一种船用一体式通信塔

技术领域

本发明涉及信号天线领域，具体涉及一种船用一体式通信塔。

背景技术

船只离岸后也需要和陆地通讯，但是海上的信号很弱，因此需要设置天线来增强信号，由于天线一般放置在高处，且需要减少遮挡，因此难以对天线进行有效的保护，而且海上经常会有恶劣天气，天线很容易受到破坏甚至导致报废。

为了增加天线使用寿命，可以通过在天线不使用时收起保护和恶劣天气下收起保护的方式改善。

目前的天线收放保护装置一般有几个问题，一是难以对一维天线或一维二维混合天线进行收放；二是收放装置往往较大，对于细长的塔型天线不太适用，而且船上空间和载重有限；三是天线收放和天线转动，往往是两个分开的系统，增加了控制复杂度，两个系统会有干涉的隐患。

同时，无论是天线转动还是天线收放，一般都是采用电力驱动，而船上电能又是稀缺能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种船用一体式通信塔，设置成塔型能够将天线摆在高处、设置主天线和支天线配合使用以及设置天线使用时转动，三个方面增强天线收发信号的能力；其中支天线可以缩回到主天线内，减小存放天线的天线外筒的体积，方便安装于塔顶，天线收放和天线转动都是通过螺旋桨驱动并控制，一体式的驱动和控制，控制复杂度低，不会发生干涉。

一种船用一体式通信塔，包括驱动机构、支撑机构和信号收发机构，所述驱动机构包括外壳和螺旋桨，所述螺旋桨通过连杆与蜗杆连接，所述蜗杆与涡轮啮合，所述涡轮与驱动齿轮啮合；

所述支撑机构包括外管、升降支撑管和驱动杆，所述驱动杆与从动齿轮固定连接，且驱动杆滑动连接于升降支撑管内，驱动杆的底部还设有一截螺纹，所述升降支撑管内设有一截相应的内螺纹，所述升降支撑管通过支撑件活动连接于外管内，所述外管固定连接在外壳上；

所述信号收发机构包括天线外筒、主天线和支天线，所述天线外筒转动连接于外管的顶部，所述主天线通过天线托板固定连接于升降支撑管的顶部，天线托板中心设有与升降支撑管内径相同的贯通槽，所述支天线设有若干组且位于主天线内，所述天线托板与天线外筒滑动连接。

优选的，所述外壳的底部固定连接有底板，所述驱动齿轮通过齿轮轴座转动连接在底板上，所述涡轮通过蜗杆轴座转动连接在底板上，所述蜗杆转动连接在支架上，所述支架固定连接在底板上，所述连杆与外壳转动连接。

优选的，所述支天线包括一级支线、二级支线、三级支线、四级支线、五级支线，伸长拉索和缩回拉索，所述五级支线滑动连接于四级支线内，所述四级支线滑动连接于三级支线内，所述三级支线滑动连接于二级支线内，所述二级支线滑动连接于一级支线内，所述一级支线固定连接在主天线内，所述伸长拉索和缩回拉索分别控制支天线伸出和缩回。

优选的，所述主天线内还固定连接有索盘转动杆和中间板，所述索盘转动杆上转动连接有自动收索盘，所述伸长拉索和缩回拉索的前端分别通过伸长索槽和缩回索槽穿过一级支线、二级支线、三级支线、四级支线连接在五级支线上，所述伸长拉索的末端通过滑轮组连接至伸长索连接件，所述缩回拉索的末端连接至自动收索盘。

优选的，所述伸长拉索还通过转向轮，所述转向轮连接在一级支线上，所述滑轮组中的两个滑轮分别连接在天线托板的贯通槽内和中间板的底部。

优选的，所述自动收索盘内设有扭簧，所述扭簧连接在索盘转动杆和自动收索盘之间，所述伸长索连接件转动连接于驱动杆的顶部，且伸长索连接件的两侧设有凸起，所述天线托板的贯通槽壁和升降支撑管的内侧壁上设有一体的连接件槽，所述伸长索连接件两侧的凸起位于连接件槽内并与之滑动连接。

