CN2413266Y - 多用途水平稳定平台 - Google Patents
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Abstract
一种由稳定平台、常平架内环和外环、飞轮电机和转子、倾角传感器、补偿控制电路、补偿力矩电机、基座及平衡负载组成的多用途水平稳定平台,它是采用动量矩飞轮的陀螺力矩效应保持稳定平台的空间稳定性,并利用陀螺进动原理,建立了保持稳定平台水平的两轴力矩补偿控制***,使稳定平台在其安装的基座载体在运动条件下,保持对当地水平面的稳定跟踪。因此,特别适用于海洋船舶上雷达、卫星天线、红外探测仪、激光测距仪、摄像机等需要水平基准并稳定跟踪当地水平面的安装平台。
Description
本实用新型属于一种水平稳定的机电自动控制装置。
随着近代科学技术设备的飞速发展，特别是高科技通讯、导航、火箭、卫星等发展的需要，当某一载体在运动条件下，能始终保持水平稳定和自动跟踪就显得十分重要。这种载体如：雷达、卫星跟踪天线、红外探测仪、激光测距仪、摄像机等都需要水平基准的平台来完成其自动跟踪探测的任务。而且还要求这种水平稳定平台能具有十分敏感的自调性能。到目前为止，国内尚无此类设备装置，而国外此类装置因涉及国防军事机密，极少报导，仅在国际海事卫星通讯设备中有应用，结构保密。
本实用新型的目的是设计一种为多种运动载体配备具两维自由度的自动调控稳定平台，用于安装需要水平稳定的各种敏感和探测机座装置，自动跟踪当地水平面。
本实用新型的技术方案是这样来实现的：(见附图)
将一个稳定平台[1]与常平架内环[2]及驱动飞轮电机[3]和惯性飞轮转子[4]在X、Y、Z三维的Z轴方向上由轴及轴承将它们连接在一起，常平架内环[2]的轴按运动载体基座坐标系的Y轴方向，用轴承安装在常平架外环[5]上，常平架外环可以是方形或园形，外环轴则沿与Y坐标垂直的X坐标方向用轴承安装在基座[12]上；惯性飞轮转子[4]的旋转指向与稳定平台的平面相垂直，按运动载体基座坐标系的Z轴方向安装；稳定平台[1]上有平衡负载[13]和安装有检测平台水平倾角的Y轴倾角传感器[9]和X轴倾角传感器[6]，它们检测出的信号分别经Y轴补偿控制电路[7]和X轴补偿控制电路[10]传送到Y轴补偿力矩电机[8]和X轴补偿力矩电机[11]，从而构成了具有空间稳定性的自由陀螺水平稳定平台。水平稳定平台的结构长300～550mm，宽200～400mm，高480～700mm，承载能力10～50公斤。
水平稳定平台的工作原理如说明书附图所示，用于承载的稳定平台[1]通过具有两维自由度的常平架机构支撑在基座[12]上，并与在Z轴方向偏心安装的高速运转的惯性飞轮转子[4]以及稳定平台的平衡负载[13]一起构成了一种自由陀螺结构，使稳定平台具有空间的稳定性。在稳定平台上安装有检测平台水平倾角的X、Y轴倾角传感器[6、9]，当由其检测出稳定平台相对当地水平面的倾角信号时，就分别经补偿控制电路[10、7]传送到常平架两轴的力矩电机[11、8]上，由此产生的补偿力矩则使稳定平台按陀螺的进动原理运动，对稳定平台的水平倾角进行补偿，使稳定平台的水平倾角为零，一直保持跟踪当地水平面的稳定状态。当该稳定平台***的基座[12]跟随运动载体一起运动时，由水平倾角传感器、控制电路和力矩电机等组成的常平架两轴力矩补偿控制***，利用陀螺原理不但可以有效保证稳定平台跟踪当地水平面，还可对常平架运动轴系的摩擦等因素引起的干扰力矩进行有效的补偿，保证稳定平台的水平基准精度。
多用途水平稳定平台可以支撑20～30公斤的平衡负载，可以应用于放置多种需要水平基准的各类仪表，如雷达天线、摄像机、激光测距仪等设备，稳定平台的角度稳定范围约±30°，跟踪速率可达每秒30度，稳定平台水平指示精度优于±0.5°。
现将多用途水平稳定平台的结构附图说明与实施例表述如下：附图中：1-稳定平台，2-常平架内环，3-飞轮电机，4-飞轮转子，5-常平架外环，6-X轴倾角传感器，7-Y轴补偿控制电路，8-Y轴补偿力矩电机，9-Y轴倾角传感器，10-X轴补偿控制电路，11-X轴补偿力矩电机，12-基座，13-平衡负载。
实施例
一个长420mm，宽300mm，高535mm的卫星天线水平稳定平台，设计承载能力25公斤，连接稳定平台的常平架内环为200mm×180mm，常平架外环为230mm×230mm正方形，飞轮电机重2.2公斤，飞轮重7公斤，X、Y轴补偿力矩电机各重1.2公斤，装配后稳定平台整机重45公斤。
Claims (3)
1.一种用动量矩飞轮的陀螺力矩效应保持水平的多用途水平稳定平台，由稳定平台、常平架内环、常平架外环、飞轮电机、飞轮转子、倾角传感器、补偿控制电路、补偿力矩电机、基座及平衡负载组成，其特征在于本水平稳定平台是将稳定平台[1]、常平架内环[2]、飞轮电机[3]和飞轮转子[4]在Z轴向上由轴及轴承将它们连接，常平架内环[2]的轴按运动载体基座坐标系的Y轴方向，用轴承安装在常平架外环[5]上，常平架外环的轴则沿与Y坐标垂直的X坐标方向用轴承安装在基座[12]上，惯性飞轮转子[4]的旋转指向与稳定平台的平面相垂直，按运动载体基座坐标系的Z轴方向安装；稳定平台[1]上有平衡负载[13]和安装有检测平台水平倾角的Y轴倾角传感器[9]和X轴倾角传感器[6]，它们检测出的信号分别经Y轴补偿控制电路[7]和X轴补偿控制电路[10]传送到Y轴补偿力矩电机[8]和X轴补偿力矩电机[11]，构成具有空间稳定性的自由陀螺水平稳定平台。
2.按照权利要求1所述的多用途水平稳定平台，其特征在于它的整体结构长300～550mm，宽200～400mm，高480～700mm，承载能力为10～50公斤。
3.按照权利要求1所述的多用途水平稳定平台，其特征在于常平架外环可以是方形或园形。
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