專利名稱：無線電話天線自動伸縮的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及無線通信設備中天線的驅(qū)動裝置和方法，尤其是針對裝備有嵌入滑動式天線的無線電話中自動驅(qū)動天線的方法和裝置，其中通過驅(qū)動馬達在開始通信時使天線自動從天線室伸出，相反地在結(jié)束通信時使天線自動縮回到天線室內(nèi)。
目前，常用的無線電話如蜂窩電話、城市電話、個人通信系統(tǒng)(PCS)等一般均采用嵌入滑動式天線。一項研究表明當使用無線電話時，處于從天線室完全伸出狀態(tài)的天線電磁波輻射的強度為完全嵌入在天線室中狀態(tài)下的輻射強度的1/3。因此，在天線完全從天線室伸出的狀態(tài)下使用無線電話，將因來自天線的電磁波輻射而對使用者健康產(chǎn)生的損害降低。
今天，能發(fā)現(xiàn)有些現(xiàn)有的無線電話采用了人工驅(qū)動式天線，其中使用者自己在通信開始或結(jié)束時分別用手從天線室拉出天線或?qū)⑻炀€縮回到天線室中。為了避免這種不便，另一些無線電話采用了已經(jīng)過技術(shù)公開的天線自動伸縮系統(tǒng)。
頒發(fā)給竹安真次(Shinji Takeyasu)美國專利No.5,497,506公開了一種天線自動驅(qū)動技術(shù)。為了克服采用彈簧加載式技術(shù)的天線產(chǎn)生的在按下按鈕時能從天線室伸出而縮回天線時又必須由使用者人工將天線推回天線室內(nèi)的問題，竹安真次的專利提出一種天線操作裝置，該裝置包括用于天線移動的三個操作開關“關閉”、“待機”和“通話”，其中若選擇“通話”則天線伸出，若選擇“待機”則天線縮回。
然而，在這種天線移動機構(gòu)中，由于其上裝有螺母的螺桿必須裝在馬達轉(zhuǎn)軸上，一個螺母位于天線底部，而且由于天線的垂直伸縮依靠兩個相互配合的旋轉(zhuǎn)螺母完成，所以必須有適合于這種移動機構(gòu)的專用天線。這導致了與當前使用的現(xiàn)有無線電話不相容的新問題。此外，也沒有解決因天線移動或長期使用中頻繁的外部干擾力而使天線變形或彎折所帶來的問題，并且在系統(tǒng)的耐用性和系統(tǒng)操作的可靠性方面也存在一些問題。
本發(fā)明的第一個目的是提供一種控制方法，用于通過自識別使用者開始或結(jié)束通話的動作來自動收縮天線，通過當驅(qū)動天線時將功率消耗降至最小來減少更換電池的次數(shù)，防止因外部干擾力帶來的機電沖擊造成的損害，并且該方法具有能夠以軟件來更改天線驅(qū)動條件的適應性。
另外，本發(fā)明的第二個目的是提供一種天線自動伸縮的裝置，它不僅具有第一目的所追求的方便性、可靠性和適應性，同時也不要求更改現(xiàn)有嵌入滑動式天線的結(jié)構(gòu)；而且，為了順應無線電話小型化的潮流，使天線尺寸最小，在對現(xiàn)有無線電話的天線室結(jié)構(gòu)稍做修改后，可使天線容易安裝在天線室內(nèi)。
于是，為了實現(xiàn)第一目的，所提供的從無線電話天線室自動伸出天線和將天線自動縮回到天線室的方法，包括下列步驟ⅰ)從相應于所述無線電話的通話開始操作和通話結(jié)束操作的電信號中，獲得所述天線伸出和縮回的信息；ⅱ)按照所述信息，將順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)所述馬達的馬達驅(qū)動信號提供給馬達以驅(qū)動所述馬達；ⅲ)在驅(qū)動所述馬達的同時，累計馬達有效驅(qū)動時間，并將所述累計馬達驅(qū)動時間與在所述馬達驅(qū)動時無干擾的條件下所述天線從所述天線室全部伸出或全部縮回到所述天線室所需的預定時間相比較，其中所述累計和比較操作均隨所述馬達驅(qū)動過程周期性地重復；ⅳ)根據(jù)每次所述重復比較操作的結(jié)果，周期性地檢查當所述馬達有效驅(qū)動時間小于所述預定時間時所述馬達的載荷是否在一參考值之上；ⅴ)若所述馬達的載荷在所述參考值之上，重復幾次中斷所述馬達驅(qū)動信號的操作，以使在一定時間內(nèi)不給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號直到所述馬達載荷在所述參考值之上的狀態(tài)消失為止；ⅵ)根據(jù)每次所述重復比較操作的所述結(jié)果，當所述馬達有效驅(qū)動時間與所述預定時間相等時，停止給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號。
另外，為了實現(xiàn)第二目的，所提供的從無線電話天線室自動伸出天線和將天線自動縮回到天線室的裝置，包括ⅰ)馬達，包含一馬達轉(zhuǎn)軸，用于按照所提供的馬達驅(qū)動信號順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)所述馬達轉(zhuǎn)軸，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；ⅱ)控制裝置，用于從相應于所述無線通信設備的通信開始操作和通信結(jié)束操作的電信號中，獲得所述天線伸出和縮回的信息，并且按照所述信息，為馬達提供驅(qū)動信號以使之順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，直到經(jīng)過一預定時間為止，在這期間，在所述馬達的驅(qū)動沒有受到干擾的情況下，所述天線完全從所述天線室伸出或完全縮回在所述天線室內(nèi)；ⅲ)傳動單元，可與所述馬達分離式或一體化設置，用于將從所述馬達轉(zhuǎn)軸傳來的所述旋轉(zhuǎn)力施加到所述天線上，以使天線從所述天線室伸出或縮回到所述天線室。該裝置還包括一固定和減振裝置，用于將馬達和傳動單元的組件緊固在天線室中，吸收馬達驅(qū)動時和/或外部干擾力經(jīng)天線傳送到該組件時產(chǎn)生的振動。此外，該控制裝置間歇地在預定時間間隔內(nèi)將馬達驅(qū)動信號提供給馬達，并且在驅(qū)動天線的過程中，檢查天線的驅(qū)動是否被干擾，若有干擾，就執(zhí)行處理干擾的預定過程，以防止控制裝置受到機械性或電性損害。
