基于平行四边形机构的天线举升装置设计

刘建坤，南江红，王光辉，翁艺航，黄佳雷

(上海航天电子技术研究所，上海 201109)

作者简介：刘建坤（1988—），男，工程师，硕士，主要研究方向为雷达天线座结构设计，liujiankunytu2007@126.com.

摘要：为了进行雷达天线的举升和撤收，设计了一种基于平行四边形机构的雷达天线举升装置。首先根据平行四边形机构的运动原理，完成了雷达天线举升装置的构型设计和总体布局设计；其次对天线举升装置进行了运动学分析和静力学分析，并建立了运动学方程和静力平衡方程，进而分析了天线举升装置中重要零部件的受力情况；最后完成了零部件的结构设计和重要零部件的强度校核，并分析了天线举升装置在八级风载荷作用下的稳定性。分析结果显示各项性能满足技术指标要求。

关键词：平行四边形机构；天线举升装置；运动学；稳定性分析

中图分类号：TH112.1      文献标识码：A      文章编号：2095-509X(2021)05-0033-06

现代战争对地面雷达的机动性和环境适应性提出了更高的要求^［1-2］。现代车载雷达通常处于两种状态——工作状态和运输状态。在工作状态时为了减小地物载波对雷达系统的影响，需要天线举升装置将雷达天线升至要求的高度，工作完成后降低天线的高度，使其处于运输状态，满足公路和铁路运输的要求。因此，需要设计一种天线举升装置实现雷达天线的升降，完成工作状态和运输状态的转换。目前雷达天线举升装置的机构形式主要有翻转式、升降筒式和多连杆式，以及上述方式中两种或多种形式的组合方式^［3-4］。翻转式天线举升装置^［5］其天线或天线座与载车底盘通过铰链连接，液压缸或电动缸推动天线翻转到指定角度；升降筒式天线举升装置采用多级套筒^［6］依次嵌套的方式实现天线的升降；多连杆式天线举升装置^［7-8］是通过多个平面连杆机构实现天线的升降。平行四边形机构具有良好的移植性和通用性，在雷达车上使用该机构可满足机动性好、越野能力强、架撤方便等要求。基于受力均布的考虑，将两套平行四边形机构布置于载车的两侧^［9-10］，既能提高系统的稳定性，节省出的中部空间还可用于集中布置其他设备。

本文根据平行四边形机构的原理设计了一种基于平行四边形机构的天线举升装置。

1 举升装置技术指标

基于平行四边形机构设计的天线举升装置主要技术指标如下。

1）举升高度：≥1.5 m。

2）举升/撤收时间：≤3 min。

3）举升质量：＞500 kg。

4）系统自重：＜350 kg。

5）到位精度：X＜3′，Y＜3′。

6）八级风（20 m/s）载荷时最大位移量：＜15 mm。

7）举升到位后能够可靠锁定与解锁。

设计天线举升装置时要充分考虑人机工程学，在满足功能技术指标的前提下，还要使其结构紧凑、美观、轻巧。