三轴惯性稳定平台制造技术

本发明专利技术适用光电技术领域，提供了一种三轴惯性稳定平台，其三轴减速传动系统均采用柔索传动方式，柔索传动的刚度可达到同精度齿轮传动或者谐波系统的10倍以上，同时其具有精度高、噪声低、传动平稳、无需润滑、易于安装和维护等特点。柔索精密传动的高刚度和无空回特性可以保证稳定跟踪伺服系统的快速动态响应，提高平台的动态指向精度。

【技术实现步骤摘要】
三轴惯性稳定平台
本专利技术属于光电
，尤其涉及一种三轴惯性稳定平台。
技术介绍
航空摄影是用于资源勘探、地质分析和军事测绘等的重要手段。在飞机上设置照相机或摄像机进行遥感成像时，由于飞机振动和飞机偏航、横滚和俯仰运动等因素的影响，会导致遥感图像的模糊、扭曲、旋转等现象，严重影响拍摄效果，甚至导致图像难以使用。为了有效补偿飞机振动和角运动对摄像设备的影响，提高航拍图像质量，能够精确实现三轴陀螺惯性稳定的平台必不可少。现有技术中，如美国专利US5922039、中国专利CN1305091A、CN2833306Y、CN101619971A、CN104168460A、CN107600444A等，为了减轻稳定平台重量并同时能提供较大的控制转矩，这些稳定平台均采用齿轮减速传动，然而即便是最精密齿轮传动也存在着间隙、磨损等缺陷，不可避免的存在空回，从而制约了精度和动态性能的提高。现有技术存在不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于柔索传动的三轴惯性稳定平台，旨在解决飞行器中自发震动、共振和飞行器飞行姿态变动时导致刚性传动平台传动时空回导致拍摄精度受干扰的技术问题。本专利技术提供一种三轴惯性稳定平台，包括：与飞机机身固定连接的底座、通过减震器安装在所述底座上的减震座、设置在所述减震座远离所述底座一侧的一对支承耳、架设在两个所述支承耳之间且与所述支承耳转动连接的横滚框架、套设在所述横滚框架中且与所述横滚框架转动连接的俯仰框架、以及套设在所述俯仰框架中且与所述俯仰框架同轴转动的方位框架；所述横滚框架的横滚轴与所述飞机的飞行方向一致；所述俯仰框架的俯仰轴与所述横滚轴垂直；所述方位框架的旋转轴与所述俯仰轴的轴平面垂直；还包括：三轴惯性测量单元、与所述三轴惯性测量单元电连接的控制器和与所述控制器电连接的三轴驱动机构；所述三轴驱动机构通过柔索分别与所述横滚框架、所述俯仰框架和所述方位框架传动连接。优选的，所述三轴驱动机构包括：横滚驱动组件、横滚驱动螺纹杆、横滚传动柔索、横滚传动被动轮和第一张紧机构；所述横滚驱动组件固定连接在所述减振座上，所述横滚驱动螺纹杆固定安装在所述横滚驱动组件的输出轴上；所述横滚传动被动轮与所述横滚框架固定连接，所述横滚传动被动轮为扇形轮，其中心线与所述横滚轴的中心线重合；所述横滚传动柔索对折后呈并排双股形式缠绕在所述横滚驱动螺纹杆和所述横滚传动被动轮之间；对折后的所述横滚传动柔索的中间段缠绕在所述横滚驱动螺纹杆的螺旋槽上，首、尾部分绕在所述横滚传动被动轮的外圆弧面上，且所述横滚传动柔索的两端部和对折处从所述横滚传动被动轮的指向所述横滚驱动螺纹杆的正面分别沿上、下两侧的倒角圆绕到横滚传动被动轮的外圆弧面的背面；两端部一同固定在所述横滚传动被动轮背部的固定环上，所述对折处挂扣在所述第一张紧机构的滑块的套环上，所述第一张紧机构的固定块与所述横滚传动被动轮的背部固定连接，所述固定块与所述滑块弹性连接。优选的，所述横滚驱动组件包括第一电机、第一编码器和第一减速机；所述第一电机的电机轴的一端连接在所述第一减速机的输入轴上，另一端安装所述第一编码器；所述第一减速机的输出轴上安装所述横滚驱动螺纹杆。所述横滚传动柔索的数量为1至6根；所述第一减速机的横滚传动减速比设置为为6至12；所述横滚框架的转角范围为±6度至±10度。