本发明专利技术公开了一种双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、基座和轴端；其中内框架和和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有镂空结构的球形壳体，该镂空结构通过对两个正交极轴的经纬线分割的网格镂空得到，分布在除轴端和电路安装区域以外的球形壳体上；该稳定平台相对于环形结构的稳定平台，具有等刚度特点，并且有利于与减小干扰误差；相比完全封闭的球形结构的稳定平台，具有良好的热传导和热对流功能，有利于建立良好的温度场。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惯性稳定平台机械结构设计领域，特别涉及一种双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台。
技术介绍
陀螺稳定平台的主要作用是在弹(箭)内按给定的技术指标，建立一个与弹(箭)的角运动无关的导航坐标系，为加速度的测量和姿态角的测量提供必要的坐标基准。传统平台结构采用环形框架和矩形台体，框架的轴端连接处放置电机和角度/角速度测量电路等，由于容纳体积及环形结构限制，轴端设计为外凸起结构，为了使各框架自由旋转，则需要加大框架尺寸，因此会占用较大的回转空间，体积较大，无法满足目前轻小型化的平台发展趋势，而且这种结构会产生二阶干扰力矩；同时平台结构采用开放式环架，受外界温度环境影响较大，容易影响惯性仪表的恒温性。因此，对于三框架平台系统或四框架平台系统来说，内框架和基座采用球面框架有利于为惯性仪表提供一个良好的工作环境。但如果外框架和随动框架也采用密闭的球面框架时，将对热量由内向外传导不利，也会影响惯性仪表的恒温性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台，该稳定平台的内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有镂空结构的球形壳体，该镂空结构通过对两个正交极轴的经线和玮线划分的网格镂空得到；该稳定平台相对于环形结构的稳定平台，具有等刚度特点，并且有利于与减小干扰误差;相比完全封闭的球形结构的稳定平台，具有良好的热传导和热对流功能，有利于建立良好的温度场。本专利技术通过以下方案实现上述目的:—种双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、基座和轴端，其中:内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有镂空结构的球形壳体，所述镂空结构通过对两个正交极轴的经线和玮线划分的网格镂空得到;所述四个球形壳体的中心重合且由内到外的嵌套顺序为内框架、外框架、随动框架和基座;每相邻两个球形壳体之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形壳体绕所述轴端的转轴转动；台体位于内框架内部且通过两个轴端连接，并绕所述轴端的转轴转动;基座与外部载体固定连接;其中，台体、内框架、外框架和随动框架转动的中心轴彼此正交。上述的双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台，在外框架和随动框架的球形壳体上，通过如下方法确定所述球形壳体上镂空结构的位置:(I)、在所述球形壳体的本体坐标系内，X轴、Y轴、Z轴将所述坐标空间划分为8个象限，所述8个象限的定义如下:第一象限:x> 0，y > 0，z > 0;第二象限:叉〈0，丫 > 0，z > O;第三象限:x〈0，y〈0，z20;第四象限:x2 0，y〈0，z2 0;第五象限:x2 0,y > 0，2〈0;第六象限:叉〈0，7 > 0，z〈0;第七象限:x〈0，y〈0，z<0；第八象限:x> 0,y<0,z<0；(2)、在第一象限内，当y 2 z时，以Y轴为极轴在球形壳体外表面上绘制经线和玮线；当y〈z时，以Z轴为极轴在球形壳体外表面上绘制经线和玮线；(3)、以YOZ面为对称面，在第二象限内形成与第一象限内的经线和玮线相对称的经线和玮线；(4)、以XOZ面为对称面，将第一象限和第二象限内的经玮线对称映射到第三象限和第四象限；(5)、以XOY面为对称面，将第一象限到第四象限的经玮线对称映射到第五象限到第八象限；(6)、在球形壳体的坐标轴上的设置轴端安装孔，并在所述安装孔的周围预留电路和惯性仪表的安装区域;然后在剩余区域内按照如下的第一种方案或第二种方案在球形壳体剩余区域内进行镂空操作:第一种方案:将球形壳体表面经玮线构成的网格进行镂空，得到带有镂空结构的球形壳体；第二种方案:在球形壳体表面经玮线构成的网格内，通过短程线连接其中一对顶点，将所述网格划分为两个二级网格，所述球形壳体上的二级网格关于XOY平面、YOZ平面、XOZ平面对称分布;然后将球形壳体表面的二级网格进行镂空，得到带有镂空结构的球形壳体。