优选的，所述伸长索槽为倒U型并设于一级支线、二级支线、三级支线和四级支线的侧壁内，所述缩回索槽为直线型并设于一级支线、二级支线、三级支线和四级支线的底部。

优选的，所述一级支线、二级支线、三级支线和四级支线的顶部都设有凸起，所述二级支线、三级支线、四级支线、五级支线设有与该凸起相对应的支线滑槽。

优选的，所述天线外筒侧壁上设有外筒滑槽，所述天线托板上设有滑块，所述滑块位于外筒滑槽内并与之滑动连接。

优选的，所述支撑件等距设有若干组，并固定连接在外管的内壁上，所述升降支撑管上等距固定设有相应的顶升件，所述支撑件内设有单向轴承，所述单向轴承的内圈侧壁上固定设有滑轨，且单向轴承的内圈上端设有制动齿，所述升降支撑管外侧壁上设有相应的支撑管滑槽，所述支撑件内设有与制动齿相配合的制动条。

优选的，所述制动条底部固定设有升降杆和限位滑片，所述升降杆下端穿过支撑件并露出一部分，且与支撑件滑动连接，升降杆上还套设有复位弹簧，所述复位弹簧位于支撑件内，并连接在支撑件和升降杆之间，所述限位滑片滑动连接于支撑件内。

优选的，所述支撑件的底部还设有若干滚珠，相邻支撑件之间的距离与相邻顶升件之间的距离相等，且小于驱动杆底部设有螺纹部分的长度，所述滚珠位于支撑件内的滚珠槽内，所述滚珠槽内设有滚珠托板，所述滚珠托板顶在滚珠上，且滚珠托板与滚珠槽之间连接有压缩弹簧。

优选的，所述外管的外壁上设有与船身连接的连接部，外管与连接部转动连接，连接部上方的外管外壁上固定连接有两根摇杆。

本发明的优点在于：设置成塔型能够将天线摆在高处、设置主天线和支天线配合使用以及设置天线使用时转动，三个方面增强天线收发信号的能力；其中支天线可以缩回到主天线内，减小存放天线的天线外筒的体积，方便安装于塔顶，天线收放和天线转动都是通过螺旋桨驱动并控制，一体式的驱动和控制，控制复杂度低，不会发生干涉。

附图说明

图1为本发明装置天线收起时的整体外观示意图；

图2为本发明装置天线使用时的整体外观示意图；

图3为本发明装置中驱动机构和支撑机构的结构示意图；

图4为本发明装置天线收起时的剖视图；

图5为图4中A部分的放大图；

图6为图5中C部分的放大图；

图7为图5中D部分的放大图；

图8为图6中e部分的放大图；

图9为图7中h部分的放大图；

图10为支天线伸长时的剖视图；

图11为图10中n部分的放大图；

图12为四级支线的结构示意图；

图13为自动收索盘内部结构示意图；

图14为图3中H部分的放大图；

图15为支撑件和单向轴承部分的结构示意图；

图16为滚珠部分结构示意图；

图17为制动条部分结构示意图；

其中，1、驱动机构，10、外壳，11、底板，12、螺旋桨，13、连杆， 14、蜗杆，15、涡轮，16、驱动齿轮，17、支架，18、蜗杆轴座，19、齿轮轴座， 2、支撑机构，20、外管，21、升降支撑管，210、支撑管滑槽，22、驱动杆，23、支撑件，24、单向轴承，240、制动齿，241、滑轨，25、顶升件，26、制动条，260、升降杆，261、限位滑片，262、复位弹簧，27、滚珠，270、滚珠槽，271、压缩弹簧，272、滚珠托板， 28、连接部，29、摇杆， 3、信号收发机构，30、天线外筒，31、上盖板，32、外筒滑槽，33、天线托板，330、连接件槽，34、滑块， 4、主天线，40、索盘转动杆，41、自动收索盘，42、中间板，43、滑轮组， 44、伸长索连接件，45、扭簧， 5、支天线，50、一级支线，51、二级支线，52、三级支线，53、四级支线，54、五级支线，55、伸长拉索，550、伸长索槽，56、缩回拉索，560、缩回索槽、57、支线滑槽，58、转向轮。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图17所示，一种船用一体式通信塔，其特征在于，包括其特征在于，包括驱动机构1、支撑机构2和信号收发机构3，所述驱动机构1包括外壳10和螺旋桨12，所述螺旋桨12通过连杆13与蜗杆14连接，所述蜗杆14与涡轮15啮合，所述涡轮15与驱动齿轮16啮合；升降支撑管21和驱动杆22的底部螺纹连接，螺旋桨12通过连杆13带着蜗杆14转动，蜗杆14转动带着涡轮15转动，进而涡轮15带着驱动齿轮16转动，最终控制驱动杆22转动，从而控制升降支撑管21上升、下降和转动。

