺杆451的另一端部保持相对距离不变，活动件453内设有一配合螺杆451螺纹螺距的内螺孔，使活动件453可螺合于螺杆451上，通过螺杆451的转动使活动件453沿螺杆451长度方向相对移动，而固定件452及活动件453是分别以一假想轴线可偏转地定位于底架42(第一连结部)及座板41(第二连结部)上，且螺杆451的旋转轴心是垂直地通过该等假想轴心，另外，第一调整单元45更具有一结合于螺杆451且延伸方向与螺杆451长度方向垂直交错的横杆454，横杆454可提供一定长度的力矩而利于操作者转动螺杆451之用。

如此，当通过螺杆451的旋转而改变固定件452与活动件453的相对距离时，由于活动件453所在位置为固定，反而造成螺杆451相对运动而拉引固定件452移动，故可连动底架42及座板41以第二垂直轴心方向V2微幅地相对转动而改变相互间的夹角，故当支承架3以第一垂直轴心方向V1相对于基础面初步调整水平方位角度后，可进一步通过转动螺杆451而进行方位角度的微调，且由于螺杆451的旋转轴心是垂直地交叉通过固定件452及活动件453分别相对于底架42及座板41枢转的假想轴线，因此避免螺杆451传动固定件452与活动件453时产生其他方向的分力，可有效避免对微调精度上的影响。此外，第一调整单元45并设有一沿螺杆451轴心方向锁合在固定件452上并抵接于螺杆451末端的调整螺栓457，可用以确保固定件452于螺杆451的轴心方向上不会有相对移动产生，藉此可提高传动精度。

而座板41更设有一方位刻度标示411，底架42的对应位置处则具有一呈尖端状的指示部421，作为指示水平方位微调的角度值而便于操作者作精密微调时使用。再者，为了在微调后固定其位置，螺杆451上更设有如螺帽形态之一第一止动螺合件455及一第二止动螺合件456，第一止动螺合件455与第二止动螺合件456是螺合于螺杆451上且分别位于活动件453的相反两侧，当微调至定位时，使第一止动螺合件455与第二止动螺合件456相对于螺杆451转动而分别接触活动件453，藉以产生一夹紧活动件453的力量.即可锁定活动件453对应于螺杆451的位置而达到定位的功能。

同理，参考图1、图2及图4所示，就直立仰角角度的微调而言，连结架44及立架43的组合可视为一第一连结部，底架42及座板41的结合则可视为第二连结部，而第一调整单元46大致与第一调整单元45设计相同，具有一螺杆461、一固定件462及一活动件463，使固定件462以一假想轴线可偏转地位于立架43上端及连结架44的二翼部442中间，活动件463亦以一假想轴线可偏转地枢接于底架42两侧所形成的二凸耳423中间，且螺杆461的转动轴心则垂直通过固定件462与活动件463的正中心点，且与固定件462和活动件463的假想轴线相交叉，以避免产生其他方向的分力，此外，亦设有一锁合于固定件462上以抵接于螺杆461端部以提高传动精度的调整螺栓467。

在连结架44以第一水平轴心方向H1相对于立架43转动并互为定位，而初步调整支承架3相对于基础面的直立仰角角度后，通过转动螺杆461而可使连结架44与立架43一体地以第二水平轴心方向H2相对于底架42进行仰角角度的微调。同样地，底架42的一侧设有一仰角刻度标示422，而立架43的一边缘则形成一对应的指示部431，可用以指示操作者对直立仰角微调的角度值。而螺杆461上分别位于活动件463的相反两侧同样设有一第一止动螺合件465及一第二止动螺合件466，使第一止动螺合件465与第二止动螺合件466产生一夹紧活动件463的力量而达到定位的功能。

此外，参考图1，为了进一步提高微调的精度，在上述轴孔或螺孔内可使用衬套以减少两配合件之间相对转动的间隙，如套设于枢轴445上的衬套447，或套设于枢轴432上的衬套437等，以增加两配合件之间的传动精度且提高同心度，达到精密微调的目的。