本發(fā)明的天線自動伸縮裝置具有如下優(yōu)點高通話質(zhì)量；并且通過確保使用者經(jīng)無線電話講話時天線總是處于完全伸出狀態(tài)而防止使用者受到電磁波損害；尺寸最小，便于安裝在現(xiàn)有的無線電話中；通過間歇地將電能提供給驅(qū)動馬達，以便能夠有效地節(jié)約無線電話電池能量；便于使用，因為它根據(jù)前翻蓋板的打開和關閉動作而自動地伸縮天線；以及良好的耐用性，因為其設計能吸收外部沖擊。


圖1是本發(fā)明一實施例的天線自動伸縮裝置結(jié)構(gòu)的整體方案構(gòu)成方框圖。
圖2示出圖1所示控制裝置的電路。
圖3是圖1所示控制裝置采用的天線自動伸縮控制方法的流程圖。
圖4A是用于解釋本發(fā)明第一實施例天線移動機構(gòu)的天線自動伸縮裝置的平面圖。
圖4B是圖4A中從方向“A”看去的該裝置側(cè)面圖。
圖5A是圖4A中從方向“A”看去的傳動箱平面圖，傳動箱是圖4A中所示傳動單元的一個元件。
圖5B是圖4A中所示傳動箱的從圖5A中方向“C”看去的側(cè)面圖。
圖5C是圖4A中所示傳動箱的從圖5A中方向“D”看去的底面圖。
圖6是傳動軸的側(cè)面圖，傳動軸是圖4A中所示傳動單元的一個元件。
圖7A是本發(fā)明第一實施例的傳動輪的側(cè)面圖，該傳動輪是圖4A中所示傳動單元的一個元件。
圖7B是本發(fā)明第二實施例的傳動輪的側(cè)面圖，該傳動輪是圖4A中所示傳動單元的一個元件。
圖7C是本發(fā)明第三實施例的傳動輪的側(cè)面圖，該傳動輪是圖4A中所示傳動單元的一個元件。
圖8A是圖4A中從方向“A”看去的振動吸收部件平面圖。
圖8B是從圖8A中方向“A”看去的振動吸收部件側(cè)面圖。
圖8C是從圖8A中方向“B”看去的振動吸收部件側(cè)面圖。
圖9是固定銷釘?shù)钠矫鎴D，固定銷釘是圖4A中所示傳動單元的一個元件。
圖10是圖4A中所示馬達的側(cè)面圖。
圖11A是在采用圖7A中所示傳動輪的情況下圖4A中的“B”部分的簡化截面圖。
圖11B是在采用圖7B中所示傳動輪的情況下圖4A中的“B”部分的簡化截面圖。
圖12是表示本發(fā)明天線自動伸縮裝置實際安裝在天線室中形態(tài)的布局圖。
圖13A示出采用本發(fā)明第二實施例的齒輪傳動機構(gòu)的情況下一些變動了的元件，圖13B是采用這些變動了的元件后天線自動伸縮裝置的平面圖。
圖14A示出在采用本發(fā)明第三實施例的傳動帶機構(gòu)的情況下一些經(jīng)變動了的元件，圖14B是采用這些變動了的元件的天線自動伸縮裝置的平面圖，圖14C是與一對傳動輪和馬達轉(zhuǎn)軸相連的一傳動帶的側(cè)面圖。
圖15示出可以應用本發(fā)明裝置的現(xiàn)有無線電話的外觀。
此后，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的天線自動伸縮裝置的第一實施例進行說明。
圖1是本發(fā)明一實施例的天線自動伸縮裝置結(jié)構(gòu)的整體方案構(gòu)成方框圖。該裝置具有一傳動單元6，用于將天線38從天線室172伸出或縮回天線室172(圖12)；一馬達部件4，用于將旋轉(zhuǎn)力傳送到傳動單元6；以及一控制部件2，用于在接收到電源(Vcc)電力后將驅(qū)動信號提供給馬達部件4，來控制馬達的旋轉(zhuǎn)方向，并處理在操作天線的過程中可能會產(chǎn)生的問題。
今天，如圖15所示的一些現(xiàn)有無線電話在操作面板212上包含一“發(fā)送”鍵或“通話”鍵、和一“結(jié)束”鍵或“關閉”鍵，用來分別發(fā)出通信開始和通信結(jié)束命令。另一些無線電話包含一前翻蓋板206，用于覆蓋操作面板212。為了便于使用，本發(fā)明的天線自動伸縮裝置最好采用這樣一種方法，即將前翻蓋板206的開合自動識別為天線驅(qū)動信號，并由此移動天線。而對于沒有前翻蓋板的無線電話，則采用將來自“發(fā)送”鍵208和/或“結(jié)束”鍵210的信號作為天線驅(qū)動信號的方法。
如圖2所示的圖1中控制部件的實施例，控制部件2包括電源部件10、微處理器12、過流檢測部件14、復位部件16和時鐘部件18。
電源部件10包括電源Vcc、齊納二極管D1和電阻R4。齊納二極管D1與電源Vcc相連接以產(chǎn)生恒壓，電阻R4連接到齊納二極管D1，以便給微處理器12提供驅(qū)動和控制馬達部件4的電能。
微處理器12與電源部件10、過流檢測部件14、復位部件16和時鐘信號部件18連接，并具有用于圖15中導線開關SW1或216的開關信號的輸入端RTCC，該導線開關與無線電話前翻蓋板206上鑲嵌的磁鐵214磁耦合。若對于沒有前翻蓋板的無線電話，則該微處理器具有分別用于接收通信開始信號和通信結(jié)束信號的輔助端RA2和RA3。微處理器12采用內(nèi)置程序來控制天線自動伸縮操作。關于該程序操作的詳細描述將在圖3中的流程圖說明中給出。
過流檢測部件14具有晶體管Q1和與之串聯(lián)的電阻R5。晶體管Q1的集電極和基極分別連接到電阻R4的兩端，其發(fā)射極連接到微處理器12。電阻R5的一端接地，其另一端連接到晶體管Q1的發(fā)射極和微處理器12。如果出現(xiàn)象使用者在天線移動過程中用手抓天線或外部物體干擾天線馬達操作等問題，則馬達部件4過載并且其驅(qū)動電流過大，而產(chǎn)生一大扭矩，導致在電阻R4上出現(xiàn)較大壓降。與此同時，提供到微處理器12的晶體管Q1的發(fā)射極電流也會增加。因此，通過查出該電流是否超過一預定值，微處理器12可獲得馬達部件4是否過載的信息。
