一种一体化搅拌驱动器

技术领域

本发明属于电子测量技术领域，特别是涉及一种一体化搅拌驱动器。

背景技术

电磁混响室是用于电磁兼容及射频性能测试的一种测试装置，常用于电磁兼容测试、OTA测试、射频信道模拟、屏蔽性能测试、场强探头校准等测试应用。可用较低的成本和占地面积获得较高的场强。

其原理上是一种具有高Q值的腔体谐振器。因此，其内部的电场和磁场强度的空间分布不均匀(呈现出驻波状态)；为了减少这种不均匀性，通常使用一个或者多个可以改变空间位置的调谐器来改变其内部的场分布，以便达到统计意义上的均匀场分布。最常见的调谐器是呈浆型的可旋转的搅拌器；通过将金属板安装在旋转轴上，利用电机驱动轴旋转来改变金属板的空间位置。

混响室的最低可用频率取决于其大小(特别是矩形腔体的最短边长度)和调谐器的设计(因需安装于最短边上，其尺寸受限于腔体的最短边长度)，小尺寸的腔室比大腔室具有更高的最低可用频率。随着高频段应用逐渐丰富，混响室更倾向于小型化和常规室内安装。

一方面，在目前国内外的混响室设计中，为了避免和测试场之间相互干扰，一般将电机及其驱动电路放置在屏蔽腔体外部。因转轴需要穿过屏蔽体，为了保证屏蔽性，屏蔽体穿轴处的孔缝需要进行屏蔽处理，通常会在穿墙处设置一段输出轴并通过联轴器来连接外部电机轴和内部搅拌器轴。

首先，对于未加屏蔽处理的外部电机，仅有的一层输出轴屏蔽处理，其电磁干扰仍然可能对混响室测试产生影响。而增加外部电机的屏蔽罩的处理方式，电机和屏蔽罩分开安装，屏蔽效果受现场安装影响大，安装操作及后期维护不便。

再者,分成多段式的轴和额外联轴器的连接在现场安装时会带来一些同轴性偏差，而联轴器的弹性虽然可以兼容这种偏差进行安装，但是带来的定位偏差和长期使用造成的磨损移动会导致传动精度下降，从而引起测试重复性误差指标恶化。实际使用中会存在需要频繁进行零位校准的现象。

另一方面，常规房间的高度，决定了其中放置混响室后的最低可用频率(3-4m对应约几十兆赫兹)正好覆盖大部分电磁兼容辐射抗扰度测试应用的频率段(低成本高场强是辐射抗扰度测试使用混响室进行的主要目的之一)。因此，高度需要被充分利用以降低最低可用频率，外部安装的方式需要保留装置高度和额外的安装施工操作空间，会导致最低可用频率的上升，最终导致无法覆盖标准需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化搅拌驱动器，克服现有外部安装技术受安装影响大、占用外部空间大、长期使用后偏差累积大、以及外部安装技术屏蔽效能低以及屏蔽现场处理效果差的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种一体化搅拌驱动器，包括驱动搅拌器本体，所述驱动搅拌器本体包括：电磁屏蔽单元，所述电磁屏蔽单元包括驱动器壳体、上盖体、维护窗口盖体、输出轴屏蔽结构、输出轴屏蔽盖以及位于驱动器壳体和屏蔽盖之间的屏蔽铜网；所述驱动器壳体内部分为控制单元安装区以及动力单元安装区；动力输出单元，所述动力输出单元安装于所述动力单元安装区；控制单元，所述控制单元安装于所述控制单元安装区。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动搅拌器本体可水平或垂直安装于混响室内部或者外部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动搅拌器本体安装在混响室外部时通过上盖体上的法兰与混响室连接，连接部位安装屏蔽衬垫。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制单元安装区以及动力单元安装区之间设置有区域屏蔽隔板，所述区域屏蔽隔板上设置有穿心电容以及光纤波导。

作为本发明的一种优选技术方案，所述动力输出单元包括伺服电机及编码器、旋转中空减速盘以及输出轴；所述旋转中空减速盘通过其自带的电机法兰与电机连接，连接面安装有屏蔽衬垫；所述旋转中空减速盘通过其自带的旋转面法兰与输出轴圆盘端连接，连接面安装有屏蔽衬垫。

作为本发明的一种优选技术方案，所述输出轴采用横截面为倒T型的圆盘柱轴。

作为本发明的一种优选技术方案，所述控制单元包括主控制板、以及与主控制板相电连的电机驱动单元、光学零位检测单元、光纤通信单元、电源滤波器，且所述主控制板通过光纤与外部控制器通信。

