一种高动态三轴仿真转台制造技术

本发明专利技术提供了一种高动态三轴仿真转台，包括偏航轴系、俯仰轴系和滚转轴系，偏航轴系包括偏航支承座、偏航框架、偏航电机和偏航支承轴承，俯仰轴系包括俯仰电机座、U型俯仰支承座、俯仰电机、俯仰传动杆机构、俯仰框架和俯仰输出轴，俯仰电机座和俯仰电机及U型俯仰支承座均与偏航轴系同轴线布置，俯仰传动杆机构包括俯仰主动连杆，俯仰串动杆和俯仰从动端盖，俯仰主动连杆与俯仰电机的输出轴连接，俯仰从动端盖与俯仰框架的一端连接；滚转轴系包括滚转电机和滚转支承轴承。本发明专利技术把俯仰轴系的驱动元件转移到了偏航轴线上，可以大幅度地降低其对偏航轴系的转动惯量，进而对大幅度提高偏航轴系的加速度和频响指标创造了条件。

A high dynamic three-axis simulation turntable

【技术实现步骤摘要】
一种高动态三轴仿真转台
本专利技术属于运动仿真装备
，尤其是涉及一种高动态三轴仿真转台。
技术介绍
三轴仿真转台广泛应用于导弹、无人机、卫星及水下航行器等领域中，主要实现扭滚转、俯仰和偏航三个自由度的模拟等功能。传统的三轴转台一般分为卧式结构和立式结构两种，由于三个框架的转动惯量较大，难以实现较高的动态性能。传统的三轴转台角加速度一般不能超过10000°/s2，即使采用液压驱动方式，角加速度角一般不超过20000°/s2，不适用于新型号空空弹、超空泡水下航行器等高动态仿真需求的场合。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种高动态三轴仿真转台，把俯仰轴系的驱动元件转移到了偏航轴线上，而不是传统转台中俯仰电机位于偏航U型框架的远离偏航轴线的U型臂端，因此可以大幅度地降低其对偏航轴系的转动惯量，进而对大幅度提高偏航轴系的加速度和频响指标创造了条件。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高动态三轴仿真转台，包括偏航轴系、俯仰轴系和滚转轴系，所述的偏航轴系包括偏航支承座、偏航框架、偏航电机和偏航支承轴承，所述的偏航电机设置在偏航支承座内，所述的偏航电机设有偏航输出轴，通过偏航支承轴承将偏航输出轴支撑在偏航支承座内，所述的偏航输出轴伸出偏航支承座顶端与偏航框架连接；所述的俯仰轴系包括固定在偏航框架上的俯仰电机座、设置在俯仰电机座上部的且与俯仰电机座一体设置的U型俯仰支承座、俯仰电机、俯仰传动杆机构、俯仰框架和俯仰输出轴，所述的俯仰电机座和俯仰电机及U型俯仰支承座均与偏航轴系同轴线布置，所述的俯仰电机设置在俯仰电机座内；所述的俯仰框架设置在U型俯仰支承座内，俯仰框架的左右两侧各通过一俯仰输出轴与U型俯仰支承座的两个臂端转动连接，所述的俯仰传动杆机构包括俯仰主动连杆，俯仰串动杆和俯仰从动端盖，所述的俯仰主动连杆和俯仰从动端盖分别设置在俯仰串动杆的上下两端，所述的俯仰主动连杆和俯仰串动杆之间以及所述俯仰串动杆和俯仰从动端盖之间均为铰接，所述的俯仰主动连杆与俯仰电机的输出轴连接，所述的俯仰从动端盖与俯仰框架的一端连接；所述的滚转轴系包括滚转电机和滚转支承轴承，所述的滚转电机设置在俯仰框架内，所述的滚转电机设有滚转输出轴，所述滚转输出轴通过滚转支承轴承设置在俯仰框架内，所述的滚转输出轴为空心轴；所述的俯仰输出轴与俯仰电机的输出轴在空间上呈平行布置；在所有电机内均内置一测角元件。进一步的，每个俯仰输出轴与U型俯仰支承座的相应臂之间的连接处均设有一俯仰支承轴承。进一步的，所述俯仰框架为空心圆柱结构。进一步的，两个俯仰输出轴的延长线均穿过俯仰框架的中心。进一步的，所述偏航电机和俯仰电机均为交流无刷力矩电机，所述滚转电机为环形中空交流无刷力矩电机。进一步的，所述测角元件为钢栅尺或光电编码器。进一步的，所述偏航支承轴承和俯仰支承轴承均为交叉滚子轴承，所述滚转支承轴承为交叉滚子圆环轴承。进一步的，所述俯仰传动杆机构进行消隙处理。