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手摇升降杆是为升降天线而设计, 随着机动车载天线需求量的增加, 天线升降杆已经得到广泛应用。本文设计的内置式天线升降杆是用滑轮和钢丝绳来提升各级杆,产品轻便快捷, 稳定可靠, 操作方便, 符合产品的使用要求, 获得用户好评。
手动驱动天线升降杆一般采用钢丝绳、滑轮传动。早期升降杆产品, 钢丝、滑轮和升降机构外置, 影响外观,本产品使用内置线设计。
设计原理
手摇升降杆的结构简图见图1。图1 为三根杆的天线升降杆, 杆1 为固定杆, 里面的杆2、杆3 分别由一根钢丝绳承拉着, 它们分别是主动钢丝绳和从动钢丝绳。主动钢丝绳的一端固定在固定杆1 的a 处, 另一端从杆2 的下滑轮1、2 上绕过, 再上升绕到固定杆1 的上滑轮3, 并通过滑轮4 导出升降杆,固定在手摇机构上。从动钢丝绳的两端分别固定在固定杆1 的底部b、c 处, 中间绕过升降杆2 的上滑轮5、8 和升降杆3 的下滑轮6、7, 把杆3 托起。
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（图1 天线升降杆的结构简图）
当摇动手摇机构时, 主动钢丝绳被从升降杆内拉出, 杆2 被提起。当主动钢丝绳把杆2 提起时, 从动钢丝绳随着杆2 的上滑轮的升高而把杆3 同时提起。当天线升降杆内套着多根杆时, 内部升降杆的结构及运动方式与杆3 相同。
从天线升降杆的运动原理可以看出, 当主动钢丝绳移动时, 内套的所有升降杆将一起被提起,。
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（图2 天线杆升降原理图）
最外面的主动钢丝绳所受的力跟升降杆的根数和重量有关, 根数越多, 里层杆的重量越大, 钢丝绳所承受的力也就越大。
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这种内置式升降杆要求当天线升起后, 钢丝绳不裸露在外。这就要求设计时, 在杆与杆之间有限的空间内合理安排钢丝绳的缠绕方式。
首先, 升降杆的管材截面采用正方形截面。这是因为( 1) 杆内壁要安装滑轮, 需要大的安装平面, 若选用圆管, 它的内壁不好安装滑轮;( 2) 相同壁厚和截面积的管子, 方形比圆形的抗弯截面系数大。
第二, 天线升降杆的钢丝绳与杆件之间的缠绕形式如前面的结构简图( 图1) 所示。主动钢丝绳的安装平面在杆2 的中间平面内, 从动钢丝绳的安装平面在杆3 的中间平面内, 且与主动钢丝绳安装平面垂直。这种形式可以避免两根钢丝绳在同一平面内相互交叉碰闯。
第三, 滑轮安装关键在于减小摩擦。前面的原理受力计算过程忽略了摩擦力, 但钢丝绳在滑轮上滚动时产生的摩擦力是实际存在的, 而且如果设计考虑不周, 摩擦力将很大, 直接影响能否提起各级杆以及钢丝绳的粗细。因此在设计时滑轮内安装滚动轴承。
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手摇机构的设计
这种升降杆的另一个特点是手摇机构内置,?而不是将钢丝绳直接缠绕在外面。下面就简单介绍一下手摇机构的原理，手动天线升降杆的手摇机构采用行星齿轮结构设计,其结构简图如图3 所示。齿轮b 为固定齿轮,齿轮a 为输入轴, 转臂H 为输出轴, 钢丝绳卷筒与转臂H 固定在一起, 其传动比计算如下:
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