DE3244225A1

DE3244225A1 - Anordnung zum positionieren von vorrichtungen wie antennen, solargeneratoren o.ae.

Info

Publication number: DE3244225A1
Application number: DE19823244225
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 6901 Wiesenbach Auer; Klaus Dipl.-Ing.(FH) 6905 Schriesheim Kierschke
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1984-05-30

Description

Anordnung zum Positionieren von Vorrichtungen
wie Antennen, Solargeneratoren o.a.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Positionieren von Vorrichtungen wie Antennen, Solargeneratoren o.ä., bestehend aus einem Grundkörper, einen an den Grundkörper senkrecht und zu diesem drehbar gelagerten ersten Körper, einen am ersten Körper mit zur Drehachse des ersten Körpers schräg stehender Achse drehbar gelagerten zweiten Körper, wobei dieser eine zur Drehachse des zweiten Körpers schräg stehende Tragfläche aufweist.
Eine solche Anordnung ist bekannt. Diese zeigt einen auf dem Grundkörper drehbar gelagerten zylindrischen Körper, dessen eine, einem zweiten zylindrischen Körper zugewandte Stirnfläche abgeschrägt ist. Die Abschrägung entspricht dabei genau der Abschrägung der Stirnfläche des zweiten Körpers, wobei diese sich gegenüberliegenden Stirnflächen ebenfalls drehbar miteinander verbunden sind. Werden nun diese beiden Körper gegeneinander verdreht, dann beschreibt der zweite Körper mit der der abgeschrägten Stirnfläche gegenüberliegenden Stirnfläche einen Kreis. In Verbindung mit der Drehung des ersten Körpers auf dem Grundkörpers ist damit jeder beliebige Punkt innerhalb des Kreises ansteuerbar. Um eine auf dem zweiten Körper gelagerte Anschlußplatte gegen eine Verdrehung in Bezug auf den Grundkörper zu sichern, ist eine Verbindung zwischen Grundkörper und Anschlußplatte in Form eines Membranbalgs vorgesehen. Bedingt durch die begrenzte Möglichkeit einen Membranbalg zu kippen, können nur relativ kleine Bewegungen ausgeführt werden. Außerdem entstehen bei starker Kippung eines Membranbalges Fehler die nicht vernachlässigbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Anordnung zu schaffen, mit der ein Positionieren von Antennen, Soargeneratoren o.ä. über einen weiten Winkelbereich, insbesondere über 180O möglich ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der von den Drehachsen eingeschlossene kleinere Winkel dem von der zweiten Drehachse und einer auf der Tragfläche stehenden Senkrechten eingeschlossenen kleinere Winkel entspricht und wobei die Summe dieser beiden Winkel insbesondere 90O beträgt.
In einer Weiterbildung der Erfindung liegt die Lagerebene des zweiten Körpers nicht in der Drehachse des ersten Körpers, sondern derart außerhalb der Drehachse, daß der Schnittpunkt der beiden Drehachsen auf der Tragfilächenebene bzw. in der Mitte der Tragflächenebene liegt. Das hat den Vorteil, daß bei Positionierbewegungen die Grundposition beispw. einer Antenne beibehalten wird und diese lediglich um die Grundposition geschwenkt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in der Verwendung einer drehbar gelagerten Zwischenscheibe, die eine Antenne o.ä. von Drehbewegungen der Körper entkoppelt, zu sehen.
Beispielsweise kann diese Zwischenscheibe durch einen Stellmotor in einer dem Grundkörper zugeordneten Lage gehalten werden. Die auf der Zwischenscheibe befestigten Vorrichtungen sind damit völlig von den Drehbewegungen der Körper entkoppelt. In vorteilhafter Weise werden sämtliche Drehbewegungen von Motoren, insbesondere Schrittmotoren mit hoher Winkelauflösung durchgeführt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert.
Es zeigen Fig. 1 eine Positioniereinrichtung in vereinfachter Darstellung, Fig. 2 eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Positioni erei nri chtung, Fig. 3 eine Positioniereinrichtung mit versetzten Drehachsen.
Satelliten verwenden üblicherweise zur Nachrichtenübertragung Richtantennen, die entsprechend dem Standort von Sender bzw. Empfänger ausgerichtet werden. Diesem Standort müssen, vor allem wenn es sich um erdnahe Satelliten handelt, die Antennen kontinuierlich nachgeführt werden. Bei der wegen Minimierung der Sendeleistung starken Bündelung der Sendeenergie ist außerdem auch eine genaue Ausrichtung der Antenne erforderlich. Diese Ausrichtung kann mittels einer Positioniereinrichtung, die über einen großen Schwenkbereich einstellbar ist, bewerkstelligt werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Positioniereinrichtung weist einen Grundkörper 1 auf, mit welchem diese an die Satellitenstruktur angeflanscht ist. Auf diesem Grundkörper ist ein zylindrischer Körper 2 um die Achse 3 drehbar gelagert. Eine Verdrehung dieses Körpers erfolgt mittels eines Stellantriebs 4.
Dieser besteht z.B. aus einem Schrittmotor, der mit einem nachgeschalteten Getriebe eine hohe Winkelauflösung erreicht.