復位部件16具有一電阻R1和電容C1，其中電阻R1連接到電源部件10的輸出端，電容C1的兩端連接到微處理器12。復位部件16用于在需要時復位微處理器12。
時鐘信號部件18具有一電阻R3和電容C2。電阻R3的一端連接到電阻R4，另一端連接到微處理器12。電容C2的一端連接到電阻R3，另一端接地。時鐘信號部件18產(chǎn)生微處理器12所需的時鐘信號。
通過在超薄印刷電路板的兩面安放元件，可使控制單元2的尺寸最小，這樣，可簡單地在現(xiàn)有無線電話天線室172上部設置的一容納該控制電路2的空間中安裝該控制電路2。此外，將控制電路2作成具有按鍵裝置的微處理器的數(shù)字電路，能減低電池能耗；并且由微處理器12在設定的間隔例如約每幾個毫秒一次，間歇地給馬達部件4提供馬達驅(qū)動信號，也能降低電池能耗，從而避免頻繁更換電池或頻繁給電池充電。
圖3是說明圖1中所示由控制裝置2執(zhí)行的天線自動伸縮控制方法執(zhí)行次序的流程圖。下面將參考附圖2和3說明控制器2執(zhí)行的控制方法。
微處理器12中內(nèi)置程序的運行從提供電源或來自微處理器12中監(jiān)視器(watchdog)的喚醒信號開始(步驟S10)。提供電源之后，為了降低電池能耗，所有微處理器12的端口均設置為輸入模式(步驟S12)。
在接收到來自監(jiān)視器的喚醒信號后或在輸入模式期間，微處理器12通過輸入端RTCC從導線開關SW1的ON/OFF(開/關)開關信號獲得通信開始或通信結(jié)束的信息，而該導線開關SW1的開/關對應于前翻蓋板206的開/合操作。該信息與馬達起動或停止以及馬達的旋轉(zhuǎn)方向有關。根據(jù)獲得的信息，判斷天線是否從天線室172伸出或縮回天線室172(步驟S14)。對于沒有前翻蓋板的無線電話，則利用指示通信開始或通信結(jié)束的“發(fā)送”鍵208或“結(jié)束”鍵210作為天線驅(qū)動信號源。
接下來，根據(jù)獲得的馬達驅(qū)動信息，發(fā)出天線伸出或天線縮回的命令，并且微處理器12將第一極性或與第一極性相反極性的馬達驅(qū)動信號，在使天線全部伸出或縮回所需的預定時間“Tset”期間，經(jīng)其輸出端RB0-RB7提供給馬達部件4，以便驅(qū)動馬達(步驟S16)。
這里，預定時間“Tset”為一實驗值，它可根據(jù)驅(qū)動條件如天線長度、減速傳動比以及馬達旋轉(zhuǎn)速度而變化。為了降低電池能耗，在預定時間“Tint”連續(xù)重復進行提供和中斷馬達驅(qū)動信號的操作。在微處理器12的內(nèi)置程序中時間“Tset”和“Tint”是可變的。
在馬達驅(qū)動時，累計馬達的有效驅(qū)動時間(步驟S22)，并將此累計馬達驅(qū)動時間“Tdrv”與預定時間“Tset”比較(步驟S18)。
當上面的比較結(jié)果是馬達驅(qū)動時間“Tdrv”小于預定時間“Tset”，這表示天線未全部伸出或縮回，并對馬達進行是否因外部干擾力而過載的檢查(步驟S20)。此時，如上所述，通過檢查過流檢測部件14的輸出信號來進行馬達的過載檢查。
若檢測到過電流情況，則將中斷馬達驅(qū)動信號預定時間“Tdly”和連續(xù)給馬達20供電的操作重復幾次(步驟S24)，重復的次數(shù)不超過預定的最大次數(shù)“N”。重復進行供電和中斷操作是為了防止在馬達部件4過載時由于連續(xù)供電給馬達部件4而出現(xiàn)對馬達部件4和/或控制部件2的電損害。預定時間“Tdly”和預定最大次數(shù)“N”在該程序中也是可變的。若是在供電和中斷次數(shù)大于最大次數(shù)“N”時檢測到馬達部件4的過載，控制電路2就控制天線38自動縮回到天線室，然后結(jié)束給馬達部件4供電或提供馬達驅(qū)動信號。換句話說，為了確保該裝置的耐用性和操作的可靠性，在控制電路2檢測到天線38被使用者手抓或被一物體阻礙而產(chǎn)生的、并經(jīng)天線38傳到馬達部件4的阻力時，控制電路2在預定最大次數(shù)“N”以內(nèi)重復馬達部件4的驅(qū)動和停止操作。但是，若是盡管有了上述重復動作，正常天線移動過程仍被連續(xù)地干擾，則天線自動縮回到天線室內(nèi)，并終止給馬達提供電力，以防止馬達、控制電路和/或傳動單元受到機械性或電性的損害。
若從步驟18的檢查結(jié)果得知馬達驅(qū)動時間“Tdrv”達到預定時間“Tset”，這表示天線完全伸出或縮回，則停止給馬達供電來結(jié)束天線的驅(qū)動(步驟S26)。
天線驅(qū)動一結(jié)束，為節(jié)省電池電力，微處理器12被設置為一休眠模式，直到再輸入天線伸縮命令為止(步驟S28)。微處理器12處于休眠模式時，由于只有微處理器12的獲取有關天線驅(qū)動信息的部分電路處在清醒狀態(tài)下，所以避免電力的不必要消耗。
接著，將描述本發(fā)明第一實施例的天線自動伸縮裝置的天線驅(qū)動機構(gòu)。
包含一馬達轉(zhuǎn)軸24的馬達20按照微處理器12所提供的驅(qū)動信號的極性順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)所述馬達轉(zhuǎn)軸24。如圖10所示，馬達轉(zhuǎn)軸24的外面包裹著外圍包層170，該包層的材料為橡膠材料，用于提高轉(zhuǎn)軸的摩擦力和彈力。
建議馬達20采用直徑4φ到6φ的無芯小型直流馬達。
可與馬達20以分離式或緊固連接方式設置的傳動單元6將馬達轉(zhuǎn)軸24的旋轉(zhuǎn)力傳到天線38上，以使天線38從天線室172中伸出或縮回。下面將詳細描述傳動單元6的元件。
