本发明专利技术公开了一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，应用于负载偏心搭载的星载光电载荷跟踪转台中，能有效缩短单个轴系的轴向尺寸，提高光电载荷结构的紧凑性。该轴系结构包含定子安装轴、测角传感器定子、测角传感器转子、轴承座、轴承、转子安装轴、电机转子、电机定子、电机定子压圈、电机转子压圈、轴承外压圈、轴承内压圈，其中电机与轴承采用轴向并联布局，定子安装轴、转子安装轴和轴承座采用径向内外嵌套布局。轴向尺寸的压缩，直接减小跟踪转台悬臂长度，降低转台偏载程度，提高转台的抗力学性能。同时，通过两安装轴的凸起和凹槽结构配合设计，无需额外限位组件即可实现轴系转动的机械限位，且轴系转动全角度可设计范围大且灵活。围大且灵活。围大且灵活。
【技术实现步骤摘要】
一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构
[0001]本专利技术是一种紧凑型光机轴系结构，具体应用于负载偏心搭载的星载光电载荷跟踪转台中，属于航空航天
技术介绍
[0002]在空间激光通信、信息探测等领域，光电跟瞄系统的粗跟踪扫描通常利用二维伺服转台机构实现，转台由正交的方位和俯仰轴系组成，带动光学负载实现其方位和俯仰两个自由度运动，完成信息的探测跟踪。
[0003]根据伺服范围、跟踪速度、跟踪精度的要求不同，各国设计了不同结构的转台，主要有地平式二维转台、水平式二维框架、摆镜式跟踪机构、潜望镜式跟踪机构和偏T型跟踪机构等，其中潜望式和偏T型跟踪机构在体积重量、跟踪范围和负载惯量方面具有独到的优势，但其最大的不足为光学负载相对于方位轴为偏心安装，增加了保证方位轴的控制和装配精度难度。因此缩短轴系结构的轴向尺寸，从而降低机构偏载程度，提高结构系统的稳定性和可靠性具有重要的意义。
[0004]本专利技术通过对轴系的布局进行优化设计，有效压缩了单个轴系结构的轴向尺寸，减小跟踪机构悬臂长度和重量，降低了机构偏载程度，提高了跟踪机构的抗力学性能和机构的稳定性、可靠性。同时能在无需额外限位元件的情况下，通过零件间的配合设计即可实现机械限位，且结构简单，设计灵活，装配简便，安全可靠。
技术实现思路
[0005]本专利技术要解决的技术问题是：星载光电载荷跟踪转台偏心搭载时，提出一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，该结构能有效缩短单个轴系的轴向尺寸，有效减小跟踪转台的偏心程度。
[0006]本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，轴系结构由定子安装轴1、测角传感器定子2、测角传感器转子3、轴承座4、轴承5、转子安装轴6、电机转子7、电机定子8、电机定子压圈9、电机转子压圈10、轴承外压圈11和轴承内压圈12构成。电机定子8通过电机定子压圈9压紧固定在定子安装轴1的轴外侧，测角传感器定子2连接在定子安装轴1的侧立面内侧，轴承5的外圈通过轴承外压圈11压紧固定在轴承座4上，最后定子安装轴1和轴承座4连接构成了轴系结构固定部分。测角传感器转子3连接在转子安装轴6的侧立面外侧，电机转子7通过电机转子压圈10压紧固定在转子安装轴6的轴内侧，轴承5的内圈通过轴承内压圈12压紧固定在转子安装轴6的轴外侧，转子安装轴6及其上安装的部件构成了轴系结构旋转部分。控制电机定子8通电，驱动电机转子7使得轴系结构旋转部分带动光学负载产生旋转运动，同时测角传感器定子2和测角传感器转子3相对旋转，提供光学负载的位置和速度信息。
[0007]进一步地，由电机转子7和电机定子8组成的电机与轴承5采用轴向并联布局，径向上轴承5在外，电机在内，较大直径的轴承5增加了轴系的抗弯能力。
[0008]进一步地，定子安装轴1、转子安装轴6和轴承座4采用径向内外嵌套布局，不仅适应了电机和轴承5轴向并联布局，使得整个轴系结构布局紧凑，同时转子安装轴6和定子安装轴1配合设计的凸起和凹槽结构，通过两者周向的配合，使得无需额外组件即可实现轴系转动的机械限位，轴系转动全角度可设计范围大且灵活。
[0009]进一步地，电机转子7、轴承5的内圈、测角传感器转子3与转子安装轴6配合连接，属于轴系旋转部分；电机定子8、测角传感器定子2、轴承5的外圈、轴承座4与定子安装轴1配合连接，属于轴系相对固定部分，整个轴系产生相对运动的原理为：电机定子8通入电能后，驱动电机转子7转动从而带动转子安装轴6转动，光学负载与转子安装轴6连接从而产生相对旋转，完成信息的探测跟踪，其中测角传感器通过位置反馈，对系统实现位置和速度双闭环控制。
[0010]进一步地，定子安装轴1、转子安装轴6和轴承座4采用径向内外嵌套布局，轴系转动部分和相对固定部分分别通过各压圈施加预紧力压紧，提高轴系的刚度，轴系结构采用空心轴设计，适用于跟踪转台内部穿光和电学布线。
[0011]本专利技术与现有技术相比的优点为：
