一种惯性稳定跟踪平台的谐波减速机构，包括驱动结构部分：电机转子组件、电机定子组件、电机轴组件、电机安装组件；谐波传动部分：谐波发生器、谐波钢轮、谐波柔轮；传动输出结构部分：传动轴组件、传动轴套筒组件、导线滑环组件。驱动结构实现旋转自由度的控制，为平台的运动提供动力支持。谐波传动结构为驱动结构和传动结构的纽带，通过不同齿数比可以实现不同级别负载的驱动。传动输出结构实现了输出轴的减速增扭，根据编程指令实现传动轴角运动的伺服控制。本发明专利技术适用于惯性稳定平台控制，具有传动比大、传动刚性好、驱动单元体积小重量轻、结构简便等优点，还可以提高平台承载能力及稳定精度，适用于航空遥感、目标跟踪的框架驱动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空光电成像
，涉及一种惯性稳定跟踪平台的谐波减速机构，适用于以直升飞机或轻小型飞机为飞行平台的航空光电成像系统中的动力传递驱动。
技术介绍
惯性稳定跟踪平台的动力传递机构是机载对地观测平台的关键设备之一，其功能是支承成像载荷并隔离飞行载体三个方向姿态角运动及外部扰动，使成像载荷视轴在惯性空间内始终跟踪并垂直于当地水平，提高成像分辨率。然而由于航空应用环境的限制，惯性稳定跟踪平台的动力传递机构需要同时具有体积小、重量轻和承载比大等特点，因此设计上需要在满足动静态性能要求的前提下进行紧凑性优化设计。在现有的航空惯性稳定平台设计中，现有减速减振系统结构存在许多不足，典型的国外产品主要有:以色列C0NTR0P精密技术公司研制的ESP-600C型无人机载光电侦查平台采用两轴平台，其方位转动范围360° XN、俯仰+10° -10°、最大角速度50° /s'最大角加速度-50° /s2，其稳定精度达到15urad。MSSP-3型海事观察平台主要用于海事巡逻飞机和巡逻船，采用四框架陀螺稳定系统，带有高分辨力前视红外相机、高性能CCD(ChargeCoupled Device，电荷耦合器件)相机和激光测距仪。这两种稳定平台代表了二框架结构和四框架二轴机构形式稳定平台的国际先进水平但是这些总体表现为在体积大、负载/自重比小、精度差等方面的系统性不足，即难以找到集以上各方面优点为一体的产品。本专利技术所提出的驱动装置可以有效解决这些问题。
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，提出一种惯性稳定跟踪平台的动力传递机构，该系统稳定精度高、承载/自重比大并可以自主提供姿态基准，适用于直升飞机或轻小型飞机航空成像、侦察作业。本专利技术技术方案具体如下:一种惯性稳定跟踪平台的谐波减速机构，其特征在于包括:电机座1、码盘托盘2、码盘3、转子套筒4、驱动下键5、电机轴下轴承6、转子套杯7、电刷8、转子钢环9、谐波下轴承10、谐波内套筒11、谐波外套筒12、谐波上轴承13、谐波转子14、驱动齿轮15、定子钢环16、钢轮17、柔轮18、谐波转子端盖19、谐波转子端盖垫圈20、电机轴21、驱动上键22、谐波发生器23、谐波发生器上垫片24、谐波发生器轴承25、谐波发生器下垫片26、定子座27、传动齿轮28、传动键29、导线滑环30、滑环安装座31、传动齿轮套筒32、圆螺母33、传动上轴承34、传动轴套杯35、传动轴套筒36、传动下轴承37和传动轴38。所述电机座1、码盘托盘2、码盘3、转子套筒4、驱动下键5、电机轴下轴承6、转子套杯7、电刷8、转子钢环9、定子钢环16、电机轴21、定子座27构成驱动结构部分:电机座I固联于惯性稳定平台的机体上，定子座27底端和电机座I连接，定子钢环16过盈连接于定子座27内部，电刷8嵌入定子座27在外端阻止定子钢环16的滑出。电机轴下轴承6 —端卡在电机座I的下端直口上，另一端和转子套筒4接合，转子套杯7过盈连接于转子钢环9，转子钢环9和定子钢环16有一定的间隙，可以相对旋转。电机轴21和转子套杯7通过驱动下键5连接，并且通过电机轴21上的驱动上键22向外输出扭矩。码盘为转角测试传感器，码盘托盘2紧固在电机座I上。码盘10卡在码盘托盘2和电机座I之间，通过电机座I上的凹槽定位安装。