一种多自由度柔性支撑结构及光电稳瞄转塔万向架制造技术

本发明专利技术属于机载光电技术领域，公开了一种适用于光电稳瞄转塔的多自由度柔性支撑结构，涉及一种柔性支撑结构以及适用于多自由度光电转塔的外俯仰框架，该柔性支撑结构件包括三个柔性弹簧，连接头，安装支架以及安装螺钉；光具座通过该柔性支撑结构安装在外俯仰框架内部。本发明专利技术能有效提高光电稳瞄转塔的内环空间使用率，且具有结构简单、多自由度和无摩擦运动特性，有利于提升光电稳瞄转塔的稳定精度，是一种能够适用于的机载光电稳瞄转塔的新型柔性结构。

A multi degree of freedom flexible support structure and universal frame of photoelectric stabilized sight turret

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度柔性支撑结构及光电稳瞄转塔万向架
本专利技术属于机载光电
，涉及一种适用于光电稳瞄转塔的多自由度柔性支撑结构及光电稳瞄转塔万向架。
技术介绍
机载光电稳瞄转塔是一种利用万向架系统安装可见光电视、红外热像以及激光测照器等传感器的精密光学仪器设备，通过伺服软件控制实现光电稳瞄转塔的精确运动，已成为实现载机“搜索、探测、定位”的重要装备常，具有体积小、重量轻、精度高等点。但在载机工作时，光电稳瞄转塔由于外界环境带了的振动影响了伺服系统对瞄准线稳定精度的控制，因此，瞄准线的稳定精度成为评价光电稳瞄转塔性能的重要指标。目前两轴四框架光电稳瞄转塔是机载光电转塔采用的主流的结构形式，即由两个内外万向架组成，每个万向架有方位和俯仰两个回转轴组成，外环万向架的方位和俯仰结构随动与系统，内环万向架的方位和俯仰结构是核心部件，整体刚性较高，能够实现最终的稳像效果。随着作战性能的进步，机载光电稳瞄平台向着精准化、小型化方向发展，传统两轴四框架稳定精度越来越难以满足要求。此外，传统两轴四框架结构形式只有俯仰和方位两个自由度稳定功能，而新型柔性支撑结构可以实现多自由度(增加了横滚方向)稳定功能。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：提供一种适用于光电稳瞄转塔的多自由度柔性支撑结构及光电稳瞄转塔万向架，在保持传统两轴四框架光电稳瞄转塔的外俯仰和方位结构的基础上，利用柔性支撑结构代替原来的隔震机构和运动轴系，解决现有技术中光电稳瞄转塔的光学传感器组件对更多空间和重量的需求问题，以及自动识别目标时系统对横滚稳像的需求，提高整体的稳定精度。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种多自由度柔性支撑结构，设置在光电稳瞄转塔的外俯仰框架1与光具座3之间，用于实现光电稳瞄转塔多自由度稳定功能；所述柔性支撑结构包括均匀分布的多个柔性支撑结构单体，每个柔性支撑结构单体一端连接在外俯仰框架2的内侧壁，另一端与光具座3外侧壁相连接，每一个柔性支撑结构单体使光具座3相对于外俯仰框架1进行俯仰、方位和横滚方向三个自由度上的线性平动和三个自由度上的转动。其中，所述柔性支撑结构2由电机阵列驱动来实现转动。其中，所述柔性支撑结构2包括八个柔性支撑结构单体，八个柔性支撑结构单体布置后的隔震阵列布局结构形式为正方体状，每个柔性支撑结构单体布置在所形成正方体的顶点处，每个柔性支撑结构单体的一端固连于外俯仰框架1的内侧壁，另一端与光具座3外侧壁相连接。其中，所述柔性支撑结构2包括四个柔性支撑结构单体，四个柔性支撑结构单体布置后的隔震阵列布局结构形式为正四面体状，每个柔性支撑结构单体布置在所形成正四面体的顶点处，其中三个柔性支撑结构单体一端连接在外俯仰框架1内侧壁，第四个柔性支撑结构单体一端与光电稳瞄转塔的后盖相连，四个柔性支撑结构单体的另一端与光具座3相连。其中，所述柔性支撑结构单体包括螺钉2-1、连接头2-2、安装支架2-3和柔性弹簧2-4；安装支架2-3包括两块安装板，若干个柔性弹簧2-4布置在两块安装板之间，安装板上开有通孔，通孔的位置与柔性弹簧2-4端部的内螺纹孔位置相对应，两块安装板的外侧端面上各设置一个连接头2-2上，连接头2-2上设置有与柔性弹簧2-4端部的内螺纹孔对应的外螺纹柱，柔性弹簧2-4的上下两端内螺纹与连接头2-2的外螺纹相连接，再通过螺钉2-1将连接头2-2连接到安装支架2-3的安装板上。其中，所述柔性弹簧2-4是机械加工的、双头的、螺旋柔性弹簧。其中，每个所述柔性支撑结构单体中，三个或三个以上柔性弹簧2-4并联使用。其中，所述柔性弹簧2-4有三个时，三个柔性弹簧2-4的弹性系数相等，三个柔性弹簧2-4均为对称的压缩弹簧。本专利技术还提供一种光电稳瞄转塔万向架，所述万向架包括外俯仰框架1、柔性支撑结构2和光具座3，所述柔性支撑结构2为上述多自由度柔性支撑结构，柔性支撑结构2置于外俯仰框架1内部，光具座3通过柔性支撑结构2安装在外俯仰框架1内部。其中，所述外俯仰框架1和光具座3之间设置有主动驱动隔离系统，主动驱动隔离系统包含至少三个支撑电机组成的阵列，实现对光具座3的低频扰动抑制和主动运动控制。(三)有益效果上述技术方案所提供的适用于光电稳瞄转塔的多自由度柔性支撑结构及光电稳瞄转塔万向架，具有以下有益效果：(1)无轴系化的光具座组件支撑方案，将柔性支撑组件替代了传统两轴四框架轴系结构形式，不仅可以把原轴系结构所占用的空间和重量转化为传感器性能的提升空间，而且可以通过消除原轴系结构产生的非线性摩擦力，有利于改善伺服控制系统对低频扰动的主动隔离能力。(2)柔性支撑结构同时可以完成高频扰动的被动隔振，无需增设隔震结构，优点是节省内部空间，简化系统，增强可靠性。(3)柔性支撑结构是由立方体八个顶点的八个柔性支撑结构体的组成的对称阵，这样每个柔性支撑结构体的轴向从光具座3圆周的内部共同点出发向外辐射分布，这可以使带有传感器载荷的光具座组件质心非常接近于整个光电稳瞄转塔的质心，使配平更加简单准确，从而更容易获得良好的成像效果。(4)柔性支撑结构对称位置关系，可以无需增加轴系就可以产生一个横滚方向的稳像功能，这是传统两轴四框架结构无法达到的，为目标的自动跟踪识别创造便利。附图说明图1是本专利技术所述外俯仰框架组件前视图。图2是本专利技术光电稳瞄转塔的柔性支撑结构安装示意图。图3是本专利技术光电稳瞄转塔的柔性支撑结构的正方体结构布局示意图。图4是本专利技术光电稳瞄转塔的柔性支撑结构的正四面体结构布局示意图。图5是本专利技术光电稳瞄转塔的柔性支撑结构单体结构示意图。图6是本专利技术光电稳瞄转塔的柔性支撑结构单体结构爆炸示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。如图1至图6所示，本专利技术适用于光电稳瞄转塔的多自由度柔性支撑结构2用于光电稳瞄转塔的外俯仰框架1与光具座3之间，形成光电稳瞄转塔万向架，用于实现光电稳瞄转塔多自由度稳定功能。基于柔性支撑结构2构成的光电稳瞄转塔万向架包括外俯仰框架1、柔性支撑结构2和光具座3，柔性支撑结构2置于外俯仰框架1内部，光具座3通过柔性支撑结构2安装在外俯仰框架1内部；柔性支撑结构2包括均匀分布的多个柔性支撑结构单体，每个柔性支撑结构单体一端连接在外俯仰框架2的内侧壁，另一端与光具座3外侧壁相连接。每一个柔性支撑结构单体都可以使光具座3相对于外俯仰框架1进行俯仰、方位和横滚方向三个自由度上的线性平动和三个自由度上的转动。柔性支撑结构2可以由电机阵列驱动来实现转动；多个柔性支撑结构单体组成的柔性支撑结构2形成了一个隔离阵，用于对光具座3进行支撑，同时又将光具座3与外俯仰框架1隔离开，使得光具座3不仅可以在外俯仰框架1中移动，而且为光具座3相对于外俯仰框架1提供被动隔离。本实施例中，多个柔性支撑结构单体的布置形式有若干本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多自由度柔性支撑结构，设置在光电稳瞄转塔的外俯仰框架(1)与光具座(3)之间，用于实现光电稳瞄转塔多自由度稳定功能；其特征在于，所述柔性支撑结构包括均匀分布的多个柔性支撑结构单体，每个柔性支撑结构单体一端连接在外俯仰框架(2)的内侧壁，另一端与光具座(3)外侧壁相连接，每一个柔性支撑结构单体使光具座(3)相对于外俯仰框架(1)进行俯仰、方位和横滚方向三个自由度上的线性平动和三个自由度上的转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种多自由度柔性支撑结构，设置在光电稳瞄转塔的外俯仰框架(1)与光具座(3)之间，用于实现光电稳瞄转塔多自由度稳定功能；其特征在于，所述柔性支撑结构包括均匀分布的多个柔性支撑结构单体，每个柔性支撑结构单体一端连接在外俯仰框架(2)的内侧壁，另一端与光具座(3)外侧壁相连接，每一个柔性支撑结构单体使光具座(3)相对于外俯仰框架(1)进行俯仰、方位和横滚方向三个自由度上的线性平动和三个自由度上的转动。