[0012]本专利技术一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，通过轴系旋转部分和轴系相对固定部分径向内外嵌套布局、轴承和电机轴向并联布局使得轴系布局紧凑，有效缩短了轴系结构的轴向尺寸。同时定子安装轴和转子安装轴结构配合设计，实现无需额外限位组件即实现轴系的转动机械限位，且轴系转动全角度可设计范围大和设计灵活。该布局形式的轴系结构，尤其适用于需满足小体积、轻质量要求的光学载荷偏心搭载时的跟踪转台机构设计，能有效降低轴系偏载，布局合理，装配简便。
附图说明
[0013]图1为本专利技术内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构布局示意图；
[0014]图2为本专利技术转子安装轴结构示意图；
[0015]图3为本专利技术定子安装轴结构示意图。
[0016]其中，1、定子安装轴，2、测角传感器定子，3、测角传感器转子，4、轴承座，5、轴承，6、转子安装轴，7、电机转子，8、电机定子，9、电机定子压圈，10、电机转子压圈，11、轴承外压圈，12、轴承内压圈，α为转子安装轴6的凸起结构角度，γ为定子安装轴1的缺口结构角度，β为定子安装轴1的凹槽结构角度。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，都属于本专利技术保护的范围，而不仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术的一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，其结构示意图参见图1，由定子安装轴1、测角传感器定子2、测角传感器转子3、轴承座4、轴承5、转子安装轴6、电机
转子7、电机定子8、电机定子压圈9、电机转子压圈10、轴承外压圈11、轴承内压圈12构成。电机定子8通过电机定子压圈9压紧固定在定子安装轴1的轴外侧，测角传感器定子2连接在定子安装轴1的侧立面内侧，轴承5的外圈通过轴承外压圈11压紧固定在轴承座4上，最后定子安装轴1和轴承座4连接构成了轴系结构固定部分。测角传感器转子3连接在转子安装轴6的侧立面外侧，电机转子7通过电机转子压圈10压紧固定在转子安装轴6的轴内侧，轴承5的内圈通过轴承内压圈12压紧固定在转子安装轴6的轴外侧，转子安装轴6及其上安装的部件构成了轴系结构旋转部分。控制电机定子8通电，驱动电机转子7使得轴系结构旋转部分带动光学负载产生旋转运动，同时测角传感器定子2和测角传感器转子3相对旋转，提供光学负载的位置和速度信息。
[0019]其中电机(电机转子7和电机定子8组成)与轴承5采用轴向并联布局，定子安装轴1、转子安装轴6与轴承座4采用“内
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中
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外”的径向内外嵌套布局。
[0020]测角传感器和电机是保证轴系精度的关键，轴承直接影响轴系结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，其特征在于：轴系结构由定子安装轴(1)、测角传感器定子(2)、测角传感器转子(3)、轴承座(4)、轴承(5)、转子安装轴(6)、电机转子(7)、电机定子(8)、电机定子压圈(9)、电机转子压圈(10)、轴承外压圈(11)和轴承内压圈(12)构成，电机定子(8)通过电机定子压圈(9)压紧固定在定子安装轴(1)的轴外侧，测角传感器定子(2)连接在定子安装轴(1)的侧立面内侧，轴承(5)的外圈通过轴承外压圈(11)压紧固定在轴承座(4)上，最后定子安装轴(1)和轴承座(4)连接构成了轴系结构固定部分，测角传感器转子(3)连接在转子安装轴(6)的侧立面外侧，电机转子(7)通过电机转子压圈(10)压紧固定在转子安装轴(6)的轴内侧，轴承(5)的内圈通过轴承内压圈(12)压紧固定在转子安装轴(6)的轴外侧，转子安装轴(6)及其上安装的部件构成了轴系结构旋转部分，控制电机定子(8)通电，驱动电机转子(7)使得轴系结构旋转部分带动光学负载产生旋转运动，同时测角传感器定子(2)和测角传感器转子(3)相对旋转，提供光学负载的位置和速度信息。2.根据权利要求1所述的内外嵌套的并联布局紧凑型光机轴系结构，其特征在于：由电机转子(7)和电机定子(8)组成的电机与轴承(5)采用轴向并联布局，径向上轴承(5)在外，电机在内，较大直径的轴承(5)增加了轴系的抗弯...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯智芸，包奇红，杨智焜，彭起，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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