归纳上述，本发明的旋转角度微调机构及应用微调机构的卫星天线100，在支承架3以第一垂直轴心方向V1及第一水平轴心方向H1相对于基础面初步调整所需的方位角度及仰角角度后，通过枢接单元的设计进而产生一平行第一垂直轴心方向V1以作为方位角度微调转轴的第二垂直轴心方向V2，及一平行第一水平轴心方向H1以作为仰角角度微调转轴的第二水平轴心方向H2，经由第一调整单元45及第一调整单元46的螺杆451、461的螺合连动机构，由螺杆451、461的较小螺距设计而使得支承架3以第二垂直轴心方向V2及第二水平轴心方向H2相对于基础面进一步精密调整至正确的方位角度及仰角角度，消弭以往以人工进行微调的缺点，故确实能达到本发明的目的。

惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，而上述卫星天线虽以方位角度及仰角角度微调作为说明，然亦可仅对单一旋转方向的角度进行微调，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (25)

1. 一种旋转角度微调机构，提供一支承架及一基架的连接，而该基架则设于一基础面上，在该支承架以一第一轴心方向相对于该基础面转动并初步定位后，由该微调机构进一步进行精确定位，该微调机构包含：

一枢转单元，形成一连接于该支承架的第一连结部及一连接于该基架的第二连结部，该第一连结部并以平行于该第一轴心方向的一第二轴心方向而可相对于该第二连结部转动；及

一调整单元，包括一螺杆、一可相对转动地设于该螺杆的端部并与该螺杆的另一端部保持相对距离不变的固定件，及一螺合于该螺杆上并通过该螺杆的转动而沿该螺杆长度方向相对移动的活动件，使得该固定件及该活动件是分别定位于该第一连结部及该第二连结部，在通过该螺杆的旋转而改变该固定件与该活动件的相对距离时，可连动该第一连结部及该第二连结部以该第二轴心方向微幅地相对转动而改变相互间的夹角，进而达到使该支承架对应于该基架旋转角度微调的目的。

2. 根据权利要求1所述的旋转角度微调机构，其特征在于，该调整单元更包括一第一止动螺合件及一第二止动螺合件，该第一止动螺合件与该第二止动螺合件是螺合于该螺杆上且分别位于该活动件的相反两侧，藉该第一止动螺合件与该第二止动螺合件相对于该螺杆转动而分别接触该活动件后产生一夹紧该活动件的力量，进而锁定该活动件对应于该螺杆的位置。

3. 根据权利要求1所述的旋转角度微调机构，其特征在于，该调整单元更包括一结合于该螺杆且延伸方向与该螺杆长度方向呈一角度交错的横杆，藉该横杆提供一定长度的力矩以利转动该螺杆。

4. 根据权利要求1所述的旋转角度微调机构，其特征在于，该调整单元的该固定件及该活动件各以相互平行之一假想轴线分别可枢转地定位于该第一连结部及该第二连结部，而该螺杆的转动轴心垂直地通过所述假想轴线。

5. 根据权利要求1所述的旋转角度微调机构，其特征在于，该调整单元更包括一沿该螺杆的转动轴心方向锁合在该固定件上并抵接于该螺杆末端的调整螺栓，以消除该固定件与该螺杆的间隙。

6. 根据权利要求1所述的旋转角度微调机构，其特征在于，在该第一轴心方向与该第二轴心方向上的螺孔内进一步使用一衬套，以减少两配合件之间相对转动的间隙。

7. 一种卫星天线，定位于一基础面以接收一卫星信号，该卫星天线包含：

一信号接收装置，包括一碟形反射板及一集波器；

一基架，连接该基础面；

一支承架，连接该碟形反射板及该集波器，该支承架并以一第一轴心方向相对于该基础面转动并初步定位；及

一微调机构，包括：

一枢转单元，形成有一连接于该支承架的第一连结部及一连接于该基架的第二连结部，该第一连结部并以平行于该第一轴心方向的一第二轴心方向可相对于该第二连结部转动；及

一调整单元，具有一螺杆、一可相对转动地设于该螺杆的端部并与该螺杆的另一端部保持相对距离不变的固定件，及一螺合于该螺杆上并通过该螺杆的转动而沿该螺杆长度方向相对移动的活动件，使得该固定件及该活动件是分别定位于该第一连结部及该第二连结部，在通过该螺杆的旋转而改变该固定件与该活动件的相对距离时，可连动该第一连结部及该第二连结部以该第二轴心方向微幅地相对转动而改变相互间的夹角，进而达到使该支承架对应于该基架旋转角度微调的目的。

