一种光电吊舱线性弹簧隔振系统技术方案

本发明专利技术公开了一种光电吊舱线性弹簧隔振系统，其技术方案要点是包括下安装板，所述下安装板用于连接吊舱；中间安装板，所述中间安装板与下安装板平行设置，所述中间安装板与所述下安装板之间形成安装腔；过冲限位组件，所述过冲限位组件设置于安装腔中并一端穿出中间安装板；弹簧组件，所述弹簧组件设置于安装腔内并连接下安装板和中间安装板，所述中间安装板受弹簧组件的作用于所述过冲限位组件之间形成缓冲间隙，所述吊舱依次穿设于下安装板和中间安装板中并分别与所述下安装板和中间安装板连接。安装板连接。安装板连接。

【技术实现步骤摘要】
一种光电吊舱线性弹簧隔振系统


[0001]本专利技术涉及吊舱隔振系统
，更具体的说是涉及一种光电吊舱线性弹簧隔振系统。

技术介绍

[0002]随着科技的不断发展，机载光电吊舱已经成为了重要的组成部分，机载光电吊舱通常装有前视红外摄像机、电视摄像机和激光指示器/测距仪等光电传感器。由于吊舱一般处于机载环境，机载在产生振动时会影响到光电吊舱成像的质量，对此需要在吊舱和机体之间安装隔振系统，以提高光电吊舱的成像质量。常用的隔振系统主要的隔振单元一般有：钢丝绳减振器、金属橡胶隔振器、高阻尼硅胶减振器、充气橡胶球减振器等。
[0003]对于隔振要求较高的光电吊舱，对隔振系统的要求也会更高，例如，在钢丝绳减振器中，对钢丝绳减振单元的排布及相对角度有着较严格的要求，甚至需要配套使用金属橡胶隔振器单元，来调整各向刚度的一致性及提高减振效果，并且需要结合多次振动模拟实验，对隔振系统进行调整设计，该隔振器设计过程相对复杂；高阻尼硅胶减振器单元，各向同性效果较好，但价格昂贵；充气橡胶球减振器也可用在隔振要求较高的场景，但是需要根据橡胶球里的气压变化情况，实时补气，保证充气橡胶减振器中的气压稳定，该类型的减振器需要配置一套供气装置，该套装置不仅额外增加了重量成本，价格成本也相应增加，且像皮球减振器的使用寿命相对较低。
[0004]光电吊舱经过隔振系统与机体进行过渡安装时隔振系统自身结构的稳定性直接影响吊舱挂装的安全性，并且飞机起降、气流冲击、飞机姿态变化及小型无人机伞降冲击所产生的惯性载荷及冲击载荷都较大，对隔振器的结构稳定性都是很大的考验，对此一种能够起到稳定隔振的吊舱隔振系统亟待解决。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种光电吊舱线性弹簧隔振系统，具有对吊舱进行隔振缓冲，以提高成像质量的效果。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]下安装板，所述下安装板用于连接吊舱；
[0008]中间安装板，所述中间安装板与下安装板平行设置，所述中间安装板与所述下安装板之间形成安装腔；
[0009]过冲限位组件，所述过冲限位组件设置于安装腔中并一端穿出中间安装板；
[0010]弹簧组件，所述弹簧组件设置于安装腔内并连接下安装板和中间安装板，所述中间安装板受弹簧组件的作用于所述过冲限位组件之间形成缓冲间隙；
[0011]所述吊舱依次穿设于下安装板和中间安装板中并分别与所述下安装板和中间安装板连接。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述弹簧组件沿下安装板轴线方向圆周阵列设置有若
干个；
[0013]所述弹簧组件包括横向隔振件、纵向隔振件、定位件和支撑件，所述横向隔振件和纵向隔振件分别与定位件的两端连接，且所述横向隔振件和纵向隔振件轴线垂直设置，以使所述横向隔振件、纵向隔振件和定位件形成直角三角形结构，所述支撑件分别与横向隔振件和纵向隔振件远离定位件的一端连接，所述支撑件还与中间安装板朝向下安装板的一侧连接，所述定位件还与所述下安装板连接，所述横向隔振件用于提供沿下安装板径向的隔振阻尼力，所述纵向隔振件用于提供沿下安装板轴向的隔振阻尼力。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，根据所述吊舱的工况对横向隔振件和纵向隔振件的选型设定选型算法，预设所弹簧组件最小工作载荷为：P1＝0N，最大工作载荷为：P
n
＝80N，吊舱横向和纵向允许的单方向最大位移量为：h＝15mm，弹性件外径：D2≤18，弹性件类别：N＝103～106次，弹性件材料为：65Mn，所述选型算法具体包括：
[0015]初算弹簧刚度：
[0016]工作极限载荷设定为II类载荷：P
j
≥1.25P
n
，故P
j
＝1.25
×
80＝100；
[0017]有效圈数：其中，P'
d
表征刚度系数，根据圆柱螺旋弹簧参数选取整数值作为有效圈数标准值；
[0018]总圈数：n1＝n+2＝9；
[0019]弹簧刚度：
[0020]工作极限载荷下的变形量：F1＝n
·
f
j
＝7
×
3.203＝22.42mm≈22mm；
[0021]其中，f
j
为载荷系数；
[0022]节距：
[0023]自由高度：H0＝n
·
t+1.5d＝38.3；取标准值H0＝40；
[0024]弹簧线径：d，对于横向隔振件选用为：1.6，纵向隔振件选用为：1.8；
