[發(fā)明專利]一種斷電任意自鎖的機載三軸穩(wěn)定伺服平臺及橫滾偏心補償方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010763868.2
• 申請日: 2020-08-01
• 公開（公告）號: CN112009703A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武因峰;吳盼良;李世榮;萬金波
• 申請（專利權(quán)）人: 河北漢光重工有限責(zé)任公司
• 主分類號: B64D47/00
• 分類號: B64D47/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 張潔;廖輝

本發(fā)明涉及一種斷電任意自鎖的機載三軸穩(wěn)定伺服平臺及橫滾偏心補償方法，屬于機載偵察技術(shù)領(lǐng)域。包括方位環(huán)、橫滾環(huán)和俯仰環(huán)，橫滾環(huán)中軸承通過軸承座分別固定于橫滾支架的前、后端面，兩端的軸承內(nèi)分別安裝有橫滾軸，伺服電機安裝在橫滾支架的前端面上，伺服電機轉(zhuǎn)動軸的一端與橫滾軸連接，另一端與抱閘連接；旋轉(zhuǎn)變壓器組件、陀螺固定于橫滾支架的后端面上；角度傳動齒輪安裝在橫滾軸上，角度傳動齒輪與旋轉(zhuǎn)變壓器組件中的齒輪嚙合。解決了橫滾環(huán)因偏心結(jié)構(gòu)而無法實現(xiàn)任意位置穩(wěn)定的問題。通過建立對橫滾環(huán)理想模型，得到方位環(huán)轉(zhuǎn)動慣量的計算公式，然后在方位環(huán)中引入等效補償，實現(xiàn)對橫滾偏心的有效抑制，提高了方位環(huán)的隔離度指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種斷電任意自鎖的機載三軸穩(wěn)定伺服平臺及橫滾偏心補償方法，屬于機載偵察技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在載機的飛行過程中，機載吊艙必須承受振動帶來的不利影響，最核心的是保持光電探測器的指向性不變。目前的吊艙往往受限于空間、重量、尺寸等，不設(shè)置橫滾環(huán)；當(dāng)載機起飛、降落時，因為沒有橫滾環(huán)，平臺中的活動部件因慣性劇烈擺動，可能會損傷關(guān)鍵部件。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種斷電任意自鎖的機載三軸穩(wěn)定伺服平臺及橫滾偏心補償方法，防止載機起飛、降落時，平臺中的活動部件因慣性劇烈擺動，損傷關(guān)鍵部件；并且在方位環(huán)中引入等效補償，實現(xiàn)對橫滾偏心的有效抑制。解決了橫滾環(huán)因偏心結(jié)構(gòu)而無法實現(xiàn)任意位置穩(wěn)定的問題，并且斷電時能夠?qū)崿F(xiàn)任意位置自鎖。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種斷電任意自鎖的機載三軸穩(wěn)定伺服平臺，包括方位環(huán)、橫滾環(huán)和俯仰環(huán)，其中，俯仰環(huán)為內(nèi)環(huán)，方位環(huán)為外環(huán)，橫滾環(huán)為中環(huán)且為偏心結(jié)構(gòu)；方位環(huán)位于橫滾環(huán)的上方，俯仰環(huán)位于橫滾環(huán)的下方；

橫滾環(huán)包括橫滾支架、軸承座、軸承、第一橫滾軸、伺服電機、抱閘、抱閘固定座、角度轉(zhuǎn)動齒輪、旋轉(zhuǎn)變壓器組件、陀螺和第二橫滾軸；軸承通過軸承座分別固定于橫滾支架的前端面和后端面，前后兩端的軸承內(nèi)分別安裝有第一橫滾軸和第二橫滾軸，伺服電機安裝在橫滾支架的前端面上，伺服電機轉(zhuǎn)動軸的一端與第一橫滾軸連接，伺服電機轉(zhuǎn)動軸的另一端與抱閘連接；旋轉(zhuǎn)變壓器組件、陀螺固定于橫滾支架的后端面上；角度傳動齒輪安裝在第二橫滾軸上，角度傳動齒輪與旋轉(zhuǎn)變壓器組件中的齒輪嚙合；陀螺用于測量方位環(huán)的轉(zhuǎn)動速度；使用時，伺服電機驅(qū)動第一橫滾軸轉(zhuǎn)動并帶動俯仰環(huán)和第二橫滾軸轉(zhuǎn)動，第二橫滾軸帶動角度傳動齒輪轉(zhuǎn)動，角度傳動齒輪轉(zhuǎn)動時驅(qū)動旋轉(zhuǎn)變壓器組件進行角度輸出。

進一步的，所述方位環(huán)固定于橫滾支架的正上方，所述俯仰環(huán)通過第一橫滾軸和第二橫滾軸固定于橫滾環(huán)的正下方。

進一步的，所述伺服電機通過伺服電機固定座安裝于橫滾支架的前端面上，伺服電機的轉(zhuǎn)動軸通過轉(zhuǎn)接座與第一橫滾軸緊固，從而驅(qū)動第一橫滾軸轉(zhuǎn)動。

進一步的，所述伺服電機固定座上安裝有抱閘固定座，所述抱閘安裝在抱閘固定座上，抱閘的轉(zhuǎn)動部分與伺服電機轉(zhuǎn)動軸相連。這樣抱閘與伺服電機連為一體，從而斷電后實現(xiàn)任意自鎖功能。

進一步的，橫滾支架左右兩側(cè)分別設(shè)有限位結(jié)構(gòu)。當(dāng)橫滾環(huán)的負載轉(zhuǎn)動時，起到限位作用，防止碰壞橫滾支架。

一種斷電任意自鎖的機載三軸穩(wěn)定伺服平臺的橫滾偏心補償方法，所述方法步驟包括：

(1)計算方位環(huán)的轉(zhuǎn)動慣量J：

將俯仰環(huán)和橫滾環(huán)的轉(zhuǎn)動部分(包括軸承、橫滾軸、轉(zhuǎn)接座、伺服電機、抱閘和角度轉(zhuǎn)動齒輪)設(shè)為長為L、質(zhì)量為m₁的桿，桿的質(zhì)心與橫滾軸之間的垂直距離為H；桿的轉(zhuǎn)動慣量為J₁；將只做方位運動的部分(包括橫滾環(huán)中的橫滾支架、軸承座、伺服電機固定座、抱閘固定座、旋轉(zhuǎn)變壓器組件和陀螺)質(zhì)量設(shè)為m₂、轉(zhuǎn)動慣量為J₂；