相对于现有技术，本专利技术所述的一种高动态三轴仿真转台具有以下优势：本专利技术所述的一种高动态三轴仿真转台，(1)本专利技术转台采用立式结构，三个回转轴即滚转输出轴、俯仰输出轴和偏航输出轴分别实现滚转、俯仰和偏航运动；(2)为降低俯仰轴系及电机对偏航轴系造成的大转动惯量，将俯仰电机布置在偏航轴系的轴线上，俯仰传动杆机构是一种平行四连杆机构，通过消隙处理的俯仰传动杆机构实现俯仰运动的1：1传动比传递；俯仰框架和俯仰电机座采用一体化设计，以减少连接面带来的尺寸和惯量增加，偏航电机尽量靠近偏航支承轴承设置，以获得更好的机械刚度特性；(3)俯仰电机、俯仰轴系，滚转轴系和滚转电机的惯量主要集中在偏航轴系的轴线附近，整体惯量小，便于高动态指标实现。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的一种高动态三轴仿真转台的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的一种高动态三轴仿真转台的主视图；图3为本专利技术实施例所述的一种高动态三轴仿真转台的侧视图。附图标记说明：1-偏航轴系，1-1-偏航支承座，1-2-偏航电机，1-3-偏航输出轴，1-4-偏航框架，1-5-偏航支承轴承；2-俯仰轴系，2-1-俯仰电机，2-2-俯仰电机座，2-3-输出轴，2-4-U型俯仰支承座，2-5-俯仰主动连杆，2-6-俯仰串动杆，2-7-俯仰从动端盖，2-8-俯仰框架，2-9-俯仰支承轴承，2-10-俯仰输出轴；3-滚转轴系，3-1-滚转电机，3-2-滚转输出轴，3-3-滚转支承轴承。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1-图3所示，一种高动态三轴仿真转台，包括偏航轴系1、俯仰轴系2和滚转轴系3，所述的偏航轴系1包括偏航支承座1-1、偏航框架1-4、偏航电机1-2和偏航支承轴承1-5，所述的偏航电机1-2设置在偏航支承座1-1内，所述的偏航电机1-2设有偏航输出轴1-3，通过偏航支承轴承1-5将偏航输出轴1-3支撑在偏航支承座1-1内，所述的偏航输出轴1-3伸出偏航支承座1-1顶端与偏航框架1-4连接；所述的俯仰轴系2包括固定在偏航框架1-4上的俯仰电机座2-2、设置在俯仰电机座2-2上部的且与俯仰电机座2-2一体设置的U型俯仰支承座2-4、俯仰电机2-1、俯仰传动杆机构、俯仰框架2-8和俯仰输出轴2-10，所述的俯仰电机座2-2和俯仰电机2-1及U型俯仰支承座2-4均与偏航轴系1同轴线布置，所述的俯仰电机2-1设置在俯仰电机座2-2内；所述的俯仰框架2-8设置在U型俯仰支承座2-4内，俯仰框架2-8的左右两侧各通过一俯仰输出轴2-10与U型俯仰支承座2-4的两个臂端转动连接，所述的俯仰传动杆机构包括俯仰主动连杆2-5，俯仰串动杆2-6和俯仰从动端盖2-7，所述的俯仰主动连杆2-5和俯仰从动端盖2-7分别设置在俯仰串动杆2-6的上下两端，所述的俯仰主动连杆2-5和俯仰串动杆2-6之间以及所述俯仰串动杆2-6和俯仰从动端盖2-7之间均为铰接，所述的俯仰主动连杆2-5与俯仰电机2-1的输出轴2-3连接，所述的俯仰从动端盖2-7与俯仰框架2-8的一端连接；所述的滚转轴系3包括滚转电机3-1和滚转支承轴承3-3，所述的滚转电机3-1设置在俯仰框架2-8内，所述的滚转电机3-1设有滚转输出轴3-2，所述滚转输出轴3-2通过滚转支承轴承3-3设置在俯仰框架2-8内，所述的滚转输出轴3-2为空心轴；所述的俯仰输出轴2-10与俯仰电机2-1的输出轴2-3在空间上呈平行布置；在所有电机内均内置一测角元件。每个俯仰输出轴2-10与U型俯仰支承座2-4的相应臂之间的连接处均设有一俯仰支承轴承2-9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高动态三轴仿真转台，其特征在于：包括偏航轴系(1)、俯仰轴系(2)和滚转轴系(3)，所述的偏航轴系(1)包括偏航支承座(1-1)、偏航框架(1-4)、偏航电机(1-2)和偏航支承轴承(1-5)，所述的偏航电机(1-2)设置在偏航支承座(1-1)内，所述的偏航电机(1-2)设有偏航输出轴(1-3)，通过偏航支承轴承(1-5)将偏航