所述谐波下轴承10、谐波内套筒11、谐波外套筒12、谐波上轴承13、谐波转子14、驱动齿轮15、定子钢环16、钢轮17、柔轮18、谐波转子端盖19、谐波转子端盖垫圈20、电机轴21、驱动上键22、谐波发生器23、谐波发生器上垫片24、谐波发生器轴承25、谐波发生器下垫片26构成谐波传动结构部分:谐波下轴承10的内环一端由电机座I卡住，另一端由谐波内套筒11紧定，谐波下轴承10的外环由谐波外套筒12紧定，谐波内套筒11和谐波外套筒12的另一端和谐波上轴承13的内外圈连接，谐波下轴承10和谐波上轴承13套在谐波转子14内部，谐波转子端盖19盖在谐波转子14上面，谐波转子端盖垫圈20贯穿柔轮18连接在谐波转子端盖19，可以调节连接紧固件的高度。钢轮17和定子座27固定连接，柔轮18、谐波发生器轴承25、谐波发生器23由谐波发生器上垫片24和谐波发生器下垫片26连接，谐波发生器23为一个偏心凸轮结构，通过挤压将柔轮18的轮齿强制嵌入钢轮17的轮齿。电机轴21上的驱动上键22向外输出扭矩使谐波发生器23转动。钢轮17固定，柔轮18转动，由于柔轮18具有比钢轮17少2个齿数，当谐波发生器23转动一周时，柔轮18向相反方向转过两个齿的角度，因而该谐波减速比为柔轮18齿数的一半，且方向相反。驱动齿轮15固定在谐波转子14上，向传动输出结构提供动力。所述传动齿轮28、传动键29、导线滑环30、滑环安装座31、传动齿轮套筒32、圆螺母33、传动上轴承34、传动轴套杯35、传动轴套筒36、传动下轴承37和传动轴38构成传动输出结构部分:传动齿轮28和驱动齿轮15啮合传动，通过传动键29将运动传给传动轴38，传动齿轮套筒32用于驱动齿轮15的定位安装。传动轴套杯35固联于惯性稳定平台的机体上,传动轴38通过传动上轴承34、传动下轴承37自由旋转。传动上轴承34和传动下轴承37在传动轴套杯35的轴肩上定位。此外，在传动轴套筒36传递下由传动上轴承34在圆螺母33紧定下受力。传动轴套筒36用于传动上轴承34、传动下轴承37的隔离，起到一定的传递轴向力作用，圆螺母33将传动上轴承34预紧。导线滑环30用于接受传动轴38轴孔下端进来的导线，可以实现导线的360°任意旋转，滑环安装座31将导线滑环30安装在惯性稳定平台的机体上。所述谐波发生器23为一凸轮结构，中空并且含有轮毂键槽。所述柔轮18为一薄壁结构，具有一定的变形能力。柔轮18比钢轮17少两个轮齿，该谐波减速比为柔轮18齿数的一半。所述传动轴38采用中空结构，底端设计有均布连接螺纹孔。所述传动轴套杯35设计了轴肩定位结构，传动上轴承34和传动下轴承37通过该结构定位，在传动轴套筒36传递下由传动上轴承34在圆螺母33紧定下受力。所述的驱动齿轮15、电机轴21、传动齿轮28、传动轴套杯35、传动轴38采用钢质材料，电机座1、码盘托盘2、转子套筒4、驱动下键5、谐波内套筒U、谐波外套筒12、谐波转子14、谐波转子端盖19、谐波转子端盖垫圈20、谐波发生器上垫片24、谐波发生器下垫片26、定子座27、滑环安装座31、传动齿轮套筒32、传动轴套筒36均采用超硬铝7050，这样可以减轻总体系统的重量。所述码盘为转角测试传感器，将码盘2直接连接在电机轴21轴端减少了误差传递环节增加了测量的精度。所述的驱动齿轮15、传动齿轮28齿轮均为5级精度。所述的转子套杯7下端为凹环结构，侧壁开有两个对称的小孔。本专利技术的原理是:一种惯性稳定跟踪平台的谐波减速机构，包括驱动结构部分:电机转子组件、电机定子组件、电机轴组件、电机安装组件；谐波传动部分:谐波发生器、谐波钢轮、谐波柔轮；传动输出结构部分:传动轴组件、传动轴套筒组件、导线滑环组件。驱动结构实现旋转自由度的控制，为平台的运动提供动力支持。谐波传动结构为驱动结构和传动结构的纽带，通过不同齿数比可以实现不同级别负载的驱动。