如圖4A、圖4B和圖5A至5C所示，傳動箱26包括基板112，基板112的尺寸足以容納作為馬達轉(zhuǎn)軸24安裝位置的馬達20頂端。在基板112的表面接合有幾個元件，如接合凸爪100、102和104，它們與基板一體成型，用于將傳動箱緊緊地與馬達20相連。傳動軸托架106和108用于支撐傳動軸，它們沿與接合凸爪100、102和104的凸起方向的相反方向從基板上的某個位置伸展出來，并被彎折以與基板112平行。在基板112的中央形成使馬達轉(zhuǎn)軸24穿過的孔114，并且分別在基板112和托架106和108上形成兩對孔116/118和120/122，其中每對孔116/118或120/122同軸。此外，傳動箱26還包括一固定托架110，它從一個邊緣位置沿徑向伸展并沿接合凸爪100、102和104的凸起方向彎折，其中分別在彎折部分兩側(cè)面上的形成固定凹槽124和124’。
在傳動單元6中設置了一對具有相同結(jié)構(gòu)的傳動軸。如圖6中所示，每個傳動軸28和30均具有分別插入一對孔116和118中和分別插入另一對孔120和122中的末端136和138，還具有用于防止傳動軸28和30脫離傳動箱26的一對箍環(huán)130和134，以及傳動輪32和34所緊緊環(huán)繞的部分132。
如圖7A中所示，第一傳動輪34和第二傳動輪32包括一體成型的兩個部分傳動輪接觸部144和天線接觸部146。第一傳動輪的傳動輪接觸部144的直徑比天線接觸部146的直徑大，該傳動輪接觸部144與馬達轉(zhuǎn)軸24嚙合。接觸部144和146直徑之間的差值應使在一對傳動輪32和34的傳動輪接觸部144均緊緊接觸并旋轉(zhuǎn)，在第一傳動輪34和第二傳動輪32的天線接觸部146之間將天線38緊緊地夾住以避免驅(qū)動力在傳遞過程中發(fā)生損失。另一方面，為了獲得對馬達轉(zhuǎn)軸24具有適當減速比的更大扭矩，第一傳動輪34的傳動輪接觸部144的直徑要比馬達轉(zhuǎn)軸24的直徑大一定的倍數(shù)。在傳動輪32和34的中央沿其軸線形成貫穿孔142。如圖11A所示，傳動輪32和34分別緊緊地與傳動軸28和30的外圍表面132接合。
另一方面，如圖7B中所示的傳動輪的另一實施例中，沿天線接觸部146的軸線形成的貫穿孔148的直徑與傳動軸30的箍環(huán)134的直徑相同，并且在傳動輪30的傳動輪接合部132和傳動輪32a的天線接觸部146內(nèi)圍表面之間存在一空腔。如圖11A中所示，采用這種傳動輪32a能夠更穩(wěn)定地移動天線并更有效地吸收沖撞和振動，因為直接與天線38接觸的天線接觸部146的接觸區(qū)更寬了。
如圖7C中所示的傳動輪的第三實施例，其中傳動輪32b的天線接觸部140的表面具有凸凹形狀。凸凹表面的優(yōu)點是防止天線38偏離正常移動軌跡。
雖然希望上述傳動輪采用如橡膠等彈性材料制造，以提高摩擦力和吸收沖撞或振動，但制造上述傳動輪的材料并不限于橡膠。
長期使用天線驅(qū)動裝置會因外力引起天線形狀彎曲，這會干擾正常的天線驅(qū)動過程。此外，會經(jīng)常發(fā)生因馬達的驅(qū)動或傳到天線38的外部沖撞引起的振動?？紤]到這些因素，要求有能降低和吸收施加到馬達20和傳動箱26的外力或振動的減振裝置。
為此，還提供了包含減振元件36和固定銷釘40以及固定托架110的固定裝置，用于吸收經(jīng)天線38傳到馬達20和傳動單元6的外力引起的沖擊、吸收馬達驅(qū)動時產(chǎn)生的振動和將馬達20與傳動單元6固定在天線室172中。
如圖4A中所示，減振元件36緊緊插在馬達20上外圍表面的一部分和傳動箱26中固定托架110下部之間。為了緊密接合，如圖8A至8C所示，減振元件36的底部150成圓形，凸起元件154和156緊密裝配在固定槽124和124’中，在減振元件36的中央形成貫穿孔152?？紤]到其功能，希望采用如橡膠等的彈性材料來制造減振元件36，以吸收和減弱經(jīng)天線38傳來的外部沖擊或吸收馬達的振動。
如圖9所示，固定銷釘40具有一矩形的右上角形狀，它包括兩個分別插入到設置在天線室172中一定位置處的接合槽(未示出)中的接合末端168和170、緊密與在減振元件36上形成的貫穿孔152的表面接觸的部分160、以及用于將固定銷釘40與減振元件36緊密接合的箍環(huán)162、164、和166。
利用這樣的傳動輪32和34與具有所述形狀和材料的減振元件36，能夠防止天線38因有垂直于天線直線移動軸的變形或彎折而被不正常驅(qū)動，以柔性吸收由外部傳到馬達20和傳動箱26的沖擊，從而總是在最佳狀態(tài)下伸出和縮回天線，并且還大大降低了驅(qū)動馬達產(chǎn)生的噪聲和振動。
在如上所述的傳動單元6中，如圖4B中所示，馬達轉(zhuǎn)軸24的扭矩經(jīng)第一傳動輪34以一適當?shù)臏p速比而變成一更大扭矩。此時，第一傳動輪34以與馬達轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，在得到第一傳動輪34的扭矩后，第二傳動輪32以與第一傳動輪34旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。于是，通過一對旋轉(zhuǎn)方向相反的嚙合的傳動輪32和34的轉(zhuǎn)動使天線38垂直地伸出或縮回。
下面，將描述本發(fā)明另一實施例的天線自動伸縮裝置。
圖13A和13B示出本發(fā)明第二實施例的天線自動伸縮裝置，其中采用了細齒傳動型的傳動輪。