8. 根据权利要求7所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的调整单元更具有一第一止动螺合件及一第二止动螺合件，该第一止动螺合件与该第二止动螺合件是螺合于该螺杆上且分别位于该活动件的相反两侧，藉该第一止动螺合件与该第二止动螺合件相对于该螺杆转动而分别接触该活动件后产生一夹紧该活动件的力量，进而锁定该活动件对应于该螺杆的位置。

9. 根据权利要求7所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的调整单元更具有一结合于该螺杆且延伸方向与该螺杆长度方向呈一角度交错的横杆，藉该横杆提供一定长度的力矩以利转动该螺杆。

10. 根据权利要求7所述的卫星天线，其特征在于，该调整单元的该固定件及该活动件各以相互平行之一假想轴线分别可枢转地定位于该第一连结部及该第二连结部，而该螺杆的转动轴心垂直地通过所述假想轴线。

11. 根据权利要求7所述的卫星天线，其特征在于，该基架包括一固定于该基础面的直立杆及一呈垂直于该第一轴心方向延伸，相对该直立杆转动，并套锁于该直立杆的端部的套筒部，使该支承架可相对于该基础面初步调整水平方位角度，其中垂直于该第一轴心方向为第一垂直轴心方向。

12. 根据权利要求11所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的枢转单元具有一座板、一底架、一立架及一连结架，该底架是以平行于该第一垂直轴心方向的一第二垂直轴心方向相对于该座板可转动地枢接，该连结架是以呈水平的该第一轴心方向与该立架可转动地枢接，使该连结架及该立架形成该第一连结部，由该连结架与该支承架接合，而该底架及该座板则结合成一体以形成该第二连结部，该座板连接于该套筒部，使得该调整单元的固定件位于该底架上，该活动件则连接于该座板上，通过转动该螺杆而进行方位角度的微调。

13. 根据权利要求11所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的枢转单元包括一座板、一底架、一立架及一连结架，该连结架是以呈水平的该第一轴心方向与该立架可转动地枢接，使该连结架及该立架形成该第一连结部，由该连结架与该支承架接合，而该底架及该座板则结合成一体以形成该第二连结部，该座板连接于该套筒部，又该立架是以平行于该第一轴心方向的一第二轴心方向可相对于该底架转动，使得该调整单元的固定件位于该连结架上，该活动件则连接于该底架上，在该连结架以该第一轴心方向相对于该立架转动并互为定位，以初步调整该支承架相对于该基础面的直立仰角角度后，通过转动该螺杆而进行仰角角度的微调。

14. 根据权利要求7所述的卫星天线，其特征在于，该调整单元更包括一沿该螺杆的转动轴心方向锁合在该固定件上，并抵接于该螺杆末端的调整螺栓，以消除该固定件与该螺杆的间隙。

15. 根据权利要求7所述的卫星天线，其特征在于，在该第一轴心方向与该第二轴心方向上的螺孔内更使用一衬套，以减少两配合件之间相对转动的间隙。

16. 一种卫星天线，定位于一基础面以接收一卫星信号，该卫星天线包含：

一信号接收装置，包括一碟形反射板及一集波器；

一基架，包括一固定于该基础面的直立杆及以一第一垂直轴心方向相对转动而套锁于该直立杆端部的一套筒部；

一支承架，连接该碟形反射板及该集波器；及

一微调机构，包括：

一枢转单元，具有一座板、一底架、一立架及一连结架，该座板连接于该套筒部，该底架则以平行于该第一垂直轴心方向的一第二垂直轴心方向相对于该座板可转动地枢接，该连结架连接该支承架并以一第一水平轴心方向与该立架可转动地枢接，又该立架亦以平行于该第一水平轴心方向的一第二水平轴心方向相对于该底架可转动地枢接；