所述支撑机构2包括外管20、升降支撑管21和驱动杆22，所述驱动杆22与从动齿轮14固定连接，且驱动杆22滑动连接于升降支撑管21内，驱动杆22的底部还设有一截螺纹，所述升降支撑管21内设有一截相应的内螺纹，所述升降支撑管21通过支撑件23活动连接于外管20内，所述外管20固定连接在外壳10上；

所述信号收发机构3包括天线外筒30、主天线4和支天线5，所述天线外筒30转动连接于外管20的顶部，所述主天线4通过天线托板33固定连接于升降支撑管21的顶部，天线托板33中心设有与升降支撑管21内径相同的贯通槽，所述支天线5设有若干组且位于主天线4内，所述天线托板33与天线外筒30滑动连接。主天线4外表面设有片状天线，支天线5设有若干根，主天线4和支天线5一起配合用来收发无线信号，不用时支天线5收进主天线4内，与主天线4一起收进天线外筒30内，天线外筒30为不锈钢金属筒，保护效果好。使用时升降支撑管21缓慢升起，驱动支撑天线托板33托着主天线4沿着天线外筒30的外筒滑槽32缓慢升起，同时支天线5也从主天线4内伸出，升到顶部后，支天线5正好也完全伸出，往后升降支撑管21转动，驱动天线托板33托着主天线4并带着天线外筒30一起缓慢转动。

所述外壳10的底部固定连接有底板11，所述驱动齿轮16通过齿轮轴座19转动连接在底板11上，所述涡轮15通过蜗杆轴座18转动连接在底板11上，所述蜗杆14转动连接在支架17上，所述支架17固定连接在底板11上，所述连杆13与外壳10转动连接。

所述支天线5包括一级支线50、二级支线51、三级支线52、四级支线53、五级支线54，伸长拉索55和缩回拉索56，所述五级支线54滑动连接于四级支线53内，所述四级支线53滑动连接于三级支线52内，所述三级支线52滑动连接于二级支线51内，所述二级支线51滑动连接于一级支线50内，所述一级支线50固定连接在主天线4内，所述伸长拉索55和缩回拉索56分别控制支天线5伸出和缩回。通过伸长拉索55和缩回拉索56控制支天线5伸出和缩回，简单有效，支天线5全部缩回后可以和主天线4一起收回天线外筒30中，伸长拉索55受力拉紧后，伸长拉索55会从支天线5中被拉出，伸长拉索55在支天线5中呈折叠状，被拉出后被迫展开，进而带着支天线5伸长，在伸长拉索55不受力后，缩回拉索56会自动拉着支天线5缩回，此时伸长拉索55会恢复到折叠状。

所述主天线4内还固定连接有索盘转动杆40和中间板42，所述索盘转动杆40上转动连接有自动收索盘41，所述伸长拉索55和缩回拉索56的前端分别通过伸长索槽550和缩回索槽560穿过一级支线50、二级支线51、三级支线52、四级支线53连接在五级支线54上，所述伸长拉索55的末端通过滑轮组43连接至伸长索连接件44，所述缩回拉索56的末端连接至自动收索盘41。滑轮组43的作用是在主天线4上升过程中，确保伸长拉索55被拉出足够长度，进而确保支天线5充分伸长，因此，滑轮组43中的滑轮数量不定，可以是2个、4个或更多，同理，也可以不使用滑轮组43，使伸长拉索55的末端直接连接在伸长索连接件44，只要能够确保伸长拉索55被拉出足够长度，支天线5能充分伸长即可。在主天线4下降收回过程中，伸长拉索55被松开，自动收索盘41自转收回缩回拉索56。

所述伸长拉索55还通过转向轮58，所述转向轮58连接在一级支线50上，所述滑轮组43中的两个滑轮分别连接在天线托板33的贯通槽内和中间板42的底部。转向轮58用于转向和减少摩擦，滑轮组43若设有4个，则2个连接在天线托板33的贯通槽内，2个连接在中间板42的底部。

