手搖升降桿是為升降天線而設計, 隨著機動車載天線需求量的增加, 天線升降桿已經得到廣泛應用。本文設計的內置式天線升降桿是用滑輪和鋼絲繩來提升各級桿,產品輕便快捷, 穩定可靠, 操作方便, 符合產品的使用要求, 獲得用戶好評。

手動驅動天線升降桿一般采用鋼絲繩、滑輪傳動。早期升降桿產品, 鋼絲、滑輪和升降機構外置, 影響外觀,本產品使用內置線設計。

設計原理

手搖升降桿的結構簡圖見圖1。圖1 為三根桿的天線升降桿, 桿1 為固定桿, 里面的桿2、桿3 分別由一根鋼絲繩承拉著, 它們分別是主動鋼絲繩和從動鋼絲繩。主動鋼絲繩的一端固定在固定桿1 的a 處, 另一端從桿2 的下滑輪1、2 上繞過, 再上升繞到固定桿1 的上滑輪3, 并通過滑輪4 導出升降桿,固定在手搖機構上。從動鋼絲繩的兩端分別固定在固定桿1 的底部b、c 處, 中間繞過升降桿2 的上滑輪5、8 和升降桿3 的下滑輪6、7, 把桿3 托起。

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（圖1 天線升降桿的結構簡圖）

當搖動手搖機構時, 主動鋼絲繩被從升降桿內拉出, 桿2 被提起。當主動鋼絲繩把桿2 提起時, 從動鋼絲繩隨著桿2 的上滑輪的升高而把桿3 同時提起。當天線升降桿內套著多根桿時, 內部升降桿的結構及運動方式與桿3 相同。

從天線升降桿的運動原理可以看出, 當主動鋼絲繩移動時, 內套的所有升降桿將一起被提起,。

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（圖2 天線桿升降原理圖）

最外面的主動鋼絲繩所受的力跟升降桿的根數和重量有關, 根數越多, 里層桿的重量越大, 鋼絲繩所承受的力也就越大。

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這種內置式升降桿要求當天線升起后, 鋼絲繩不裸露在外。這就要求設計時, 在桿與桿之間有限的空間內合理安排鋼絲繩的纏繞方式。

首先, 升降桿的管材截面采用正方形截面。這是因為( 1) 桿內壁要安裝滑輪, 需要大的安裝平面, 若選用圓管, 它的內壁不好安裝滑輪;( 2) 相同壁厚和截面積的管子, 方形比圓形的抗彎截面系數大。

第二, 天線升降桿的鋼絲繩與桿件之間的纏繞形式如前面的結構簡圖( 圖1) 所示。主動鋼絲繩的安裝平面在桿2 的中間平面內, 從動鋼絲繩的安裝平面在桿3 的中間平面內, 且與主動鋼絲繩安裝平面垂直。這種形式可以避免兩根鋼絲繩在同一平面內相互交叉碰闖。

第三, 滑輪安裝關鍵在于減小摩擦。前面的原理受力計算過程忽略了摩擦力, 但鋼絲繩在滑輪上滾動時產生的摩擦力是實際存在的, 而且如果設計考慮不周, 摩擦力將很大, 直接影響能否提起各級桿以及鋼絲繩的粗細。因此在設計時滑輪內安裝滾動軸承。

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手搖機構的設計

這種升降桿的另一個特點是手搖機構內置,?而不是將鋼絲繩直接纏繞在外面。下面就簡單介紹一下手搖機構的原理，手動天線升降桿的手搖機構采用行星齒輪結構設計,其結構簡圖如圖3 所示。齒輪b 為固定齒輪,齒輪a 為輸入軸, 轉臂H 為輸出軸, 鋼絲繩卷筒與轉臂H 固定在一起, 其傳動比計算如下:

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