Der zylindrische Körper 2 ist an der oberen Stirnfläche mit einer Schräge versehen - in diesem Beispiel beträgt sie 45".
An dieser abgeschrägten Fläche ist ein weiterer zylindrischer Körper 6 mit senkrecht auf dieser Fläche stehender Achse gelagert. Auch hier besorgt ein Stellantrieb 5 eine Drehbewegung des zylindrischen Körpers 6. Dieser Körper ist in der gezeigten Stellung durch eine der Schräge des Körpers 5 entsprechenden Schräge in einer zu dem Grundkörper rechtwinkligen Ausrichtung. Ein weiterer auf dem Körper 6 angeordneter Stellantrieb 7 ist in der Lage, eine auf der äußeren Stirnfläche des Körpers 6 drehbar gelagerte Zwischenscheibe 8 zu verdrehen. Diese Zwischenscheibe 8 ist mit Aufnahmebohrungen 9 zur Befestigung einer Vorrichtung bspw. einerAntenne oder eines Solararrays versehen. Durch Schwenkbewegungen der Stellantriebe 4, 5 ist die Positioniereinrichtung in der Lage, eine Vorrichtung'Antenne o.ä. innerhalb eines Raumwinkels von 180O in jede beliebige Position zu schwenken. Mittels des Stellantriebs 7 können Drehbewegungen der Antriebe derart kompensiert werden, daß eine zum Grundkörper 1 relative Ausrichtung erhalten bleibt. Dieses ist besonders dort von Vorteil, wo eine Antenne zwar geschwenkt werden soll, eine Verdrehung aber nicht zulässig ist.
Die in Fig. 2 gezeigte Variante der Positioniereinrichtung zeigt ebenfalls einen auf einem Grundkörper 10 drehbar gelagerten zylindrischen Körper 11 der über den Stellantrieb 12 geschwenkt werden kann. An der abgeschrägten Fläche 13 des Körpers 11 ist ein weiterer zylindrischer Körper 16 drehbar mittels des Stellantriebs gelagert. Die Stirnfläche 15 dieses Körpers 16 ist hier jedoch rechtwinklig zur Zylinderform ausgebildet, während die nach außen weisende Stirnfläche eine Schräge die der Schräge des zylindrischen Körpers 11 entspricht, aufweist. Diese Ausführungsform beansprucht bei etwas höherer Bauweise einen geringeren Schwenkradius, bei einigen Anwendungsfällen ist außerdem die höhere Bauweise durch den grösseren Abstand zur Satellitenstruktur vorteilhaft.
In Fig. 3 ist eine besonders vorteilhafte Lösung einer Positioniereinrichtung gezeigt. Auf dem Grundkörper 18 ist der Tragkörper 19 drehbar mittels des Stellantriebs 20 gelagert.
Der Tragkörper enthält eine Aufnahme für einen Stellantrieb 21. Die Ausrichtung dieses Stellantriebs 21 ist so gewählt, daß die Achse 22 die Achse 23 der Lagerung des Tragkörpers 19 unter einem Winkel von 45O schneidet. Der Stellantrieb trägt einen zylindrischen Körper 24 mit unter einem Winkel von 45" abgeschrägter Stirnseite. Damit verläuft die Befestigungsfläche 25 in der gezeigten Stellung parallel zu der Befestigungsfl äche des Grundkörpers und kann ebenfalls über die Stellantriebe 20, 21 innerhalb eines Raumwinkels von 180O beliebig geschwenkt werden. Durch die Einstellung des Schnittpunktes der Achsen 22, 23 auf die Mitte der Befestigungsfläche 25 ist gewährleistet, daß eine aufmontierte Vorrichtung lediglich Kippbewegungen durchführt und ihre Position nicht verändert. Dies ist vor allem dort vorteilhaft, wo z.B.
der Brennpunkt eines nachgeführten Parabolspiegels an einem festen Bezugspunkt verharren soll. Hierzu wird der Schnittpunkt der Achsen 22, 23 in den Brennpunkt gelegt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, durch Variation der Winkel der Drehachsen von zylindrischem Körper bzw. Tragkörper jeden beliebigen Raumwinkel einzustellen. Die einzige Bedingung ist hierbei, daß die Addition der kleinen Winkel zwischen Drehachse und Anlagefläche 90O beträgt.
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Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Positionieren von Vorrichtungen wie Antennen, Solargeneratoren o.ä., bestehend aus einem Grundkörper, einen an den Grundkörper senkrecht und zu diesem drehbar gelagerten ersten Körper, einen am ersten Körper mit zur Drehachse des ersten Körpers schrägstehender Achse drehbar gelagerten zweiten Körper, wobei dieser eine zur Drehachse des zweiten Körpers schrägstehende Tragfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden Drehachsen eingeschlossene kleinere Winkel dem von der zweiten Drehachse und einer auf der Tragfläche stehenden senkrechten eingeschlossenen kleinere Winkel entspricht und wobei die Summe dieser beiden Winkel insbesondere 90" beträgt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnittpunkt der Drehachse des ersten Körpers mit der Drehachse des zweiten Körpers in der Tragflächenebene liegt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehachsenschnittpunkt in der Mitte der Tragflächenebene liegt.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Tragfläche eine drehbar gelagerte Zwischenscheibe angeordnet ist zur Ausrichtung der auf der Zwischenscheibe befestigten Vorrichtungen in bezug zum Grundkörper.
5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebsmotoren zur Ausführung der Drehbewegungen vorgesehen sind.