传动输出结构实现了本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种惯性稳定跟踪平台的谐波减速机构，其特征在于包括：电机座（1）、码盘托盘（2）、码盘（3）、转子套筒（4）、驱动下键（5）、电机轴下轴承（6）、转子套杯（7）、电刷（8）、转子钢环（9）、谐波下轴承（10）、谐波内套筒（11）、谐波外套筒（12）、谐波上轴承（13）、谐波转子（14）、驱动齿轮（15）、定子钢环（16）、钢轮（17）、柔轮（18）、谐波转子端盖（19）、谐波转子端盖垫圈（20）、电机轴（21）、驱动上键（22）、谐波发生器（23）、谐波发生器上垫片（24）、谐波发生器轴承（25）、谐波发生器下垫片（26）、定子座（27）、传动齿轮（28）、传动键（29）、导线滑环（30）、滑环安装座（31）、传动齿轮套筒（32）、圆螺母（33）、传动上轴承（34）、传动轴套杯（35）、传动轴套筒（36）、传动下轴承（37）和传动轴（38）；所述电机座（1）、码盘托盘（2）、码盘（3）、转子套筒（4）、驱动下键（5）、电机轴下轴承（6）、转子套杯（7）、电刷（8）、转子钢环（9）、定子钢环（16）、电机轴（21）、定子座（27）构成驱动结构部分，电机座（1）固联于惯性稳定平台的机体上，定子座（27）底端和电机座（1）连接，定子钢环（16）过盈连接于定子座（27）内部，电刷（8）嵌入定子座（27）在外端阻止定子钢环（16）的滑出；电机轴下轴承（6）一端卡在电机座（1）的下端直口上，另一端和转子套筒（4）接合，转子套杯（7）过盈连接于转子钢环（9），转子钢环（9）和定子钢环（16）有一定的间隙，能够相对旋转；电机轴（21）和转子套杯（7）通过驱动下键（5）连接，并且通过电机轴（21）上的驱动上键（22）向外输出扭矩；码盘为转角测试传感器，码盘托盘（2）紧固在电机座（1）上；码盘（10）卡在码盘托盘（2）和电机座（1）之间，通过电机座（1）上的凹槽定位安装；所述谐波下轴承（10）、谐波内套筒（11）、谐波外套筒（12）、谐波上轴承（13）、谐波转子（14）、驱动齿轮（15）、定子钢环（16）、钢轮（17）、柔轮（18）、谐波转子端盖（19）、谐波转子端盖垫圈（20）、电机轴（21）、驱动上键（22）、谐波发生器（23）、谐波发生器上垫片（24）、谐波发生器轴承（25）、谐波发生器下垫片（26）构成谐波传动结构部分，谐波下轴承（10）的内环一端由电机座（1）卡住，另一端由谐波内套筒（11）紧定，谐波下轴承（10）的外环由谐波外套筒（12）紧定，谐波内套筒（11）和谐波外套筒（12）的另一端和谐波上轴承（13）的内外圈连接，谐波下轴承（10）和谐波上轴承（13）套在谐波转子（14）内部，谐波转子端盖（19）盖在谐波转子（14）上面，谐波转子端盖垫圈（20）贯穿柔轮（18）连接在谐波转子端盖 （19），能够调节连接紧固件的高度；钢轮（17）和定子座（27）固定连接，柔轮（18）、谐波发生器轴承（25）、谐波发生器（23）由谐波发生器上垫片（24）和谐波发生器下垫片（26）连接，谐波发生器（23）为一个偏心凸轮结构，通过挤压将柔轮（18）的轮齿强制嵌入钢轮（17）的轮齿；电机轴（21）上的驱动上键（22）向外输出扭矩使谐波发生器（23）转动；钢轮（17）固定，柔轮（18）转动，由于柔轮（18）具有比钢轮（17）少2个齿数，当谐波发生器（23）转动一周时，柔轮（18）向相反方向转过两个齿的角度，因而该谐波减速比为柔轮（18）齿数的一半，且方向相反；驱动齿轮（15）固定在谐波转子（14）上，向传动输出结构提供动力；所述传动齿轮（28）、传动键（29）、导线滑环（30）、滑环安装座（31）、传动齿轮套筒（32）、圆螺母（33）、传动上轴承（34）、传动轴套杯（35）、传动轴套筒（36）、传动下轴承（37）和传动轴（38）构成传动输出结构部分，传动齿轮（28）和驱动齿轮（15）啮合传动，通过传动键（29）将运动传给传动轴（38），传动齿轮套筒（32）用于驱动齿轮（15）的定位安装；传动轴套杯（35）固联于惯性稳定平台的机体上，传动轴（38）通过传动上轴承（34）、传动下轴承（37）自由旋转；传动上轴承（34）和传动下轴承（37）在传动轴套杯（35）的轴肩上定位，此外在传动轴套筒（36）传递下由传动上轴承（34）在圆螺母（33）紧定下受力；传动轴套筒（36）用于传动上轴承（34）、传动下轴承（37）的隔离，起到一定的传递轴向力作用，圆螺母（33）将传动上轴承（34）预紧；导线滑环（30）用于接受传动轴（38）轴孔下端进来的导线，可以实现导线的360°任意旋转，滑环安装座（31）将导线滑环（30）安装在惯性稳定平台的机体上。...