其中，在步骤(6)中，外框架和随动框架的球形壳体在框架本体坐标系的Z轴、Y轴上共设置四个轴端安装孔，即四个轴端安装孔分别位于框架本体坐标系的+Z轴、-Z轴、+Y轴、-Y轴;所述每个轴端安装孔周围设置有安装电路和惯性仪表的区域，即所述区域为连续球壳弧面。在上述的双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台中，外框架和随动框架的球形壳体由两个半球壳体连接构成，且所述球形壳体以y = Z平面或y = -Z平面划分为所述两个半球壳体；当两个半球壳体分开时，在球壳内表面的轴端安装孔周围的连续球壳弧面上安装电路和惯性仪表，安装结束后，将两个半球壳体连接为一个球形壳体。在上述的双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台中，连接台体和内框架的两个轴端与内框架的球形壳体外表面共面;连接内框架和外框架的两个轴端与外框架的球形壳体外表面共面;连接外框架和随动框架的两个轴端与随动框架的球形壳体外表面共面;连接随动框架和基座的两个轴端与基座的球形壳体外表面共面。在上述的双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台中，台体为球形壳体，在所述球形壳体腔体内安装惯性仪表和电路板。在上述的双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台中，基座为单层球形球壳，所述球形壳体表面设置有加强筋。本专利技术与现有技术相比的有益效果如下:(I)、本专利技术惯性稳定平台的内框架、外框架、随动框架和基座均为球形结构，相对于采用环形框架的稳定平台，具有等刚度的特点，并且有利于减小干扰误差；(2)、本专利技术惯性稳定平台的内框架和基座为球形壳体，和传统的开放环架结构相比，可以降低外界信号对惯性仪表的干扰，有利于确保仪表的恒温性，而且外框架和随动框架采用镂空的球壳结构，具有良好的热传导和热对流功能，有利于电路散热，从而建立良好的温度场。【附图说明】图1为本专利技术的球形惯性稳定平台中具有镂空结构的球壳结构图；图2为本专利技术的球形惯性稳定平台中具有镂空结构的球壳按设定剖面分离后的半球壳结构图；图3为本专利技术中球壳本体坐标系第一象限内的两个正交极轴经玮线的分布示意图；图4为本专利技术中球壳本体坐标系第一象限内的网格内划分二级网格的示意图；图5为本专利技术中具有镂空结构的球形壳体表面位置的剖面示意图。【具体实施方式】本专利技术提供了一种双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、基座和轴端。其中，内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有镂空结构的球形壳体，该镂空结构按照两个正交极轴的经线和玮线划分的网格镂空得到。这四个球形壳体的中心重合且由内到外的嵌套顺序为内框架、外框架、随动框架和基座;每相邻两个球形壳体之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形壳体绕所述轴端的转轴转动；台体位于内框架内部且通过两个轴端连接，并绕所述轴端的转轴转动;基座与外部载体固定连接;其中，台体、内框架、外框架和随动框架转动时的中心轴彼此正交，且为了增大台体容积，将台体也设计为球形壳体，在所述球形壳体腔体内安装惯性仪表和电路板。基座为单层球形球壳，在该球形壳体表面设置有加强筋。本专利技术惯性稳定平台的外框架和随动框架为具有镂空结构的球形壳体，该镂空结构按照两个正交极轴的经线和玮线划分的网格镂空得到，两个极轴分别选取为球壳本体坐标系的Y轴和Z轴。其中:外框架和随动框架的球形壳体在框本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双极轴球面网壳结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、基座和轴端，其特征在于：内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有镂空结构的球形壳体，所述镂空结构通过对两个正交极轴的经线和纬线划分的网格镂空得到；所述四个球形壳体的中心重合且由内到外的嵌套顺序为内框架、外框架、随动框架和基座；每相邻两个球形壳体之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形壳体绕所述轴端的转轴转动；台体位于内框架内部且通过两个轴端连接，并绕所述轴端的转轴转动；基座与外部载体固定连接；其中，台体、内框架、外框架和随动框架转动的中心轴彼此正交。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：魏宗康，黄云龙，王文璞，董小燕，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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