這里，將只對與上述第一實施例中不同的元件進行具體描述。如上述圖中所示，第一細齒傳動輪184與馬達轉(zhuǎn)軸24的預定位置接合，一對細齒傳動輪186和188分別接合在傳動軸28和30的第一箍環(huán)130的內(nèi)側(cè)位置。第二細齒傳動輪186和第三細齒傳動輪188的外徑比第一細齒傳動輪184外徑大預定倍數(shù)，以便產(chǎn)生具有對第一傳動輪184形成的減速比相應的更大扭矩。具有圓柱形狀的一對傳動輪190和192沿其軸線形成有貫穿孔，傳動軸28和30的部分132要插入貫穿孔以便緊密地與傳動輪190和192接合。建議采用如橡膠等的彈性材料制造傳動輪190和192。傳動輪190和192的外徑與傳動輪32天線接觸部146的外徑相等。在第一傳動軸30和第二細齒傳動輪186及第一傳動輪190均接合、并且第二傳動軸28與第二細齒傳動輪188接合、以及第一傳動輪安裝在傳動箱26上的情況下，第一傳動軸30的細齒傳動輪186與第二傳動軸28的細齒傳動輪188嚙合，第一傳動輪190和第二傳動輪192兩者就會緊密地與天線38嚙合。
圖14A至圖14C示出本發(fā)明第三實施例的天線自動伸縮裝置，其中采用帶驅(qū)動型的傳動輪。
這里，將只對與上述第一實施例中不同的元件進行具體描述。如上述圖中所示，在這種類型中驅(qū)動力經(jīng)帶204傳送。第一帶輪194設置在馬達轉(zhuǎn)軸24的預定位置上，第二帶輪196和第三帶輪198分別設置在靠近傳動軸28和30第一箍環(huán)130的內(nèi)側(cè)位置上。每個帶輪196和198的直徑比第一帶輪194直徑大預定倍數(shù)，以便得到與第一帶輪194相連后所獲減速比相應的更大扭矩。具有圓柱形狀的第一傳動輪200和第二傳動輪202沿其軸線形成有貫穿孔，傳動軸28和30上的部分132要插入貫穿孔以便緊密地與傳動輪200和202接合。每個傳動輪200和202的外徑與傳動輪32天線接觸部146的外徑相等。建議采用如橡膠等的彈性材料制造傳動輪200和202。在第一傳動軸30和第二傳動軸28均安裝在傳動箱26上的情況下，第一傳動輪200與第二傳動輪202兩者就與天線38緊密嚙合。如圖14C所示，帶204纏繞在三個帶輪194、196和198，使得第一傳動軸30能以與馬達轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，與此同時，使得第二傳動軸28以馬達轉(zhuǎn)軸24旋轉(zhuǎn)方向的相同方向旋轉(zhuǎn)，通過由馬達20產(chǎn)生的經(jīng)帶204傳送到第一傳動軸30和第二傳動軸28的旋轉(zhuǎn)力，使天線垂直地移動。
雖然已參照本發(fā)明的具體實施例具體地說明和描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于便攜式電話或無線電話，而是適用于任何具有天線的無線收發(fā)機或便攜式電子產(chǎn)品。本領域的技術(shù)人員應明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的原理與范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)上進行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種在無線通信設備中使天線自動從天線室伸出或縮回到天線室的方法，包括下列步驟ⅰ)從相應于所述無線通信設備的通話開始操作和通話結(jié)束操作的電信號中，獲得所述天線伸出和縮回的信息；ⅱ)按照所述信息，為馬達提供馬達驅(qū)動信號以驅(qū)動所述馬達做順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)；ⅲ)在驅(qū)動所述馬達的同時，累計有效馬達驅(qū)動的時間，并將所述累計馬達驅(qū)動時間與在所述馬達驅(qū)動時無干擾的條件下所述天線從所述天線室全部伸出或全部縮回到所述天線室所需的預定時間相比較，其中所述累計和比較操作均隨所述馬達驅(qū)動過程周期性地重復；ⅳ)根據(jù)每次所述重復比較操作的結(jié)果，周期性地檢查當所述馬達有效驅(qū)動時間小于所述預定時間時所述馬達的載荷是否在一參考值之上；ⅴ)若所述馬達的載荷在所述參考值之上，在一定次數(shù)內(nèi)重復進行中斷所述馬達驅(qū)動信號的操作，以使在一預定時間內(nèi)不給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號直到所述馬達載荷在所述參考值之上的狀態(tài)消失為止；ⅵ)根據(jù)每次所述重復比較操作的所述結(jié)果，當所述馬達有效驅(qū)動時間變得與所述預定時間相等時，停止給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將一控制裝置設置成休眠模式的步驟，所述控制裝置用于在完成將所述天線從所述天線室伸出或縮回到所述天線室后到再出現(xiàn)通信開始操作或通信結(jié)束操作為止的一間隔中，控制驅(qū)動所述馬達。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以預定時間間隔間歇地將所述馬達驅(qū)動信號提供給所述馬達。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過檢測電源提供給馬達控制裝置的電流是否大于預定值，來進行所述馬達的載荷是否超過所述參考值的所述檢查。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述對應于通信開始操作和通信結(jié)束操作的電信號是由所述無線通信設備的前翻蓋板的開合操作轉(zhuǎn)換而成的電開關信號、或者是由所述無線通信設備的通信開始鍵和通信結(jié)束鍵的按鍵操作而產(chǎn)生的電信號。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括這樣的步驟在所述天線從所述天線室伸出的過程中，在重復所述中斷所述馬達驅(qū)動信號的操作之后，仍檢測出所述馬達的載荷超過所述參考值，在這種狀態(tài)下自動地將所述天線縮回到所述天線室。
