RU173935U1 - Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем - Google Patents
Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU173935U1 RU173935U1 RU2017107153U RU2017107153U RU173935U1 RU 173935 U1 RU173935 U1 RU 173935U1 RU 2017107153 U RU2017107153 U RU 2017107153U RU 2017107153 U RU2017107153 U RU 2017107153U RU 173935 U1 RU173935 U1 RU 173935U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bracket
- elevation
- box
- azimuthal
- payload
- Prior art date
Links
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 3
- 238000001931 thermography Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16M—FRAMES, CASINGS OR BEDS OF ENGINES, MACHINES OR APPARATUS, NOT SPECIFIC TO ENGINES, MACHINES OR APPARATUS PROVIDED FOR ELSEWHERE; STANDS; SUPPORTS
- F16M11/00—Stands or trestles as supports for apparatus or articles placed thereon ; Stands for scientific apparatus such as gravitational force meters
- F16M11/02—Heads
- F16M11/04—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand
- F16M11/06—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting
- F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/04—Details
- G01C19/16—Suspensions; Bearings
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
Полезная модель предназначена для установки на робототехнические системы, в частности, для авионики летательных аппаратов, а также для обеспечения позиционирования видеокамер и тепловизионных камер. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств, за счет создания конструкции стабилизации в виде отдельного устанавливаемого на робототехнические системы модуля, обеспечивающего управление полезной нагрузкой и фиксацию ее положения в пространстве. Устройство содержит неподвижный фланец, а также короб крепления полезной нагрузки, соединенные между собой посредством кронштейна, снабженного несущим вклеиваемым элементом и боковыми держателями, и соединенных с ним азимутального и угломестного двигателей управления и стабилизации полезной нагрузки. При этом угломестный двигатель размещен на оси короба оппозитно с угломестным датчиком. Азимутальный двигатель через статор соединен с фланцем, при этом ротор через вклеиваемый элемент и ось-стойку азимутального двигателя установлен на кронштейн. Короб снабжен упором, ограничивающим поворот полезной нагрузки по углу-места, а фланец и кронштейн снабжены сопрягаемыми ограничителями поворота, выполненными с обеспечением возможности зацепления для предотвращения прокрутки. 16 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
Назначение и область применения
Заявляемое техническое решение относится к машиностроительной, приборостроительной и транспортной отраслям промышленности, в том числе, к области робототехники, включая средства обеспечения точного позиционирования видеокамер, тепловизионных камер и другой полезной нагрузки, предназначенной для установки на робототехнические системы, в частности, предназначенных для авионики летательных аппаратов.
Предшествующий уровень техники
Устройство стабилизации нагрузки для различного рода робототехнических систем, как правило, представляют собой поворотную гиростабилизированную платформу, т.е. гироскопическое устройство для пространственной стабилизации каких-либо объектов или приборов, а также для определения углов поворота основания, на котором установлена. Устройства данного типа служат для стабилизации полезной нагрузки и для устранения влияния внешних воздействий, выводящих, платформу, снабженную полезной нагрузкой, из заданного положения.
Из уровня техники известен навесной приборный контейнер для летательных аппаратов (ж. "Авиация и космонавтика" №10, 2003 г., с.4...7, статья В.Синявского "Из второго поколения - в четвертое. Модернизация вертолета Ми-24"), содержащий снабженный одним или несколькими иллюминаторами полый корпус преимущественно в форме тела вращения, закрепляемый на летательном аппарате с возможностью ограниченного управляемого поворота по крайней мере в одной координатной плоскости, и гиростабилизированную платформу, которая может быть подвешена в полости корпуса на двухрядном сферическом шарикоподшипнике, центр сфер которого расположен вне подшипника и по крайней мере приблизительно совпадает с продольной осью корпуса, снабжена приводом ограниченного прецизионного поворота относительно центра сфер шарикоподшипника по крайней мере в двух координатных плоскостях и несет оптико-электронные приборы, например навигационные, обзорные, дальномерные и т.п. При всех достоинствах этому навесному приборному контейнеру присущи недостатки, состоящие в следующем.
Подвеска гиростабилизированной платформы внутри полого корпуса навесного приборного контейнера, выполненная на основе двухрядного сферического шарикоподшипника, наряду с достоинствами приобретает недостатки, обусловленные этим шарикоподшипником. Так, радиус наибольшей сферической поверхности качения шарикоподшипника, значительно меньший, чем внутренний радиус полого корпуса, вынуждает располагать шарикоподшипник лишь поблизости от центра полости корпуса на специальной дополнительной несущей конструкции, пересекающей эту полость. Это в значительной мере сокращает располагаемое полезное пространство внутри контейнера и соответственно затрудняет компоновку оптико-электронных приборов и прокладку кабелей, вынуждая увеличивать габариты и вес контейнера. Кроме того, такая конструкция существенно сокращает возможности устройства по позиционированию и стабилизации полезной нагрузки, с вязанной с гиростабилизированной данным образом платформой.