[0025]弹簧中径：D＝14；
[0026]弹簧的外径：D2＝D+d＝14+1.8＝15.8mm；
[0027]弹簧的内径：D1＝D
‑
d＝14
‑
1.8＝12.2mm；
[0028]弹簧螺旋角：
[0029]弹簧展开长度：
[0030]最大载荷时的高度：
[0031]实际工作行程：h＝40
‑
25.19＝14.81；
[0032]高径比：
[0033]作为本专利技术的进一步改进，所述选型算法还包括：
[0034]已知吊舱的重量：m0＝16kg，吊舱承受的最大加速度冲击：e＝3g，机体的激振频率
为45Hz，在该频率下，计算经过隔振系统后的吊舱振动幅度具体为：
[0035]受迫振动的重力：P＝160N；
[0036]单组弹性件所承受的重力：m＝P1/g，其中g＝10；
[0037]系统的固有频率：其中k＝5400；
[0038]振幅：A＝A
s
·
λ；
[0039]其中，A
s
＝m0·
e
·
P2/k，因为隔振系统为弹簧系统，忽略阻尼D对振幅的影响，因此可得振幅的计算公式为：
[0040]A
s
＝m0·
e
·
P2/k＝16
×3×
10/6
×
5400＝0.0134m；
[0041][0042][0043]计算得出：在45Hz的激振频率下，经过隔振系统隔振后光电吊舱的振动幅度为0.38mm。
[0044]作为本专利技术的进一步改进，所述中间安装板与吊舱之间还设置有相互拼接的吊舱支撑板，所述吊舱支撑板形成环形，所述吊舱支撑板通过M6螺钉将中间安装板和吊舱连接。
[0045]作为本专利技术的进一步改进，还包括惯导安装支架，所述惯导安装支架设置于中间安装板一侧并分别与中间安装板和下安装板连接。
[0046]作为本专利技术的进一步改进，所述中间安装板、下安装板和吊舱支撑板均选用为GB/T3880
‑
2012的7075铝合金。
[0047]作为本专利技术的进一步改进，所述过冲限位组件包括限位件、下限位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电吊舱线性弹簧隔振系统，其特征在于，包括：下安装板(2)，所述下安装板(2)用于连接吊舱(7)；中间安装板(4)，所述中间安装板(4)与下安装板(2)平行设置，所述中间安装板(4)与所述下安装板(2)之间形成安装腔；过冲限位组件(1)，所述过冲限位组件(1)设置于安装腔中并一端穿出中间安装板(4)；弹簧组件(3)，所述弹簧组件(3)设置于安装腔内并连接下安装板(2)和中间安装板(4)，所述中间安装板(4)受弹簧组件(3)的作用于所述过冲限位组件(1)之间形成缓冲间隙；所述吊舱(7)依次穿设于下安装板(2)和中间安装板(4)中并分别与所述下安装板(2)和中间安装板(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种光电吊舱线性弹簧隔振系统，其特征在于：所述弹簧组件(3)沿下安装板(2)轴线方向圆周阵列设置有若干个；所述弹簧组件(3)包括横向隔振件(31)、纵向隔振件(32)、定位件(33)和支撑件(34)，所述横向隔振件(31)和纵向隔振件(32)分别与定位件(33)的两端连接，且所述横向隔振件(31)和纵向隔振件(32)轴线垂直设置，以使所述横向隔振件(31)、纵向隔振件(32)和定位件(33)形成直角三角形结构，所述支撑件(34)分别与横向隔振件(31)和纵向隔振件(32)远离定位件(33)的一端连接，所述支撑件(34)还与中间安装板(4)朝向下安装板(2)的一侧连接，所述定位件(33)还与所述下安装板(2)连接，所述横向隔振件(31)用于提供沿下安装板(2)径向的隔振阻尼力，所述纵向隔振件(32)用于提供沿下安装板(2)轴向的隔振阻尼力。3.根据权利要求2所述的一种光电吊舱线性弹簧隔振系统，其特征在于：根据所述吊舱(7)的工况对横向隔振件(31)和纵向隔振件(32)的选型设定选型算法，预设所弹簧组件最小工作载荷为：P1＝0N，最大工作载荷为：P
n
＝80N，吊舱(7)横向和纵向允许的单方向最大位移量为：h＝15mm，弹性件外径：D2≤18，弹性件类别：N＝103～106次，弹性件材料为：65Mn，所述选型算法具体包括：初算弹簧刚度：工作极限载荷设定为II类载荷：P
j
≥1.25P
n
，故P
j
＝1.25
×
80＝100；有效圈数：其中，P'
d
表征刚度系数，根据圆柱螺旋弹簧参数选取整数值作为有效圈数标准值；总圈数：n1＝n+2＝9；弹簧刚度：工作极限载荷下的变形量：F1＝n
·
f
j
＝7
×
3.203＝22.42mm≈22mm；其中，f
j
为载荷系数；节距：自由高度：H0＝n
·
t+1.5d＝38.3；取标准值H0＝40；弹簧线径：d，对于横向隔振件选用为：1.6，纵向隔振件选用为：1.8；
弹簧中径：D＝14；弹簧的外径：...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄文许，夏伟，赵彦峰，董行，
申请(专利权)人：南京卓宇智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：