7.一種用于從無線通信設備的天線室自動伸出天線和將天線自動縮回到天線室的裝置，包括ⅰ)馬達，包含一馬達轉(zhuǎn)軸，用于按照所提供的馬達驅(qū)動信號順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)所述馬達轉(zhuǎn)軸，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；ⅱ)控制裝置，用于從相應于所述無線通信設備的通信開始操作和通信結(jié)束操作的電信號中，獲得所述天線伸出和縮回的信息，并且按照所述信息，給馬達提供馬達驅(qū)動信號以便順時針或逆時針地驅(qū)動所述馬達，直到經(jīng)過一預定時間為止，在這期間，在所述馬達的驅(qū)動沒有受到干擾的情況下，所述天線完全從所述天線室伸出或完全縮回在所述天線室內(nèi)；ⅲ)傳動單元，可與所述馬達分離式或一體化設置，用于將從所述馬達轉(zhuǎn)軸傳來的所述旋轉(zhuǎn)力施加到所述天線上，以使天線從所述天線室伸出或縮回到所述天線室。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括一固定裝置，用于將所述馬達和所述傳動單元的組件緊固在所述天線室中。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，還包括一固定和減振裝置，用于將所述馬達和所述傳動單元的組件緊固在所述天線室中，并吸收所述馬達驅(qū)動時產(chǎn)生的振動并吸收經(jīng)所述天線傳到所述組件的外部干擾力。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述控制裝置以預定時間間隔間歇地給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述控制裝置在驅(qū)動所述馬達的同時，累計有效馬達驅(qū)動的時間，并將所述累計馬達驅(qū)動時間與所述預定時間相比較，其中所述累計和比較操作均隨所述馬達驅(qū)動過程周期性地重復；根據(jù)每次所述重復比較操作的結(jié)果，周期性地檢查當所述馬達有效驅(qū)動時間小于所述預定時間時所述馬達的載荷是否在一參考值之上；若所述馬達的載荷在所述參考值之上，在最大次數(shù)N內(nèi)重復進行中斷所述馬達驅(qū)動信號的操作，以使在一定時間內(nèi)不給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號直到所述馬達載荷在所述參考值之上的狀態(tài)消失為止；以及根據(jù)每次所述重復比較操作的結(jié)果，當所述馬達有效驅(qū)動時間與所述預定時間相等時，停止給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號。
12.一種用于從無線通信設備的天線室自動伸出天線和將天線自動縮回到天線室的裝置，包括ⅰ)馬達，包含一馬達轉(zhuǎn)軸，用于按照所提供的馬達驅(qū)動信號順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)所述馬達轉(zhuǎn)軸，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力；ⅱ)控制裝置，用于從相應于所述無線通信設備的通信開始操作和通信結(jié)束操作的電信號中，獲得所述天線伸出和縮回的信息，并且按照所述信息，給馬達提供馬達驅(qū)動信號以順時針或逆時針地驅(qū)動所述馬達，直到經(jīng)過一預定時間為止，在這期間，在所述馬達的驅(qū)動沒有受到干擾的情況下，所述天線完全從所述天線室伸出或完全縮回在所述天線室內(nèi)，其中該控制裝置以預定時間間隔間歇地將所述馬達驅(qū)動信號提供給所述馬達，并且在驅(qū)動所述天線的過程中，檢查天線的驅(qū)動是否被干擾，若有干擾，就執(zhí)行處理干擾的預定過程，以防止所述控制裝置受到機械性或電性損害；ⅲ)傳動單元，可與所述馬達分離式或一體化設置，用于將從所述馬達轉(zhuǎn)軸傳來的所述旋轉(zhuǎn)力施加到所述天線上，以使天線從所述天線室伸出或縮回到所述天線室；ⅳ)固定裝置，用于將所述馬達和所述傳動單元的組件緊固在所述天線室中。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制裝置在驅(qū)動所述馬達的同時，累計有效馬達驅(qū)動的時間，并將所述累計馬達驅(qū)動時間與所述預定時間相比較，其中所述累計和比較操作均隨所述馬達驅(qū)動過程周期性地重復；根據(jù)每次所述重復比較操作的結(jié)果，周期性地檢查當所述馬達有效驅(qū)動時間小于所述預定時間時所述馬達的載荷是否在一參考值之上；若所述馬達的載荷在所述參考值之上，在最大次數(shù)N內(nèi)重復中斷所述馬達驅(qū)動信號的操作，以使在一定時間內(nèi)不給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號直到所述馬達載荷在所述參考值之上的狀態(tài)消失為止；以及根據(jù)每次所述重復比較操作的結(jié)果，當所述馬達有效驅(qū)動時間變得與所述預定時間相等時，停止給所述馬達提供所述馬達驅(qū)動信號。
