一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，由驱动部分、主轴部分和锁紧部分三部分组成。当力矩电机旋转，在小带轮、同步带和大带轮的作用下，主轴带动钢丝绳驱动轮转动，从而驱动方位框正反两个方向旋转；当力矩电机不通电时，旋转手轮可手动驱动方位框正反两个方向旋转；当力矩电机不通电时，旋转锁紧旋钮使偏心轮的长轴到达水平最大位置，对圆锥锁紧轴进行轴向挤压，使之产生水平位移从而与V型槽锁紧轮的V型锁紧槽两侧产生静摩擦力，使方位框锁紧不动。本发明专利技术实现了方位框自动、手动两种模式驱动及任意位置锁紧三个功能的集成一体化，驱动力矩大、结构高度紧凑、操作方便可靠，适用于航空遥感系统及其他类惯性稳定及跟瞄监视系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空遥感
，涉及一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，可实现方位框的大力矩驱动、手动操作和非工作状态下的框架锁紧保护功能，适用于航空遥感及测绘系统，也可用于其他类惯性稳定及跟瞄监视系统。
技术介绍
在航空遥感系统中，惯性稳定平台负责支承和稳定载荷，有效地隔离各种干扰力矩对遥感载荷视轴稳定的影响，载荷视轴相对保持对地和对航迹稳定，提高了成像分辨率和测绘精度。近年来，惯性稳定平台技术在西方发达国家得到广泛重视，获得快速发展，广泛用于航空遥感领域，部分产品已商品化。GSM3000是德国Somag公司研 制的高精度大负载惯性稳定平台，其俯仰角稳定范围为±8. 4° ,横滚角稳定范围为±6. 2° ,航向角稳定范围为±25°，水平轴姿态稳定度为50 :1 (RMS)，平台自重为35kg，可承载的有效载荷为20 120kg,体积参数为61 7mmX61 7mmX 183mm。PAV30为瑞士 Leica公司研制的惯性稳定平台，其最大旋角范围为俯仰及横滚为±5°，航向为±30°，平台的水平指向精度为±0.2° (水平飞行)，自重36kg，体积参数为665X535X 150mm。相对于PAV30，PAV80是最新产品，由于采用了大力矩驱动技术，指向精度提高了 10倍左右，达到O. 02°。AeroStab-3是德国研制的轻小型三轴稳定平台，其稳定精度为O. 03°，角度稳定范围为方位±15°，俯仰±23°，横滚±23°，具有快响应特性，平台自重13. 5kg，体积参数为35ImmX 330mmX180mm。飞行平台苛刻的安装空间和承载能力要求航空遥感惯性稳定平台需要同时满足大承载比、大力矩驱动和轻量化、小体积设的基本设计要求。除了自动伺服外，根据特殊的任务要求，测绘作业时还需惯性稳定平台框架具有手动旋转功能；此外，测绘作业中，有时需要相机对惯性稳定平台方位框进行定位而仅水平框架伺服，此时要求方位框架能够处于在某一姿态角度锁定不动；而当平台非工作时，还需要对框架进行机械锁紧实现对框架及电机的保护，并便于装箱存储。方位系统由于摩擦大需要大力矩驱动设计，而大力矩驱动通常会导致体积增大，不利于轻量化。现有惯性稳定平台主流产品大多没有设置机械锁紧装置，在姿态仿真三轴转台中，框架锁紧装置通常采用插销式，只能进行零位锁紧。因此，无论从惯性稳定平台的大力矩轻量化设计、航空遥感作业的实际操作需要、以及平台的安全保护存储等诸方面考虑，均需要设计一种集成自动、手动驱动和机械锁紧三方面功能于一体的方位驱动-锁紧装置。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提出一种高度集成、驱动力矩大、自动/手动驱动于一体、可实现任意位置锁紧、操作灵活、使用安全可靠的惯性稳定平台方位框驱动-锁紧装置，满足航空遥感作业需求。本专利技术的技术解决方案是一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，由驱动部分、主轴部分和锁紧部分三部分组成，驱动部分包括第三键、电机轴、同步带、小带轮和力矩电机；主轴部分包括V型槽锁紧轮、第一紧固螺钉、钢丝绳驱动轮、隔环、大带轮、光电码盘、码盘安装架、第二紧固螺钉、锁母、第二键、第二驱动钢丝绳、第一驱动钢丝绳、第一键、底座、手轮、轴承端盖、轴承隔环、第一轴承、主轴和第二轴承；锁紧部分包括锁紧旋钮、锁紧转轴、第一限位螺钉、第二限位螺钉、定位板、偏心轮、销钉和圆锥锁紧轴。