优选的，所述三轴驱动机构还包括：俯仰驱动组件、俯仰驱动螺纹杆、俯仰传动柔索、俯仰传动被动轮和第二张紧机构；所述俯仰驱动组件固定连接在所述俯仰框架上；所述俯仰驱动螺纹杆固定安装在所述俯仰驱动组件的输出轴上，所述俯仰传动被动轮与所述横滚框架固定连接，所述俯仰传动被动轮为扇形轮，其中心线与所述俯仰轴的中心线重合；所述俯仰传动柔索对折后呈并排双股形式缠绕在所述俯仰驱动螺纹杆和所述俯仰传动被动轮之间；对折后的所述横滚传动柔索的中间段缠绕在所述俯仰驱动螺纹杆的螺旋槽上，首、尾部分绕在所述俯仰传动被动轮的外圆弧面上，且所述俯仰传动柔索的两端部和对折处分别从俯仰传动被动轮指向所述俯仰驱动螺纹杆的正面沿上下两侧绕到俯仰传动被动轮的外圆弧面的背面，所述俯仰传动柔索的两端部一同固定连接在俯仰传动被动轮上，所述俯仰传动柔索的对折处经过第二张紧机构后也固定在所述俯仰传动被动轮上。优选的，所述俯仰驱动组件包括第二电机、第二编码器和第二减速机；所述第二电机的电机轴的一端连接在所述第二减速机的输入轴上，另一端安装所述第二编码器；所述第二减速机的输出轴上安装所述俯仰驱动螺纹杆；所述俯仰传动柔索的数量为1至6根；所述第二减速机的俯仰传动减速比设置为6至12；所述俯仰框架的转角范围为±6度至±10度。优选的，所述三轴驱动机构还包括：方位驱动组件、方位驱动螺纹杆、方位传动柔索、方位传动被动轮和第三张紧机构；所述的方位驱动组件固定安装在所述俯仰框架上，所述方位驱动螺纹杆安装在所述方位驱动组件的输出轴上；所述方位框架通过方位轴承与所述俯仰框架滑动连接，所述方位传动被动轮与所述方位框架固定连接，所述方位传动被动轮为扇形轮，其中心线与所述方位框架的旋转轴重合，所述方位框架的旋转轴与所述俯仰框架的工作平面垂直；所述方位传动柔索对折后呈并排双股形式缠绕在所述方位驱动螺纹杆和所述方位传动被动轮之间；对折后的所述横滚传动柔索的中间段缠绕在所述方位驱动螺纹杆的螺旋槽上，首、尾部分缠绕在所述方位框架的外圆面上；且所述方位传动柔索的两端部和对折处分别从方位传动被动轮指向所述方位驱动螺纹杆的正面沿上下两侧绕到方位传动被动轮的外圆弧面的背面，所述方位传动柔索的两端部一同固定连接在方位传动被动轮上，所述方位传动柔索的对折处经过第三张紧机构后也固定在所述方位传动被动轮上。优选的，所述方位轴承设置为交叉滚子轴承或四点接触轴承。优选的，所述方位驱动组件包括第三电机、第三编码器和第三减速机；所述第三电机的电机轴的一端连接在所述第三减速机的输入轴上，另一端安装所述第三编码器；所述第三减速机的输出轴上安装所述方位驱动螺纹杆；所述方位传动柔索的数量为1至6根；所述第三减速机的方位传动减速比为6至20；所述方位框架的转角范围为±20度至±40度。优选的，所述平台还包括：横滚零位传感器、横滚零位检测物体、俯仰零位传感器、俯仰零位检测物体、方位零位传感器、上保护盖、侧保护盖；所述横滚零位传感器安装在所述横滚框架上；所述横滚零位检测物体安装在减振座上，与所述横滚零位传感器相对应安装，相对距离为0.2mm～2mm；所述俯仰零位传感器安装在所述横滚框架上；所述俯仰零位检测物体安装在俯仰驱动组件上，与所述俯仰零位传感器相对应安装，相对距离为0.2mm～2mm；所述方位零位传感器固定安装在所述俯仰框架上；方位零位检测物体固定安装在所述方位框架上，与所述方位零位传感器相对应安装，相对距离为0.2mm～2mm；所述的侧保护盖固定安装在所述底板上；所述侧保护盖的长度和宽度与所述底板的长度和宽度尺寸一致，所述侧保护盖的高度为50mm～100mm；所述上保护盖固定连接在所述方位轴承外压圈上，所述上保护盖的长度和宽度尺寸均小于所述侧保护盖的长度和宽度，两者之间设置有2mm～20mm的间隙；上保护盖的高度为20mm～80mm。优选的，所述平台还包括振幅限位机构，所述振幅限位机构由圆柱与直径更大的限本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴惯性稳定平台，其特征在于，包括：与飞机机身固定连接的底座、通过减震器安装在所述底座上的减震座、设置在所述减震座远离所述底座一侧的一对支承耳、架设在两个所述支承耳之间且与所述支承耳转动连接的横滚框架、套设在所述横滚框架中且与所述横滚框架转动连接的俯仰框架、以及套设在所述俯仰框架中且与所述俯仰框架同轴转动的方位框架；所述横滚框架的横滚轴与所述飞机的