14.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制裝置包括執(zhí)行其預定內(nèi)置程序的微處理器；復位所述微處理器的復位部件；將所述馬達的載荷是否超過一預定值的信息提供給所述微處理器的過流檢測部件；給所述微處理器提供時鐘信號的時鐘信號部件；以及給所述微處理器、所述復位部件、所述過流檢測部件和所述時鐘信號部件提供恒電壓的電源部件。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述電源部件包括與電源連接的齊納二極管和與所述齊納二極管連接的第一電阻；所述微處理器與所述電源部件連接；所述復位部件包括串聯(lián)的第二電阻和第一電容，其中所述第二電阻與所述電源部件連接，其中所述第一電容的兩端均連接到所述微處理器；所述過流檢測部件包括晶體管和與所述晶體管串聯(lián)的第三電阻，其中晶體管的集電極和基極分別連接到所述第一電阻的兩端，其發(fā)射極連接到所述微處理器，所述第三電阻的第一端接地，其第二端連接到所述晶體管的發(fā)射極和所述微處理器；以及，所述時鐘信號部件包括第四電阻和與所述第四電阻串聯(lián)的第二電容，其中所述第四電阻的兩端分別連接到所述第一電阻和所述微處理器，所述第二電容C2的不與所述第四電阻連接的一端接地。
16.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述控制裝置在完成將所述天線從所述天線室伸出或縮回到所述天線室后到再出現(xiàn)所述通信開始操作或通信結(jié)束操作為止的一間隔中，被設置為休眠模式。
17.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述傳動單元包括可與所述馬達分離式或一體化接合的傳動箱，其中在傳動箱中內(nèi)置所述馬達轉(zhuǎn)軸且所述天線穿過所述傳動箱；第一傳動輪部件，安裝在所述傳動箱上，其中所述第一傳動輪相對它的軸線與所述馬達轉(zhuǎn)軸平行接合并與所述天線垂直交錯接合，用于將來自所述馬達轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)移到所述天線和第二傳動輪部件上；以及，第二傳動輪部件，安裝在所述傳動箱上，其中所述第二傳動輪相對它的軸線與所述第一傳動輪部件平行接合并與所述天線垂直交錯接合，用于將來自所述第一傳動輪部件的所述旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)移到所述天線上；其中所述第一傳動輪部件和第二傳動輪部件均給所述天線施加一轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)力，以直線地移動所述天線。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述馬達還包括一外包層，該外包層由彈性材料構(gòu)成，并包裹在所述馬達轉(zhuǎn)軸上，用于提高在所述馬達轉(zhuǎn)軸和所述第一傳動輪部件之間的摩擦力。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中每個所述第一傳動輪部件和所述第二傳動輪部件具有使所述馬達轉(zhuǎn)軸扭矩提高的預定減速比。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中每個所述第一傳動輪部件和所述第二傳動輪部件均具有可旋轉(zhuǎn)安裝在所述傳動箱上的傳動軸和由彈性材料構(gòu)成的傳動輪，該傳動輪可與所述傳動軸分離式和一體化接合并相對于馬達轉(zhuǎn)軸具有一個預定的減速比，以產(chǎn)生一個大于馬達轉(zhuǎn)軸扭矩的更大扭矩。
21.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中每個所述第一傳動輪部件和所述第二傳動輪部件均具有摩擦傳動輪元件，通過所述馬達轉(zhuǎn)軸、所述傳動輪部件對和所述天線之間的摩擦，該摩擦傳動輪元件將所述馬達轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)移到所述天線上。
22.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述馬達部件還包括與所述馬達轉(zhuǎn)軸緊密接合的細齒傳動輪，并且所述第一傳動輪部件和所述第二傳動輪部件是細齒傳動輪，通過在所述馬達轉(zhuǎn)軸、所述細齒傳動輪部件對和所述天線之間的嚙合，該細齒傳動輪部件將所述馬達轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)移到所述天線上。
23.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中所述馬達部件還包括與所述馬達轉(zhuǎn)軸緊密接合的帶輪，所述傳動單元還包括傳動帶，所述第一傳動輪部件和所述第二傳動輪部件是包含一帶輪的帶傳動元件，通過所述馬達轉(zhuǎn)軸、所述傳送帶傳動部件對和所述天線之間的帶驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該帶輪將所述馬達轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)移到所述天線上。