2.如权利要求1所述的多自由度柔性支撑结构，其特征在于，所述柔性支撑结构(2)由电机阵列驱动来实现转动。


3.如权利要求1所述的多自由度柔性支撑结构，其特征在于，所述柔性支撑结构(2)包括八个柔性支撑结构单体，八个柔性支撑结构单体布置后的隔震阵列布局结构形式为正方体状，每个柔性支撑结构单体布置在所形成正方体的顶点处，每个柔性支撑结构单体的一端固连于外俯仰框架(1)的内侧壁，另一端与光具座(3)外侧壁相连接。


4.如权利要求1所述的多自由度柔性支撑结构，其特征在于，所述柔性支撑结构(2)包括四个柔性支撑结构单体，四个柔性支撑结构单体布置后的隔震阵列布局结构形式为正四面体状，每个柔性支撑结构单体布置在所形成正四面体的顶点处，其中三个柔性支撑结构单体一端连接在外俯仰框架(1)内侧壁，第四个柔性支撑结构单体一端与光电稳瞄转塔的后盖相连，四个柔性支撑结构单体的另一端与光具座(3)相连。


5.如权利要求1-4中任一项所述的多自由度柔性支撑结构，其特征在于，所述柔性支撑结构单体包括螺钉(2-1)、连接头(2-2)、安装支架(2-3)和柔性弹簧(2-4)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐媛，王惠林，曹尹琦，王明超，杜言鲁，胥青青，孔龙阳，纪明，程刚，王涛，高瑜，徐飞飞，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61