所述自动收索盘41内设有扭簧45，所述扭簧45连接在索盘转动杆40和自动收索盘41之间，所述伸长索连接件44转动连接于驱动杆22的顶部，且伸长索连接件44的两侧设有凸起，所述天线托板33的贯通槽壁和升降支撑管21的内侧壁上设有一体的连接件槽330，所述伸长索连接件44两侧的凸起位于连接件槽330内并与之滑动连接。自动收索盘41自动回转收回缩回拉索56是通过扭簧45实现的，自动收索盘41的数量与支天线5对应，同水平面上设置的支天线5数量为一排，则自动收索盘41的数量等于支天线5的排数，同一排的支天线5的缩回拉索56连接在同一自动收索盘41上，所有的自动收索盘41都转动连接在索盘转动杆40上，且所有伸长拉索55的末端都连接在伸长索连接件44上，因此，所有的支天线5只能同时伸出和缩回。

所述伸长索槽550为倒U型并设于一级支线50、二级支线51、三级支线52和四级支线53的侧壁内，所述缩回索槽560为直线型并设于一级支线50、二级支线51、三级支线52和四级支线53的底部。倒U型的伸长索槽550一个U型边完全在支线侧壁内，另一个U型边则是半圆槽，并位于支线内侧壁的表面。

所述一级支线50、二级支线51、三级支线52和四级支线53的顶部都设有凸起，所述二级支线51、三级支线52、四级支线53、五级支线54设有与该凸起相对应的支线滑槽57。确保一级支线50、二级支线51、三级支线52、四级支线53和五级支线54连接紧密，避免脱离。

所述天线外筒30侧壁上设有外筒滑槽32，所述天线托板33上设有滑块34，所述滑块34位于外筒滑槽32内并与之滑动连接。滑块34和外筒滑槽32的另一个作用是，避免天线外筒30与天线托板33发生相对转动。

所述支撑件23等距设有若干组，并固定连接在外管20的内壁上，所述升降支撑管21上等距固定设有相应的顶升件25，所述支撑件23内设有单向轴承24，所述单向轴承24的内圈侧壁上固定设有滑轨241，且单向轴承24的内圈上端设有制动齿240，所述升降支撑管21外侧壁上设有相应的支撑管滑槽210，所述支撑件23内设有与制动齿240相配合的制动条26。由于制动条26卡进制动齿240的齿槽内，因此单向轴承24的内圈与支撑件23无法发生转动，而单向轴承24的内圈上的滑轨241有限制了升降支撑管21与单向轴承24的内圈发生相对转动，即升降支撑管21相对外管20无法转动。因此，螺旋桨12控制驱动杆22缓慢正转时，在开始阶段由于升降支撑管21无法转动，所以升降支撑管21会在驱动杆22的驱动下缓慢上升，进而带着天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢上升，直至升降支撑管21上的顶升件25顶住支撑件23。当顶升件25顶住支撑件23后，制动条26被托起，与制动齿240的齿槽脱离，进而松开单向轴承24的内圈，再加上顶升件25顶住支撑件23使得升降支撑管21无法在上升，因此，至此以后，螺旋桨12虽然依旧控制驱动杆22缓慢正转（螺旋桨12转态未发生变化），但是升降支撑管21不再上升，而是与单向轴承24的内圈一起跟随驱动杆22缓慢正转，进而带着天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢正转。

当需要将主天线4和支天线5收回保护起来，则通过摇杆29让信号塔转动180°使得螺旋桨12对着船尾方向，则螺旋桨12会反向转动，由于单向轴承24的内圈无法反向转动，因此，升降支撑管21又变成无法转动的转态，所以，螺旋桨12控制驱动杆22缓慢反转，则所以升降支撑管21会在驱动杆22的驱动下缓慢下降，进而带着天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢下降，直至完全收回到天线外筒30内。

所述制动条26底部固定设有升降杆260和限位滑片261，所述升降杆260下端穿过支撑件23并露出一部分，且与支撑件23滑动连接，升降杆260上还套设有复位弹簧262，所述复位弹簧262位于支撑件23内，并连接在支撑件23和升降杆260之间，所述限位滑片261滑动连接于支撑件23内。升降杆260下端穿过支撑件23并露出一部分，使得顶升件25顶住支撑件23时，会将升降杆260顶起，进而将制动条26顶起，限位滑片261的作用是确保制动条26只会上下移动，不会转动，而复位弹簧262则确保顶升件25下降脱离支撑件23后，制动条26会自动下降再次卡住单向轴承24。