作为本发明的一种优选技术方案，所述光学零位检测单元包括光纤检测头和光纤传感器，所述光纤检测头设于所述动力单元安装区内，所述光纤检测头通过光纤波导与光纤传感器相连接，所述光纤检测头为反射式光纤亮度检测器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述输出轴屏蔽结构还包括套设在输出轴外部的内轴套和外轴套，所述内轴套和外轴套之间设置有S型迷宫槽且所述迷宫槽内注有导电润滑油；所述输出轴屏蔽盖固定于输出轴上；所述输出轴的输出端采用滚针轴承和双层平面推力轴承；所述上盖体位于所述输出轴出设置有沟槽，所述屏蔽铜网通过压片固定在所述沟槽内；所述输出轴屏蔽盖与上盖体通过法兰螺丝锁紧，其接触面安装有屏蔽衬垫。

作为本发明的一种优选技术方案，所述滚针轴承、双层平面推力轴承、上盖体、输出轴彼此之间均设置有屏蔽衬垫。

本发明具有以下有益效果：

本发明其优势在于，可以在屏蔽体内或外整体进行快速安装，将安装影响因素降低到最低。其另一个优势在于，减少了传动连接部件数量，连接偏差受安装影响小，一般不需要在安装后续使用中人工进行零位校准。另外本发明中采用了一种输出轴屏蔽结构，其优势在于，不会因其安装在屏蔽体内部或者外部导致电磁干扰增加，现场安装时的连接屏蔽处理简单可控。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明中搅拌驱动器安装位置示意图；

图4为本发明中输出轴剖面图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-驱动器壳体；21-上盖体，22-维护窗口盖体；3-输出轴，31-输出轴屏蔽盖，32-双层平面推力轴承，33-滚针轴承，34-外轴套，35-内轴套，36-迷宫槽，37-输出轴倒T型底座，38-屏蔽衬垫；4-光纤转接接头；5-控制单元安装区，51-主控制板，52-光纤传感器，53-光纤通信单元，54-电机驱动单元，55-AC/DC转换器，56-电源滤波器；6-光纤波导；7-穿心电容；8-动力单元安装区，81-旋转中空减速平台，82-伺服电机，83-光纤检测头；9-屏蔽铜网；10-光纤；11-搅拌驱动器本体；12-地板；13-混响室；14-搅拌桨。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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发明的限制。

如图1-4所示：一种一体化搅拌驱动器，包括驱动搅拌器本体11，驱动搅拌器本体11包括：电磁屏蔽单元，电磁屏蔽单元包括驱动器壳体1、上盖体211、维护窗口盖体22、输出轴屏蔽结构、输出轴屏蔽盖31以及位于驱动器壳体1和输出轴屏蔽盖31之间的屏蔽铜网9；

驱动器壳体1内部分为控制单元安装区5以及动力单元安装区8；动力输出单元，动力输出单元安装于动力单元安装区8；控制单元，控制单元安装于控制单元安装区5。驱动搅拌器本体11可水平或垂直安装于混响室13内部或者外部。驱动搅拌器本体11安装在混响室13外部时通过上盖体21上的法兰与混响室13连接，连接部位安装屏蔽衬垫。

本实施例中，搅拌驱动器主要由电磁屏蔽单元、动力输出单元、控制单元三部分组成。其优势在于，可在混响室内部或外部进行快速水平或者垂直布置，将安装因素对混响室性能影响降到最低。其另一个优势在于，减少了传动连接部件数量，连接偏差受安装影响小，一般不需要在安装后续使用中人工进行零位校准

如图2所示：控制单元安装区5以及动力单元安装区8之间设置有区域屏蔽隔板，区域屏蔽隔板上设置有穿心电容以及光纤波导。

本实施例中，驱动器壳体1的区域屏蔽隔板将动力单元安装区和控制单元分安装区为两个独立的屏蔽区域，两个单独屏蔽区域之间屏蔽隔板上的穿心电容进一步降低动力单元一侧到控制单元一侧的信号干扰，避免高频干扰沿信号线进入控制单元。

如图2所示：动力输出单元包括伺服电机82及编码器、旋转中空减速盘81以及输出轴3；旋转中空减速盘81通过其自带的电机法兰与伺服电机82连接，连接面安装有屏蔽衬垫；旋转中空减速盘81通过其自带的旋转面法兰与输出轴3圆盘端连接，连接面安装有屏蔽衬垫。

