[發(fā)明專(zhuān)利]一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310088792.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103217156A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周向陽(yáng);李貝;房建成;張建斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/18
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/18;G05D1/08
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 成金玉;盧紀(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航空遙感技術(shù)領(lǐng)域，適用于承載較大而又要求自重較小的航空遙感大負(fù)載三軸慣性穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)，涉及一種安裝于大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)內(nèi)部的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)方位方向的自由、精確調(diào)整，是一套完整的支撐驅(qū)動(dòng)一體化結(jié)構(gòu)。是磁軸承在慣性穩(wěn)定技術(shù)領(lǐng)域的一種結(jié)構(gòu)及方法創(chuàng)新，也可用于其它需要高精度驅(qū)動(dòng)支撐的機(jī)械機(jī)構(gòu)之中如數(shù)控車(chē)床等。

背景技術(shù)

航空遙感大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)是機(jī)載對(duì)地觀測(cè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其功能是支承成像載荷并隔離飛行載體三個(gè)方向姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)及外部擾動(dòng)，使成像載荷視軸在慣性空間內(nèi)始終跟蹤并垂直于當(dāng)?shù)厮?，提高成像分辨率。然而由于航空?yīng)用環(huán)境的限制，慣性穩(wěn)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)上需要同時(shí)具有體積小、重量輕和承載比大等特點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)上需要在滿(mǎn)足動(dòng)靜態(tài)性能要求的前提下進(jìn)行緊湊性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。

在現(xiàn)有的航空慣性穩(wěn)定平臺(tái)設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有慣性穩(wěn)定平臺(tái)存在許多不足，總體表現(xiàn)為在體積大、負(fù)載/自重比小、精度差等方面的系統(tǒng)性不足，即難以找到集以上各方面優(yōu)點(diǎn)為一體的產(chǎn)品。由于商品化等因素影響，國(guó)外體積小重量輕的產(chǎn)品往往精度較低、承載力小，而精度高的產(chǎn)品又往往體積和重量較大；另外，許多產(chǎn)品國(guó)外穩(wěn)定平臺(tái)的代表如瑞士Leica公司的PAV30及最新的產(chǎn)品PAV80，國(guó)內(nèi)穩(wěn)定平臺(tái)如專(zhuān)利200910089155.6和201110214640.9等，其框架軸系都是采用純機(jī)械支撐，多以鋼絲軸承作為支撐部件，當(dāng)承載大負(fù)載時(shí)，各框架軸承承擔(dān)的壓力很大，因此增大了機(jī)械軸承的摩擦力，當(dāng)各框架軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制負(fù)載姿態(tài)時(shí)，該摩擦力會(huì)進(jìn)一步影響控制精度。方位框與平臺(tái)本體直接接觸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)姿態(tài)微調(diào)，導(dǎo)致其精度難以進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：針對(duì)航空遙感三軸慣性穩(wěn)定平臺(tái)中方位驅(qū)動(dòng)、支撐的不足，提出一種精度高、體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊的磁懸浮方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)。

本發(fā)明技術(shù)方案具體如下：一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括：方位內(nèi)框托盤(pán)1、方位下外框2、徑向磁軸承定子3、方位上外框4、深溝球軸承5、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、方位內(nèi)框蓋板7、止推軸承轉(zhuǎn)軸8、止推軸承9、軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11、方位電機(jī)定子12、方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15、方位內(nèi)框16、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18；所述方位內(nèi)框托盤(pán)1、方位下外框2、方位上外框4、方位內(nèi)框蓋板7和方位內(nèi)框16構(gòu)成方位框體結(jié)構(gòu)部分；所述方位電機(jī)定子12和方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13構(gòu)成方位驅(qū)動(dòng)部分；所述徑向磁軸承定子3、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15、徑向磁軸承傳感器11、軸向磁軸承定子18、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承傳感器10構(gòu)成方位支撐部分；所述深溝球軸承5、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、止推軸承轉(zhuǎn)軸8和止推軸承9構(gòu)成磁懸浮軸承保護(hù)部分；方位內(nèi)框16為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子核心部件，軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17箍入方位內(nèi)框16突出的圓盤(pán)面上，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15依次從下方套入方位內(nèi)框16的下側(cè)圓柱面上，徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15頂死在方位內(nèi)框16的直口上，方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14隔開(kāi)方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15，這樣避免了電磁干擾，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13由方位內(nèi)框托盤(pán)1頂住在方位內(nèi)框16上；蓋板7和方位內(nèi)框托盤(pán)1通過(guò)螺釘分別緊定在方位內(nèi)框16的上方和下方，阻止灰塵以及雜質(zhì)的入侵；方位下外框2、方位上外框4為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定子核心部件，兩者通過(guò)直口導(dǎo)向安裝和精確定位，并且用螺釘緊固；軸向磁軸承定子18反裝在方位上外框4的頂部，徑向磁軸承定子3固定在方位下外框2的上部；軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11分別固定在方位下外框2的上面和內(nèi)側(cè)面；深溝球軸承5、止推軸承9卡在方位上外框4的側(cè)槽內(nèi)部，深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、止推軸承轉(zhuǎn)軸8嵌入方位上外框4上孔內(nèi)部，各自貫穿深溝球軸承5和止推軸承9，分別為深溝球軸承5、止推軸承9提供旋轉(zhuǎn)的依托；