一第一调整单元，具有第一螺杆、一可相对转动地设于该螺杆的端部并与该螺杆的另一端部保持相对距离不变的第一固定件，及一螺合于该螺杆上并通过该螺杆的转动而沿该螺杆长度方向相对移动的第一活动件，使得该第一固定件及该第一活动件各以一假想轴线分别可枢转地定位于该底架及该座板上，而该第一螺杆的转动轴心则分别垂直地通过所述假想轴线，在通过该第一螺杆的旋转而改变该第一固定件与该第一活动件的相对距离时，可连动该底架及该座板以该第二垂直轴心方向微幅地相对转动而改变相互间的夹角，在该支承架以该第一垂直轴心方向相对于该基础面初步调整水平方位角度后，通过转动该第一螺杆而进行方位角度的微调；

一第二调整单元，亦具有第二螺杆、一可相对转动地设于该螺杆的端部并与该第二螺杆的另一端部保持相对距离不变的第二固定件，及一螺合于该第二螺杆上并通过该第二螺杆的转动而沿该第二螺杆长度方向相对移动的第二活动件，使得该第二固定件及该第二活动件各以一假想轴线分别可枢转地定位于该连结架及该底架上，而该第二螺杆的转动轴心则分别垂直地通过该第二固定件与该第二活动件的正中心点，且与所述假想轴线相交叉，在通过该第二螺杆的旋转而改变该第二固定件与该第二活动件的相对距离时，可连动该连结架及该立架以该第二水平轴心方向微幅地相对转动而改变相互间的夹角，在该支承架以该第一水平轴心方向相对于该基础面初步调整直立仰角角度后，通过转动该第二螺杆而进行仰角角度的微调。

17. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的第一调整单元更具有一第一止动螺合件及一第二止动螺合件，该第一止动螺合件与该第二止动螺合件是螺合于该第一螺杆上且分别位于该第一活动件的相反两侧，藉该第一止动螺合件与该第二止动螺合件相对于该第一螺杆转动而分别接触该第一活动件后产生一夹紧该活动件的力量，进而锁定该第一活动件对应于该第一螺杆的位置。

18. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的第二调整单元更具有一第一止动螺合件及一第二止动螺合件，该第一止动螺合件与该第二止动螺合件是螺合于该第二螺杆上且分别位于该第二活动件的相反两侧，藉该第一止动螺合件与该第二止动螺合件相对于该第二螺杆转动而分别接触该第二活动件后产生一夹紧该活动件的力量，进而锁定该第二活动件对应于该第二螺杆的位置。

19. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的第一调整单元更包括一结合于该第一螺杆且延伸方向与该第一螺杆长度方向呈一角度交错的第一横杆，藉该第一横杆提供一定长度的力矩以利转动该第一螺杆。

20. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该微调机构的第二调整单元更包括一结合于该第二螺杆且延伸方向与该第二螺杆长度方向呈一角度交错的第二横杆，藉该第二横杆提供一定长度的力矩以利转动该第二螺杆。

21. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该枢转单元的连结架设有一以该第一水平轴心方向为中心呈弧形延伸的导槽，及一通过该导槽并可相对于该导槽内移动以锁固于该立架的螺栓，藉该螺栓以夹固该导槽边缘相对于该立架的位置，藉以初步定位该支承架相对于该基础面的仰角角度。

22. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该枢转单元的座板设有一方位刻度标示，而该底架具有一对应的指示部，用以指示水平方位微调的角度值。

23. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该枢转单元的底架设有一仰角刻度标示，而该立架具有一对应的指示部，用以指示直立仰角微调的角度值。

24. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，该第一调整单元更包括一沿该第一螺杆的转动轴心方向锁合在该第一固定件上并抵接于该第一螺杆末端的调整螺栓，以消除该第一固定件与该第一螺杆的间隙。

25. 根据权利要求16所述的卫星天线，其特征在于，在该第一轴心方向与该第二轴心方向上的螺孔内更使用一衬套，以减少两配合件之间相对转动的间隙。

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