При этом, из предшествующего уровня техники не известны сведения о системах, содержащих в своем составе конструкцию стабилизации в виде отдельного устанавливаемого на робототехнические системы модуля, обеспечивающего управление полезной нагрузкой (ПН) и фиксацию ее положения в пространств, что с учетом вышеизложенного, позволяет сделать вывод об отсутствии среди выявленных источников информации аналогов, которые могли бы быть приняты по совокупности существенных признаков за прототип.
Сущность заявленной полезной модели
Техническая задача, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в предложении простой, универсальной конструкции устройства стабилизации полезной нагрузки разного назначения.
Техническим результатом заявленной полезной модели является расширение арсенала известных технических средств, за счет создания конструкции стабилизации в виде отдельного устанавливаемого на робототехнические системы модуля, обеспечивающего управление полезной нагрузкой (ПН) и фиксацию ее положения в пространстве.
Заявленный технический результат достигается тем, что используют устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем, содержащее, по меньшей мере, неподвижный фланец для крепления на робототехнические системы, а также короб крепления полезной нагрузки, соединенные между собой посредством кронштейна, снабженного несущим вклеиваемым элементом и боковыми держателями, и соединенных с ним азимутального и угломестного двигателей управления и стабилизации полезной нагрузки, при этом угломестный двигатель размещен на оси короба оппозитно с угломестным датчиком, установленными с внешних боковых сторон короба через соосные оси короба проушины боковых держателей кронштейна, а азимутальный двигатель через статор соединен с фланцем, при этом ротор через вклеиваемый элемент и ось-стойку азимутального двигателя установлен на кронштейн, причем короб снабжен упором, ограничивающим поворот полезной нагрузки по углу-места, а фланец и кронштейн снабжены сопрягаемыми ограничителями поворота, выполненными с обеспечением возможности зацепления для предотвращения прокрутки.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели, кронштейн снабжен азимутальным грузом, а дно короба снабжено угломестным грузом, обеспечивающими оптимальный режим развесовки, требуемый для размещения центра масс на оси вращения, и достижения постоянного момента инерции при повороте, с устранением дисбаланса в режиме эксплуатации.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления заявленной полезной модели устройство дополнительно снабжено защитными кожухами-обтекателями, обеспечивающими защиту ПН от внешних факторов (атмосферных осадков, пыли и грязи) и уменьшения аэродинамического сопротивления.
В еще одном, предпочтительном варианте осуществления, конструкция дополнительно содержит азимутально-стабилизационный двигатель с оппозитно расположенным азимутально-стабилизационным датчиком, установленными на короб вдоль вертикально оси, перпендикулярной угломестной оси, образованной угломестными двигателем и датчиком. При этом короб дополнительно снабжен, размещенной с внешней стороны, рамой, предназначенной для крепления двигателей и датчиков угломестной и азимутально-стабилизационной осей, а также установки на них смежных кожухов-обтекателей. При этом, рама через угломестный двигатель и датчик соединена с кронштейном, а в одном из вариантов осуществления полезной модели содержит упор для ограничения поворота по угломестной оси. В еще одном варианте осуществления, передняя крышка кожуха-обтекателя содержит оконный вырез, снабженный защитным стеклом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления полезной модели, кронштейн, по любому из выше рассмотренных вариантов осуществления выполнен с купольным несущим сводом, снабженным сверху цилиндрическим выступом с отверстием по верхнему основанию, снабженным осевым кольцом, а также бортом для вклейки закладных элементов и установки кожухов-обтекателей, где борт снабжен боковыми держателями, с проушинами, образующими направляющие отверстия для установки угломестного двигателя и датчика.
При этом, несущий свод кронштейна может быть выполнен прессованным, формованным, литым, выполненным, например, из стеклопластика, углепластика, композиционных полимерных материалов. В другом возможном варианте осуществления аналогичным образом выполнены фланец, короб и кожухи-обтекатели.
Краткое описание прилагаемых иллюстративных материалов.
Заявленное решение полезной модели поясняется следующими чертежами и графическими материалами.
фиг. 1 – вид заявленного устройства(сечение)
фиг. 2 – короб, общий вид
фиг. 3 – угломестный датчик, сечение
фиг. 4 – азимутальный двигатель, сечение
фиг. 5 - кронштейн: а) общий вид, б) вид снизу
фиг. 6 – общий вид устройства с защитными кожухами-обтекателями
фиг.7 – вид заявленного устройства. снабженного дополнительно рамой и азимутально-стабилизационным двигателем (сечение)
фиг. 8 - азимутальный двигатель, сечение устройства, снабженного дополнительной рамой и и азимутально-стабилизационным двигателем (сечение)
фиг.9 - визуализация позиционирования угломестного, азимутального и азимитуально-стабилизационного двигателей
фиг. 10 – вид устройства с дополнительной рамой (общий вид снизу, без кожухов)
фиг. 11 - визуализация устройства с дополнительной рамой
фиг. 12 - вид устройства. снабженного дополнительно рамой и азимутально-стабилизационным двигателем, снабженного защитными кожухами-обтекателями: а) вид сбоку, б) общий вид.
Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только некоторые из наиболее предпочтительных вариантов выполнения полезной модели и не могут рассматриваться в качестве ограничения содержания полезной модели, которое включает и другие варианты осуществления.