飞行方向一致；所述俯仰框架的俯仰轴与所述横滚轴垂直；所述方位框架的旋转轴与所述俯仰轴的轴平面垂直；还包括：三轴惯性测量单元、与所述三轴惯性测量单元电连接的控制器和与所述控制器电连接的三轴驱动机构；所述三轴驱动机构通过柔索分别与所述横滚框架、所述俯仰框架和所述方位框架传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种三轴惯性稳定平台，其特征在于，包括：与飞机机身固定连接的底座、通过减震器安装在所述底座上的减震座、设置在所述减震座远离所述底座一侧的一对支承耳、架设在两个所述支承耳之间且与所述支承耳转动连接的横滚框架、套设在所述横滚框架中且与所述横滚框架转动连接的俯仰框架、以及套设在所述俯仰框架中且与所述俯仰框架同轴转动的方位框架；所述横滚框架的横滚轴与所述飞机的飞行方向一致；所述俯仰框架的俯仰轴与所述横滚轴垂直；所述方位框架的旋转轴与所述俯仰轴的轴平面垂直；还包括：三轴惯性测量单元、与所述三轴惯性测量单元电连接的控制器和与所述控制器电连接的三轴驱动机构；所述三轴驱动机构通过柔索分别与所述横滚框架、所述俯仰框架和所述方位框架传动连接。2.如权利要求1所述的一种三轴惯性稳定平台，其特征在于，所述三轴驱动机构包括：横滚驱动组件、横滚驱动螺纹杆、横滚传动柔索、横滚传动被动轮和第一张紧机构；所述横滚驱动组件固定连接在所述减振座上，所述横滚驱动螺纹杆固定安装在所述横滚驱动组件的输出轴上；所述横滚传动被动轮与所述横滚框架固定连接，所述横滚传动被动轮为扇形轮，其中心线与所述横滚轴的中心线重合；所述横滚传动柔索对折后呈并排双股形式缠绕在所述横滚驱动螺纹杆和所述横滚传动被动轮之间；对折后的所述横滚传动柔索的中间段缠绕在所述横滚驱动螺纹杆的螺旋槽上，首、尾部分绕在所述横滚传动被动轮的外圆弧面上，且所述横滚传动柔索的两端部和对折处从所述横滚传动被动轮的指向所述横滚驱动螺纹杆的正面分别沿上、下两侧的倒角圆绕到横滚传动被动轮的外圆弧面的背面；两端部一同固定在所述横滚传动被动轮背部的固定环上，所述对折处挂扣在所述第一张紧机构的滑块的套环上，所述第一张紧机构的固定块与所述横滚传动被动轮的背部固定连接，所述固定块与所述滑块弹性连接。3.如权利要求2所述的一种三轴惯性稳定平台，其特征在于，所述横滚驱动组件包括第一电机、第一编码器和第一减速机；所述第一电机的电机轴的一端连接在所述第一减速机的输入轴上，另一端安装所述第一编码器；所述第一减速机的输出轴上安装所述横滚驱动螺纹杆。所述横滚传动柔索的数量为1至6根；所述第一减速机的横滚传动减速比设置为为6至12；所述横滚框架的转角范围为±6度至±10度。4.如权利要求2所述的一种三轴惯性稳定平台，其特征在于，所述三轴驱动机构还包括：俯仰驱动组件、俯仰驱动螺纹杆、俯仰传动柔索、俯仰传动被动轮和第二张紧机构；所述俯仰驱动组件固定连接在所述俯仰框架上；所述俯仰驱动螺纹杆固定安装在所述俯仰驱动组件的输出轴上，所述俯仰传动被动轮与所述横滚框架固定连接，所述俯仰传动被动轮为扇形轮，其中心线与所述俯仰轴的中心线重合；所述俯仰传动柔索对折后呈并排双股形式缠绕在所述俯仰驱动螺纹杆和所述俯仰传动被动轮之间；对折后的所述横滚传动柔索的中间段缠绕在所述俯仰驱动螺纹杆的螺旋槽上，首、尾部分绕在所述俯仰传动被动轮的外圆弧面上，且所述俯仰传动柔索的两端部和对折处分别从俯仰传动被动轮指向所述俯仰驱动螺纹杆的正面沿上下两侧绕到俯仰传动被动轮的外圆弧面的背面，所述俯仰传动柔索的两端部一同固定连接在俯仰传动被动轮上，所述俯仰传动柔索的对折处经过第二张紧机构后也固定在所述俯仰传动被动轮上。5.如权利要求4所述的一种三轴惯性稳定平台，其特征在于，所述俯仰驱动组件包括第二电机、第二编码器和第二减速机；所述第二电机的电机轴的一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，王中石，沈宏海，许永森，田大鹏，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22