输出轴3采用横截面为倒T型的圆盘柱轴。

本实施例中，传动轴采用截面为倒T型的圆盘柱传动轴，圆盘端与减速盘旋转面法兰连接，输出轴端通过屏蔽结构伸出输出轴屏蔽盖。

如图2所示：控制单元包括主控制板51、以及与主控制板51相电连的电机驱动单元54、光学零位检测单元、光纤通信单元53、电源滤波器56，且主控制板51通过光纤与外部控制器通信。光学零位检测单元包括光纤检测头83和光纤传感器52，光纤检测头83设于动力单元安装区8内，光纤检测头83通过光纤波导与光纤传感器52相连接，光纤检测头83为反射式光纤亮度检测器。

本实施例中，主控制板51与其他单元相连接，接收各单元的输入，负责所有部分的集中控制；电机驱动单元54，将主控制板51的控制信号转换成伺服电机82的电流信号并读取电机编码器信号传递给主控制板51；光学零位检测单元利用反射式光纤亮度检测来检测传动轴盘上的零位线，零位检测用光纤经由波导管穿过屏蔽隔板，相比机械式零位而言，定位精度大幅提高，稳定性高，不受电磁干扰信号影响；光纤通信单元53与光纤转换接头4之间通过光纤10连接并进行光电信号转换，提供与外部控制器的指令交互通道；电源滤波器86提供驱动器输入电源滤波，以避免沿电源线的双向信号干扰。

如图4所示：输出轴屏蔽结构还包括套设在输出轴3外部的内轴套35和外轴套34，内轴套35和外轴套34之间设置有S型迷宫槽36且迷宫槽36内注有导电润滑油；输出轴屏蔽盖31固定于输出轴3上；输出轴3的输出端采用滚针轴承33和双层平面推力轴承32；上盖体21位于输出轴3处设置有沟槽，屏蔽铜网9通过压片固定在沟槽内；输出轴屏蔽盖31与上盖体21通过法兰螺丝锁紧，其接触面安装有屏蔽衬垫。滚针轴承33、双层平面推力轴承32、上盖板2、输出轴3彼此之间均设置有屏蔽衬垫。

本实施例中，在传动轴3外侧，安装有圆柱型屏蔽罩(即内轴套35和外轴套34)连接驱动器壳体1与输出轴屏蔽盖31，输出轴屏蔽盖31固定于动力输出轴4上，其主要作用是将屏蔽垫材料压在盖板上的滑槽内部，通过屏蔽铜网与盖板滑槽的接触形成的导电接触面，减小缝隙阻抗，有利于提升搅拌驱动器的屏蔽效能，确保外部干扰不会直接进入到屏蔽罩外侧的电机区域；屏蔽罩与输出轴3之间通过两层不同直径筒形成截面为S型的迷宫槽36，槽内部分注入导电润滑油，迷宫槽内填充了导电润滑油，能够减小迷宫槽的缝隙阻抗，同时导电润滑油也能减小输出轴系之间的摩擦力。两层筒分别与轴和圆柱型屏蔽罩连接固定，因此增加信号传播路径长度从而增加衰减，形成最内层屏蔽效果；迷宫槽36靠近输出轴屏蔽盖31入口处由内相外依次安装有滚针轴承33和双层平面推力轴承32，并通过轴承套与圆柱型屏蔽罩连接，轴承两端有输出轴屏蔽盖，轴承注入导电润滑油，通过轴承的窄缝隙结构形成中间层屏蔽效果；外轴套34、内轴套35以及输出轴倒T型底座37之间组成了一个密封的动力输出轴迷宫槽，该迷宫槽的增加了输出轴处的缝隙路径深度，可对干扰电磁波进行有效衰减，增强整体的屏蔽效能。输出轴3伸出输出轴屏蔽盖31周围一周设置有沟槽，内部固定金属耐磨片，其上安装经镀层耐磨处理的导电铜网垫；输出轴3上安装压片压住此导电铜网垫，压片在随轴旋转过程中通过导电铜网垫增强轴与输出轴屏蔽盖之间的电连接，通过调整压片旋紧的力度可以调整屏蔽效果，以此形成外层屏蔽加强效果。由双层平面推力轴承32和滚针轴33承组成的双轴承结构，轴承与盖板、轴承与轴承、轴承与输出轴之间均包含屏蔽衬垫，在增加输出轴导电接触面，减小输出轴缝隙阻抗，提升屏蔽效能的同时，也减小有输出轴转动的摩擦。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。