[發明專利]適用于機載環境的高集成化、高負載自重比雙軸云臺裝置

在審

• 申請號: 202211596165.0
• 申請日: 2022-12-13
• 公開（公告）號: CN116336335A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 楊景嵐;曹秀芳;王光明;劉賡;趙旭東;陳星星;王麗男;李召芹;魏東;馮曉雄
• 申請（專利權）人: 南京晨光集團有限責任公司
• 主分類號: F16M11/10
• 分類號: F16M11/10;F16M11/08;F16M11/18;F16M13/02;B64D47/02;B64D47/08
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

1.一種適用于機載環境的高集成化、高負載自重比雙軸云臺裝置，其特征在于，該云臺裝置包括防護支撐結構組件(1)、俯仰機構(2)、方位機構(3)和測控系統(4)；

所述防護支撐結構組件(1)包括頂蓋(1-1)、過度段(1-2)、俯仰殼體(1-3)、左防護罩(1-4)、右防護罩(1-5)，所述過渡段(1-2)與頂蓋(1-1)緊固連接，所述左防護罩(1-4)、右防護罩(1-5)與俯仰殼體(1-3)緊固連接；

所述俯仰機構(2)包括俯仰驅動單元(2-1)、俯仰驅動單元支架(2-2)、聯軸器(2-3)、蝸輪蝸桿副(2-4)、第一角接觸球軸承(2-5)、第二角接觸球軸承(2-6)、第一平鍵(2-7)、第二平鍵(2-8)、俯仰限位軸(2-9)、軸承座(2-10)、第一俯仰軸(2-11)、第二俯仰軸(2-12)、第一軸承端蓋(2-13)、第二軸承端蓋(2-14)、第三軸承端蓋(2-15)、鎖緊螺母(2-16)、止動墊圈(2-17)、模擬負載(2-18)；所述俯仰驅動單元(2-1)通過俯仰驅動單元支架(2-2)安裝至俯仰殼體(1-3)上；所述蝸輪蝸桿副(2-4)由蝸輪(2-4-1)、蝸桿(2-4-2)組成，所述蝸輪(2-4-1)通過第二平鍵(2-8)傳遞驅動扭矩至第一俯仰軸(2-11)；所述蝸桿(2-4-2)通過俯仰驅動單元支架(2-2)、第一角接觸球軸承(2-5)、第一軸承端蓋(2-13)安裝至俯仰殼體(1-3)上；所述蝸輪蝸桿副(2-4)為俯仰機構(2)提供機械自鎖、大負載驅動功能；所述俯仰限位軸(2-9)安裝在俯仰殼體(1-3)上；所述第一俯仰軸(2-11)作為驅動軸，通過第二角接觸球軸承(2-6)、第二軸承端蓋(2-14)安裝至俯仰殼體(1-3)上，通過兩個鎖緊螺母(2-16)防松鎖緊軸向位置，通過蝸輪(2-4-1)將驅動扭矩傳遞到第一俯仰軸(2-11)上，進而驅動光電設備模擬負載(2-18)俯仰運動；所述第二俯仰軸(2-12)作為從動軸，通過模擬負載(2-18)傳遞的驅動力矩帶動其俯仰運動，通過第二角接觸球軸承(2-6)、第三軸承端蓋(2-15)安裝至軸承座(2-10)上，通過鎖緊螺母(2-16)和止動墊圈(2-17)防松鎖緊軸向位置；

所述方位機構(3)包括方位驅動單元(3-1)、方位驅動單元支架(3-2)、驅動齒輪(3-3)、回轉支撐(3-4)、方位軸(3-5)、方位限位塊(3-6)；所述方位驅動單元(3-1)通過方位驅動單元支架(3-2)安裝至俯仰殼體(1-3)；所述驅動齒輪(3-3)為圓柱直齒輪，固定至方位驅動單元(3-1)輸出軸上，用于傳遞驅動力矩；所述回轉支承(3-4)為帶外圓柱直齒的交叉滾子軸承，與驅動齒輪(3-3)組成齒輪傳動副；所述回轉支承(3-4)內圈與過渡段(1-2)緊固作為方位固定端，回轉支承(3-4)外圈與俯仰殼體(1-3)緊固作為方位轉動端；所述方位軸(3-5)結構側壁開有窗口，緊固安裝在俯仰殼體上(1-3)；所述方位限位塊(3-6)通過一個銷釘緊固到過渡段(1-2)上，允許方位限位塊(3-6)以銷釘為軸旋轉一定角度；

所述測控系統(4)包含俯仰編碼器(4-1)、方位編碼器(4-2)、陀螺儀(4-3)、控制器(4-4)、俯仰驅動器(4-5)、方位驅動器(4-6)、制動模塊(4-7)、制動電阻(4-8)；所述俯仰編碼器(4-1)為抱軸式絕對式編碼器，安裝在第二俯仰軸(2-12)末端，用于反饋俯仰終端絕對角度信號；所述方位編碼器(4-2)為中空式絕對式編碼器，安裝在方位軸(3-5)末端，用于反饋方位終端絕對角度信號；所述陀螺儀(4-3)通過轉接板安裝在頂蓋(1-1)上，用于反饋機身抖動方向、頻率和幅度；所述控制器(4-4)安裝在頂蓋(1-1)上，通過RS485通信接口采集方位編碼器(4-2)、俯仰編碼器(4-1)、陀螺儀(4-3)反饋的角度、姿態數據信號，基于PID速度、位置雙閉環控制算法，通過CAN通信接口發送控制指令給俯仰驅動器(4-5)、方位驅動器(4-6)，進而驅動俯仰電機、方位電機工作到指令位置，實現俯仰作動、方位作動以及防抖動控制，再通過RS422通信串口將俯仰、方位角度位置實時反饋給上位機；所述制動模塊(4-7)和制動電阻(4-8)用于電機減速時消耗電機的回饋能量來保護驅動器。

2.根據權利要求1所述的適用于機載環境的高集成化、高負載自重比雙軸云臺裝置，其特征在于，所述防護支撐結構組件(1)各個零件均在安裝端面上設計異型密封槽結構，用于安裝密封件。