所述支撑件23的底部还设有若干滚珠27，相邻支撑件23之间的距离与相邻顶升件25之间的距离相等，且小于驱动杆22底部设有螺纹部分的长度，所述滚珠27位于支撑件23内的滚珠槽270内，所述滚珠槽270内设有滚珠托板272，所述滚珠托板272顶在滚珠27上，且滚珠托板272与滚珠槽270之间连接有压缩弹簧271。滚珠27的作用是，在顶升件25顶住支撑件23后，并且升降支撑管21转动时，顶升件25与支撑件23之间的相对滑动更平滑。

所述外管20的外壁上设有与船身连接的连接部28，外管20与连接部28转动连接，连接部28上方的外管20外壁上固定连接有两根摇杆29。

具体实施方式及原理：

将信号塔通过连接部28转动连接在船上然后锁死，且将驱动机构1部分放置在水中，然后需要使用天线时，通过摇杆29转动信号塔使得螺旋桨12对着船头方向，船只航行驱动螺旋桨12转动，螺旋桨12通过连杆13带着蜗杆14转动，蜗杆14转动带着涡轮15转动，进而涡轮15带着驱动齿轮16转动，最终控制驱动杆22转动，从而控制升降支撑管21上升、下降和转动。

由于一开始制动条26是卡进制动齿240的齿槽内的，因此单向轴承24的内圈与支撑件23无法发生转动，而单向轴承24的内圈上的滑轨241有限制了升降支撑管21与单向轴承24的内圈发生相对转动，即升降支撑管21相对外管20无法转动。因此，螺旋桨12控制驱动杆22缓慢正转时，在开始阶段由于升降支撑管21无法转动，所以升降支撑管21会在驱动杆22的驱动下缓慢上升，进而带着天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢上升，直至升降支撑管21上的顶升件25顶住支撑件23。

天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢上升过程中，天线托板33与驱动杆22顶部的伸长索连接件44之间的距离在伸长（伸长索连接件44是转动连接驱动杆22顶部的，因此升降支撑管21上升过程中，伸长索连接件44相对天线托板33是沿着连接件槽330向下滑动的），即伸长拉索55被受力拉出，伸长拉索55会从支天线5中被拉出时，由于伸长拉索55在支天线5中呈折叠状，被拉出后被迫展开，进而带着支天线5伸长。

当顶升件25顶住支撑件23后，会将升降杆260顶起，进而将制动条26顶起，制动条26被托起，与制动齿240的齿槽脱离，进而松开单向轴承24的内圈，再加上顶升件25顶住支撑件23使得升降支撑管21无法再上升，因此，至此以后，螺旋桨12虽然依旧控制驱动杆22缓慢正转（螺旋桨12转态未发生变化），但是升降支撑管21不再上升，而是与单向轴承24的内圈一起跟随驱动杆22缓慢正转，进而带着天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢正转（此时支天线5也完全伸出，主天线4也升至顶点，天线托板33带着主天线4、支天线5以及天线外筒30一起转动）。

当不使用天线或者遇到台风等恶劣天气时，需要将主天线4和支天线5收回保护起来，则通过摇杆29让信号塔转动180°使得螺旋桨12对着船尾方向，则螺旋桨12会反向转动，由于单向轴承24的内圈无法反向转动，因此，升降支撑管21又变成无法转动的转态，所以，螺旋桨12控制驱动杆22缓慢反转，则所以升降支撑管21会在驱动杆22的驱动下缓慢下降（顶升件25与支撑件23脱离后，在复位弹簧262作用下，制动条26会自动下降再次卡住单向轴承24），进而带着天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢下降，天线托板33（主天线4、支天线5）缓慢下降过程中，天线托板33与驱动杆22顶部的伸长索连接件44之间的距离在缩短，伸长拉索55被松开，自动收索盘41在扭簧45的作用下自转收回缩回拉索56，进而使支天线5缩回到主天线4内，然后与主天线4一起完全收回到天线外筒30内。

基于上述，本发明设置成塔型能够将天线摆在高处、设置主天线和支天线配合使用以及设置天线使用时转动，三个方面增强天线收发信号的能力；其中支天线可以缩回到主天线内，减小存放天线的天线外筒的体积，方便安装于塔顶，天线收放和天线转动都是通过螺旋桨驱动并控制，一体式的驱动和控制，控制复杂度低，不会发生干涉。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。