输出轴(1-3)支撑在偏航支承座(1-1)内，所述的偏航输出轴(1-3)伸出偏航支承座(1-1)顶端与偏航框架(1-4)连接；/n所述的俯仰轴系(2)包括固定在偏航框架(1-4)上的俯仰电机座(2-2)、设置在俯仰电机座(2-2)上部的且与俯仰电机座(2-2)一体设置的U型俯仰支承座(2-4)、俯仰电机(2-1)、俯仰传动杆机构、俯仰框架(2-8)和俯仰输出轴(2-10)，所述的俯仰电机座(2-2)和俯仰电机(2-1)及U型俯仰支承座(2-4)均与偏航轴系(1)同轴线布置，所述的俯仰电机(2-1)设置在俯仰电机座(2-2)内；所述的俯仰框架(2-8)设置在U型俯仰支承座(2-4)内，俯仰框架(2-8)的左右两侧各通过一俯仰输出轴(2-10)与U型俯仰支承座(2-4)的两个臂端转动连接，所述的俯仰传动杆机构包括俯仰主动连杆(2-5)，俯仰串动杆(2-6)和俯仰从动端盖(2-7)，所述的俯仰主动连杆(2-5)和俯仰从动端盖(2-7)分别设置在俯仰串动杆(2-6)的上下两端，所述的俯仰主动连杆(2-5)和俯仰串动杆(2-6)之间以及所述俯仰串动杆(2-6)和俯仰从动端盖(2-7)之间均为铰接，所述的俯仰主动连杆(2-5)与俯仰电机(2-1)的输出轴(2-3)连接，所述的俯仰从动端盖(2-7)与俯仰框架(2-8)的一端连接；/n所述的滚转轴系(3)包括滚转电机(3-1)和滚转支承轴承(3-3)，所述的滚转电机(3-1)设置在俯仰框架(2-8)内，所述的滚转电机(3-1)设有滚转输出轴(3-2)，所述滚转输出轴(3-2)通过滚转支承轴承(3-3)设置在俯仰框架(2-8)内，所述的滚转输出轴(3-2)为空心轴；/n所述的俯仰输出轴(2-10)与俯仰电机(2-1)的输出轴(2-3)在空间上呈平行布置；在所有电机内均内置一测角元件。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高动态三轴仿真转台，其特征在于：包括偏航轴系(1)、俯仰轴系(2)和滚转轴系(3)，所述的偏航轴系(1)包括偏航支承座(1-1)、偏航框架(1-4)、偏航电机(1-2)和偏航支承轴承(1-5)，所述的偏航电机(1-2)设置在偏航支承座(1-1)内，所述的偏航电机(1-2)设有偏航输出轴(1-3)，通过偏航支承轴承(1-5)将偏航输出轴(1-3)支撑在偏航支承座(1-1)内，所述的偏航输出轴(1-3)伸出偏航支承座(1-1)顶端与偏航框架(1-4)连接；
所述的俯仰轴系(2)包括固定在偏航框架(1-4)上的俯仰电机座(2-2)、设置在俯仰电机座(2-2)上部的且与俯仰电机座(2-2)一体设置的U型俯仰支承座(2-4)、俯仰电机(2-1)、俯仰传动杆机构、俯仰框架(2-8)和俯仰输出轴(2-10)，所述的俯仰电机座(2-2)和俯仰电机(2-1)及U型俯仰支承座(2-4)均与偏航轴系(1)同轴线布置，所述的俯仰电机(2-1)设置在俯仰电机座(2-2)内；所述的俯仰框架(2-8)设置在U型俯仰支承座(2-4)内，俯仰框架(2-8)的左右两侧各通过一俯仰输出轴(2-10)与U型俯仰支承座(2-4)的两个臂端转动连接，所述的俯仰传动杆机构包括俯仰主动连杆(2-5)，俯仰串动杆(2-6)和俯仰从动端盖(2-7)，所述的俯仰主动连杆(2-5)和俯仰从动端盖(2-7)分别设置在俯仰串动杆(2-6)的上下两端，所述的俯仰主动连杆(2-5)和俯仰串动杆(2-6)之间以及所述俯仰串动杆(2-6)和俯仰从动端盖(2-7)之间均为铰接，所述的俯仰主动连杆(2-5)与俯仰电机(2-1)的输出轴(2-3)连接，所述的俯仰从动端盖(2-7)与俯仰框架(2-8)的一端连接；
所述的滚转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宝庆，陈维山，陈硕，马杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工大航博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23