[發(fā)明專利]一種三自由度大負載航空攝影陀螺穩(wěn)定平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910089155.6
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101619971A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設計）人: 房建成;彭修廣;鐘麥英;周向陽;張延順
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 成金玉;盧 紀

技術領域

本發(fā)明涉及一種安裝于飛機機腹內(nèi)部，隔離飛機機體振動，實現(xiàn)航拍相機視軸跟蹤當?shù)? 垂線的三自由度大負載航空攝影陀螺穩(wěn)定平臺。

背景技術

航空攝影是獲取地球表面高精度觀測信息的一種現(xiàn)代高技術手段。飛機在飛行攝影時會 受到本機和氣流等的影響產(chǎn)生機體振動，給機載相機對指定區(qū)域高精度拍攝帶來困難。如果 不利用穩(wěn)定平臺隔離機體振動，拍攝飛機必須延長飛行時間、增加拍攝次數(shù)、增加航次，而 拍攝質(zhì)量的下降又將給圖像的事后處理增加難度。為了有效隔離飛機機體振動，提高航拍圖 像質(zhì)量，高性能的陀螺穩(wěn)定平臺必不可少；另外航拍使用的輕小型飛機機艙空間狹小，飛機 航程與負載重量成反比，因此航拍用陀螺穩(wěn)定平臺體積與質(zhì)量應盡量小。

現(xiàn)有的陀螺穩(wěn)定平臺大致可分為被動式平臺和主動式平臺兩類：典型的被動式平臺見中 國專利CN2204069Y和CN2413266Y，其工作原理是利用陀螺的定向性，直接靠陀螺力矩穩(wěn)定平 臺的姿態(tài)；典型的主動式陀螺穩(wěn)定平臺見美國專利US5922039、中國專利CN1305091A、 CN2833306Y等，其原理是利用陀螺等傳感器輸出的反映運載體姿態(tài)及其變化率的信號，按一 定的算法解算后控制驅(qū)動裝置，實現(xiàn)平臺的穩(wěn)定。

上述被動式穩(wěn)定平臺結(jié)構簡單，但其缺點是：由于平臺靠陀螺力矩實現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定，因此 當平臺負荷較大時，要求陀螺有足夠大的角動量矩，這意味著增加陀螺轉(zhuǎn)子的質(zhì)量、體積及 其轉(zhuǎn)速，因此平臺的質(zhì)量和體積會很大，例如中國專利CN2413266Y所述的穩(wěn)定平臺的承載能 力僅為10-50kg，但其整體尺寸范圍已高達長300-500mm，寬200-400mm，高480-700mm。由上 述分析可知，被動式穩(wěn)定平臺不適合重量高達20-100kg的遙感相機及機艙空間狹小的輕小型 遙感飛機。

上述主動式穩(wěn)定平臺利用高精度陀螺、加速度計等傳感器反映穩(wěn)定平臺姿態(tài)及其變化 率，其穩(wěn)定精度極高，結(jié)構較緊湊，但是成本昂貴；在驅(qū)動方式上，中國專利CN1305091A所 述的陀螺穩(wěn)定平臺采用力矩電機直接驅(qū)動平臺臺體轉(zhuǎn)動的驅(qū)動方式，這種驅(qū)動方式傳動精度 高、結(jié)構簡單，但是由于電機輸出扭矩的限制，陀螺穩(wěn)定平臺承載能力較小。中國專利 CN2833306Y所述的陀螺穩(wěn)定平臺采用電機經(jīng)減速器驅(qū)動平臺臺體轉(zhuǎn)動的間接驅(qū)動方式，解決 了平臺負載過大時電機輸出扭矩無法滿足要求的難題，但其減速器齒輪均為完整齒輪，質(zhì)量 和體積較大，另外齒輪副沒有進行齒隙消除處理，齒輪副齒隙的存在影響傳動精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術解決問題：克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種三自由度的航空攝影用大負 載陀螺穩(wěn)定平臺。