主轴部分中的底座是基体部分，底座上设置第一安装孔和第二安装孔，整个驱动-锁紧装置通过第一安装孔与惯性稳定平台横滚框连接固定；主轴的上部为与框架的安装连接段，主轴通过第一轴承和第二轴承安装在底座内，第一轴承和第二轴承内圈之间通过轴承隔环隔开，轴承端盖将第一轴承内圈外表面压紧从而实现主轴在底座内的轴向固定；主轴的中部为工作轮安装连接段，分别通过第一键和第二键将钢丝绳驱动轮和大带轮与主轴进行周向固定连接，隔环将钢丝绳驱动轮和大带轮隔开，并通过锁母将大带轮外端面压紧实现钢丝绳驱动轮和大带轮在主轴上的轴向固定连接型槽锁紧轮通过第一紧固螺钉与钢丝绳驱动轮上表面固连；主轴的上端为手轮连接段，手轮内孔与主轴上端轴过盈 连接为一体；主轴的下端为码盘连接端，光电码盘的转子内孔与主轴下端轴过盈连接为一体、定子通过码盘安装架与惯性稳定平台横滚框连接固定，其中码盘安装架通过第二紧固螺钉与光电码盘紧固。驱动部分的力矩电机通过螺钉与惯性稳定平台横滚框连接固定，电机轴通过第三键周向固定连接小带轮，同步带将小带轮与大带轮啮合连接，实现力矩电机输出力矩向主轴的同步传递；第二驱动钢丝绳和第一驱动钢丝绳的一端与钢丝绳驱动轮紧固，另一端与惯性稳定平台方位框外径连接固定，构成钢丝绳减速传动系统，钢丝绳驱动轮外径表面开设第一圆周沟槽和第二圆周沟槽将第二驱动钢丝绳和第一驱动钢丝绳进行限位。底座为法兰式上下对称结构，安装法兰盘设置在所述对称结构的中部，安装法兰盘上面开设4个圆周均布的第一安装孔和2个第二安装孔，2个第二安装孔与其中2个第一安装孔的连线两边对称分布，2个第二安装孔的连线与另2个第一安装孔的连线平行；锁紧部分的定位板通过底座的第二孔与底座固定连接为一体，锁紧转轴下部与定位板对应孔间隙配合，上部与惯性稳定平台横滚框对应孔中间隙配合，从而实现锁紧转轴的水平定位；锁紧转轴的上端安装锁紧旋钮，下端通过销钉与偏心轮安装紧固，中部径向安装一个第二限位螺钉；定位板上表面安装垂直的第一限位螺钉，第一限位螺钉与第二限位螺钉轴线垂直，定位板下表面开设凸台中心孔，凸台中心孔轴线与第二限位螺钉轴线一致，圆锥锁紧轴安装在凸台中心孔内，形成间隙配合；第一限位螺钉与第二限位螺钉二者构成一组旋转角度限位装置，对应于最大锁紧位置。本装置能够实现惯性稳定平台方位框的自动、手动驱动和任意位置锁紧三个功能当力矩电机旋转，在小带轮、同步带和大带轮的作用下，实现力矩电机输出力矩向主轴的一级减速传动，力矩放大比为同步带系统的传动比，主轴带动钢丝绳驱动轮旋转，在钢丝绳驱动轮、第二驱动钢丝绳、第二驱动钢丝绳和惯性稳定平台方位框组成的减速钢丝绳减速传动系统作用下，力矩电机输出力矩被二次放大传动给惯性稳定平台方位框，带动方位框正反两个方向旋转，力矩放大比为减速钢丝绳减速传动系统的传动比；当力矩电机不通电时，旋转手轮带动主轴旋转，在钢丝绳驱动轮、第二驱动钢丝绳、第一驱动钢丝绳和惯性稳定平台方位框组成的减速钢丝绳减速传动系统作用下，可以手动驱动方位框正反两个方向旋转；当力矩电机不通电时，旋转锁紧旋钮使第二限位螺钉和第一限位螺钉相碰，此时偏心轮的长轴处于水平最大位置，与圆锥锁紧轴的后端面接触产生最大过盈量，在摩擦挤压力作用下，将驱动圆锥锁紧轴在水平方向产生位移，其锥形头与V型槽锁紧轮的V型锁紧槽两侧产生静摩擦力，使得惯性稳定平台的方位框相对于横滚框保持不动，实现方位框任意位置锁紧；当反向旋转锁紧旋钮，使偏心轮的长轴与圆锥锁紧轴的后端面脱离接触，此时转动旋转手轮，在转矩的作用下，圆锥锁紧轴的锥形头从V型槽锁紧轮的V型锁紧槽内弹出，方位框锁紧解除。底座为法兰式上下对称结构，对称结构上下分别开设上轴承孔和下轴承孔，上轴承孔和下轴承孔尺寸大小一致，用于安装第一轴承和第二轴承；对称结构内中部为轴承座孔，轴承座孔的直径小于上轴承孔和下轴承孔，能将上轴本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种惯性稳定平台方位驱动？锁紧装置，由驱动部分、主轴部分和锁紧部分三部分组成，其特征在于：所述驱动部分包括第三键（18）、电机轴（19）、同步带（20）、小带轮（21）和力矩电机（22）；所述主轴部分包括V型槽锁紧轮（9）、第一紧固螺钉（10）、钢丝绳驱动轮（11）、隔环（12）、大带轮（13）、光电码盘（14）、码盘安装架（15）、第二紧固螺钉（16）、锁母（17）、第二键（23）、第二驱动钢丝绳（24）、第一驱动钢丝绳（25）、第一键（26）、底座（27）、手轮（28）、轴承端盖（29）、轴承隔环（30）、第一轴承（31）、主轴（32）和第二轴承（33）；所述锁紧部分包括锁紧旋钮（1）、锁紧转轴（2）、第一限位螺钉（3）、第二限位螺钉（4）、定位板（5）、偏心轮（6）、销钉（7）和圆锥锁紧轴（8）；底座（27）是基体部分，底座（27）上设置第一安装孔（27？