24.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述傳動單元包括第一傳動輪和第二傳動輪，其中每個所述第一傳動輪和所述第二傳動輪由彈性材料構(gòu)成，并且整體形成有具有圓柱形狀的傳動輪接觸部和天線接觸部，所述傳動輪接觸部具有第一內(nèi)徑和第一外徑，所述天線接觸部具有所述第一內(nèi)徑和比所述第一外徑小約一天線外徑的第二外徑；第一傳動軸和第二傳動軸，分別具有第一箍環(huán)和第二箍環(huán)；以及，一傳動箱，包括一基板，與安裝馬達轉(zhuǎn)軸的馬達頂面接觸地設置，一接合元件，在所述基板邊緣上形成，用于在主體中使傳動箱與所述馬達可分開和緊密地接合，一傳動軸托架，平行于所述馬達轉(zhuǎn)軸伸展并被彎折以與所述基板平行，用于可旋轉(zhuǎn)地支撐所述第一傳動軸和所述第二傳動軸，其中在所述基板的第一位置形成有第一孔以讓所述馬達轉(zhuǎn)軸穿過，在所述基板的第二位置上形成有第二孔和第三孔以分別接納所述第一傳動軸和所述第二傳動軸的第一端，以及在所述傳動輪托架上形成有面向所述基板上第二孔和第三孔的第四孔和第五孔以分別接納所述第一傳動軸和所述第二傳動軸的第二端；以及，其中在所述傳動箱上安裝裝有所述傳動輪對的所述傳動軸對的情況下，所述第二孔和所述第三孔如所述第四孔和所述第五孔一樣分開一定距離，使得所述第一傳動輪和第二傳動輪的天線接觸部緊密地與所述天線嚙合，與此同時，所述第一傳動輪和第二傳動輪的傳動輪接觸部緊密嚙合，并且所述第一孔和所述第二孔分開一定距離，使得所述馬達轉(zhuǎn)軸能與所述第一傳動輪的傳動輪接觸部緊密地嚙合。
25.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中每個所述第一傳動輪和所述第二傳動輪由彈性材料構(gòu)成，并且整體形成有具有圓柱形狀的傳動輪接觸部和天線接觸部，所述傳動輪接觸部具有第一內(nèi)徑和第一外徑，所述天線接觸部具有所述第二內(nèi)徑和比所述第一外徑小約一天線外徑的第二外徑，其中所述第一內(nèi)徑的大小使每個所述傳動輪能夠與每個所述傳動軸緊密接合，其中所述第二內(nèi)徑與在每個所述傳動軸上形成所述箍環(huán)部分的直徑相同，并且其中所述第一外徑比所述馬達轉(zhuǎn)軸的外徑大以便按一預定的減速比產(chǎn)生一個較馬達轉(zhuǎn)軸扭矩更大的扭矩。
26.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述固定裝置包括一固定托架，水平地從所述傳動箱基板的邊緣部分伸出并被彎折以沿所述接合元件的方向凸出，其中在凸出部分的兩側(cè)形成有固定槽；減振元件，由彈性材料構(gòu)成，緊密地裝配在所述固定槽中并緊密地插在所述馬達20外圍表面上的一部分和所述固定托架之間，其中在減振單元上中形成有貫穿孔；以及固定銷釘，緊密地插在所述減振元件的所述貫穿孔中，用于固定地將所述馬達和所述傳動單元的組件與所述天線室接合。
27.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述馬達還包括與所述馬達轉(zhuǎn)軸緊密和整體接合的第一傳動帶輪；所述傳動單元還包括一傳遞旋轉(zhuǎn)力的傳動帶；所述第一傳動軸和所述第二傳動軸還包括分別位于所述傳動軸箍環(huán)內(nèi)側(cè)位置的第二傳動帶輪和第三傳動帶輪，其中所述第二傳動帶輪和第三傳動帶輪的直徑比所述第一傳動帶輪的直徑大，以一定減速比產(chǎn)生比所述第一傳動帶輪處更大的扭矩；以及每個由彈性材料構(gòu)成的所述第一傳動輪和所述第二傳動輪具有圓柱形狀，當所述第一傳動輪和所述第二傳動輪經(jīng)所述第一傳動軸和所述第二傳動軸安裝在所述傳動箱上時，其內(nèi)徑的值使每個所述傳動輪能與每個所述傳動軸緊密接合，并且其外徑的值使每個所述傳動輪能與所述天線緊密地接觸；其中所述三個傳動帶輪通過所述傳動帶帶接，使得所述第一傳動輪能以與所述馬達轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，所述第二傳動輪能以與所述馬達轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)。
28.如權(quán)利要求24所述的裝置，其中所述馬達還包括與所述馬達轉(zhuǎn)軸緊密和整體接合的第一細齒傳動輪；所述第一傳動軸和所述第二傳動軸還包括分別位于所述傳動軸箍環(huán)內(nèi)側(cè)位置的第二細齒傳動輪和第三細齒傳動輪，其中每個所述第二細齒傳動輪和第三細齒傳動輪的直徑比所述第一細齒傳動輪的直徑大，以一定減速比產(chǎn)生比所述第一細齒傳動輪處更大的扭矩；以及每個由彈性材料構(gòu)成的所述第一傳動輪和所述第二傳動輪具有圓柱形狀，當所述第一傳動輪和所述第二傳動輪經(jīng)所述第一傳動軸和所述第二傳動軸安裝在所述傳動箱上時，其內(nèi)徑的值使每個所述傳動輪能與每個所述傳動軸緊密接合，并且其外徑的值使每個所述傳動輪能與所述天線緊密地接觸；其中所述馬達轉(zhuǎn)軸的第一細齒傳動輪與所述第一傳動軸的所述第二細齒傳動輪嚙合，并且所述第一傳動軸的所述第二細齒傳動輪與所述第二傳動軸的所述第三細齒傳動輪嚙合。
全文摘要
一種無線電話中天線自動伸縮的方法及其裝置,其中控制器根據(jù)通話開始或結(jié)束的按鍵操作或前翻蓋板的開合操作獲得天線伸縮信息,在天線全部伸出或縮回所需的預定時間內(nèi)間歇地給馬達提供馬達驅(qū)動信號以順時針或逆時針驅(qū)動馬達;同時若天線有外阻力,在一定間隔內(nèi)反復停止提供驅(qū)動信號后再恢復提供信號的操作;并在天線室內(nèi)含有能吸收經(jīng)天線傳到馬達和傳動單元的外部沖撞和馬達振動的固定元件。它可提高通話質(zhì)量、耐用性和節(jié)省電池。
文檔編號H01Q1/24GK1213192SQ9712225
公開日1999年4月7日 申請日期1997年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月30日
發(fā)明者李漢相 申請人:李漢相