【技术特征摘要】
1.一种惯性稳定跟踪平台的谐波减速机构，其特征在于包括:电机座(I)、码盘托盘(2)、码盘(3)、转子套筒(4)、驱动下键(5)、电机轴下轴承(6)、转子套杯(7)、电刷(8)、转子钢环(9)、谐波下轴承(10)、谐波内套筒(11)、谐波外套筒(12)、谐波上轴承(13)、谐波转子(14)、驱动齿轮(15)、定子钢环(16)、钢轮(17)、柔轮(18)、谐波转子端盖(19)、谐波转子端盖垫圈(20)、电机轴(21)、驱动上键(22)、谐波发生器(23)、谐波发生器上垫片(24)、谐波发生器轴承(25)、谐波发生器下垫片(26)、定子座(27)、传动齿轮(28)、传动键(29)、导线滑环(30)、滑环安装座(31)、传动齿轮套筒(32)、圆螺母(33)、传动上轴承(34)、传动轴套杯(35)、传动轴套筒(36)、传动下轴承(37)和传动轴(38);所述电机座(I)、码盘托盘(2)、码盘(3)、转子套筒(4)、驱动下键(5)、电机轴下轴承(6)、转子套杯(7)、电刷(8)、转子钢环(9)、定子钢环(16)、电机轴(21)、定子座(27)构成驱动结构部分，电机座(I)固联于惯性稳定平台的机体上，定子座(27)底端和电机座(I)连接，定子钢环(16)过盈连接于定子座(27)内部，电刷(8)嵌入定子座(27)在外端阻止定子钢环(16)的滑出；电机轴下轴承(6) —端卡在电机座(1)的下端直口上，另一端和转子套筒(4)接合，转子套杯(7)过盈连接于转子钢环(9)，转子钢环(9)和定子钢环(16)有一定的间隙，能够相对旋转；电机轴 (21)和转子套杯(7)通过驱动下键(5)连接，并且通过电机轴(21)上的驱动上键(22)向外输出扭矩；码盘为转角测试传感器，码盘托盘(2)紧固在电机座(I)上；码盘(10)卡在码盘托盘(2)和电机座(1)之间，通过电机座(I)上的凹槽定位安装；所述谐波下轴承(10)、谐波内套筒(11)、谐波外套筒(12)、谐波上轴承(13)、谐波转子(14)、驱动齿轮(15)、定子钢环(16)、钢轮(17)、柔轮(18)、谐波转子端盖(19)、谐波转子端盖垫圈(20)、电机轴(21)、驱动上键(22)、谐波发生器(23)、谐波发生器上垫片(24)、谐波发生器轴承(25)、谐波发生器下垫片(26)构成谐波传动结构部分，谐波下轴承(10)的内环一端由电机座(I)卡住，另一端由谐波内套筒(11)紧定，谐波下轴承(10)的外环由谐波外套筒(12)紧定，谐波内套筒(11)和谐波外套筒(12)的另一端和谐波上轴承(13)的内外圈连接，谐波下轴承(10)和谐波上轴承(13)套在谐波转子(14)内部，谐波转子端盖(19)盖在谐波转子(14)上面，谐波转子端盖垫圈(20)贯穿柔轮(18)连接在谐波转子端盖(19)，能够调节连接紧固件的高度；钢轮(17)和定子座(27)固定连接，柔轮(18)、谐波发生器轴承(25)、谐波发生器(23)由谐波发生器上垫片(24)和谐波发生器下垫片(26)连接，谐波发生器(23)为一个偏心凸轮结构，通过挤压将柔轮(18)的轮齿强制嵌入钢轮(17)的轮齿；电机轴(21)上的驱动上键(22)向外输出扭矩使谐波发生器(23)转动；钢轮(17)固定，柔轮(18)转动，由于柔轮(18)具有比钢轮(17)少2个齿数，当谐波发生器(23)转动一周时，柔轮(18)向相反...
【专利技术属性】
技术研发人员：周向阳，李贝，房建成，张建斌，
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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