1）和第二安装孔（27？2），整个驱动？锁紧装置通过第一安装孔（27？1）与惯性稳定平台横滚框连接固定；主轴（32）的上部为与框架的安装连接段，主轴（32）通过第一轴承（31）和第二轴承（33）安装在底座（27）内，第一轴承（31）和第二轴承（33）内圈之间通过轴承隔环（30）隔开，轴承端盖（29）将第一轴承（31）内圈外表面压紧从而实现主轴（32）在底座（27）内的轴向固定；主轴（32）的中部为工作轮安装连接段，分别通过第一键（26）和第二键（23）将钢丝绳驱动轮（11）和大带轮（13）与主轴（32）进行周向固定连接，隔环（12）将钢丝绳驱动轮（11）和大带轮（13）隔开，并通过锁母（17）将大带轮（13）外端面压紧实现钢丝绳驱动轮（11）和大带轮（13）在主轴（32）上的轴向固定连接；V型槽锁紧轮（9）通过第一紧固螺钉（10）与钢丝绳驱动轮（11）上表面固连；主轴（32）的上端为手轮连接段，手轮（28）内孔与主轴（32）上端轴过盈连接为一体；主 轴（32）的下端为码盘连接端，光电码盘（14）的转子（14？1）内孔与主轴（32）下端轴过盈连接为一体、定子（14？2）通过码盘安装架（15）与惯性稳定平台横滚框连接固定，其中码盘安装架（15）通过第二紧固螺钉（16）与光电码盘（14）紧固；驱动部分的力矩电机（22）通过螺钉与惯性稳定平台横滚框连接固定，电机轴（19）通过第三键（18）周向固定连接小带轮（21），同步带（20）将小带轮（21）与大带轮（13）啮合连接，实现力矩电机（22）输出力矩向主轴（32）的同步传递；第二驱动钢丝绳（24）和第一驱动钢丝绳（25）的一端与钢丝绳驱动轮（11）紧固，另一端与惯性稳定平台方位框外径连接固定，构成钢丝绳减速传动系统，钢丝绳驱动轮（11）外径表面开设第一圆周沟槽（11？1）和第二圆周沟槽（11？2）将第二驱动钢丝绳（24）和第一驱动钢丝绳（25）进行限位；底座（27）为法兰式上下对称结构，安装法兰盘（27？6）设置在所述对称结构的中部，安装法兰盘（27？6）上面开设4个圆周均布的第一安装孔（27？1）和2个第二安装孔（27？2），2个第二安装孔（27？2）与其中2个第一安装孔（27？1）的连线两边对称分布，2个第二安装孔（27？2）的连线与另2个第一安装孔（27？1）的连线平行；锁紧部分的定位板（5）通过底座（27）的第二孔（27？2）与底座（27）固定连接为一体，锁紧转轴（2）下部与定位板（5）对应孔间隙配合，上部与惯性稳定平台横滚框对应孔中间隙配合，从而实现锁紧转轴（2）的水平定位；锁紧转轴（2）的上端安装锁紧旋钮（1），下端通过销钉（7）与偏心轮（6）安装紧固，中部径向安装一个第二限位螺钉（4）；定位板（5）上表面安装垂直的第一限位螺钉（3），第一限位螺钉（3）与第二限位螺钉（4）轴线垂直，定位板（5）下表面开设凸台中心孔（5？7），凸台中心孔（5？7）轴线与第二限位螺钉（4）轴线一致，圆锥锁紧轴（8）安装在凸台中心孔（5？7）内，形成间隙配合；第一限位螺钉（3）与第二限位螺钉（4）二者构成一组旋转角度限位装置，对应 于最大锁紧位置；本装置能够实现惯性稳定平台方位框的自动、手动驱动和任意位置锁紧三个功能：当力矩电机（22）旋转，在小带轮（21）、同步带（20）和大带轮（13）的作用下，实现力矩电机（22）输出力矩向主轴（32）的一级减速传动，力矩放大比为同步带系统的传动比，主轴（32）带动钢丝绳驱动轮（11）旋转，在钢丝绳驱动轮（11）、第二驱动钢丝绳（24）、第二驱动钢丝绳（25）和惯性稳定平台方位框组成的减速钢丝...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周向阳，俞瑞霞，房建成，张宏燕，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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