Осуществимость полезной модели
Как следует из представленных на фиг. 1-5 чертежа в рассматриваемом варианте осуществления заявленное устройство стабилизации полезной нагрузки (ПН) для робототехнических систем представляет собой двухосевую конструкцию, в которой установлены два двигателя – азимутальный для управления поворотом ПН по азимутальной оси и угломестный – для управления поворотом ПН по угломестной оси. В представленном варианте осуществления оба двигателя представляют собой роторные двигатели, состоящие и статора и ротора. При этом, конструкцией заявленного устройства предусмотрена соосная установка угломестного и азимутального датчиков расчета углов поворота и крена по азимутальной и угломестной осям. Датчики устанавливаюся по угломестной и азимутальной осям конструкции и оснащены деталями-осями с вклеивающимися магнитами, поворачивающимися в сторону отклонения по каждой оси. В рассматриваемом варианте осуществления полезной модели, устройство стабилизации ПН содержит в своем составе неподвижный фланец для крепления на робототехнические системы, а также короб для крепления ПН. При этом, фланец 1 соединен с коробом 2 через два двигателя управления и стабилизации полезной нагрузкой, установленных на кронштейн 3 и сам короб 2 . Данные двигатели позволяют осуществлять поворот полезной нагрузки по азимуту и по углу места. Осью короба 2 с одной стороны является угломестный датчик 4 , предусматривающий установку платы контроля угла поворота и угломестный двигатель 5 с другой стороны.
Угломестный двигатель и угломестный датчик устанавливаются на основной несущий элемент – кронштейн 3.
Согласно заявленному решению. кронштейн является несущим элементом всей конструкции. На нем крепятся практически все элементы конструкции. В режиме эксплуатации заявленного устройства основная нагрузка распределяется по конструкции. кронштейна.
Для обеспечения наиболее оптимально режима стабилизации положения полезной нагрузки, основной корпусный, несущий элемент кронштейна, предпочтительно выполнен в виде купольного свода, где в верхней части образован цилиндрический выступ, с отверстием сверху. Цилиндрический выступ предназначен для установки, например, вклейкой, оси кронштейна, например, выполненного в виде металлического кольца, охватывающего выступ по внешней и внутренней поверхности. По нижнему краю купольного свода несущей части кронштейна выполнен борт, снабженный ориентированными книзу боковыми держателями с соосно размещенными отверстиями проушин для установки и через них угломестных двигателя и датчика. По верхней кромке борт выполнен с формированием кольцевого паза по контуру свода, обеспечивающего возможность размещения в нем закладных элементов и смежных с них кожухов-обтекателей. Купольный свод кронштейна обеспечивает возможность восприятия данной конструкцией больших радиальных и осевых нагрузок, в том числе знакопеременных, по трем осям координат с минимальным моментом сопротивления при более рациональном размещении кронштейна в устройстве.
Угломестный двигатель и угломестный датчик закреплены на короб крепления полезной нагрузки. На короб также крепится упор 7, ограничивающий поворот ПН в коробе по углу-места. Угломестный датчик состоит из оси 8 на конце которого закреплен магнит 9, корпуса датчика 10 и крышки датчика 11, его конструкция в сборе позволяет устанавливать плату измерения угла поворота по угломестной оси 12.
Азимутальный двигатель состоит из азимутального ротора и статора.
Азимутальный ротор состоит из (на фиг. 1-12 не представлены) корпуса, изготовленного из электротехнического металла, методом прессования или механической обработки металла, катушек, изготовленных методом намотки провода и платы двигателя. Пространство между катушками и корпусом двигателя заполняется эпоксидной смолой смешанной с микросферой. При этом, азимутальный статор состоит из (на фиг. 1-12 не представлены) корпуса, изготовленного из электротехнического металла, методом прессования или механической обработки металла, неодимовых магнитов. Пространство между магнитами и корпусом двигателя заполняется эпоксидной смолой смешанной с микросферой.
Статор и ротор угломестного двигатель аналогичны азимутальному двигателю, с разницей в типоразмерах, количества витков в катушках и размерах магнитов.
Ротор азимутального двигателя 13 через вклеиваемый элемент 14 и ось-стойку азимутального двигателя 15 установлен на кронштейн 3. Также на несущий вклеиваемый осевой элемент кронштейна с помощью винтов установлена стойка статора азимутального двигателя 15. На стойку установлены подшипники и надевается статор азимутального двигателя 16 . Для фиксации двигателя на оси-стойки статора азимутального двигателя предусмотрено резьбовое кольцо фиксации 17. Также в стойку с креплением в верхней части стакана устанавливается азимутальная ось 18 с магнитом на конце 19, который предназначен для устанавливаемой в стойку платы 20, измеряющей угол поворота по азимуту.
На статор азимутального двигателя 16 устанавливается фланец 1. На фланец для исключения прокрутки установлен ограничитель поворота 21, который цепляется за ограничитель поворота 22, установленный на кронштейне 3.
Для оптимальной развесовки, для того, чтобы центр масс находился на оси вращения, а также для достижения постоянного момента инерции при повороте и устранения дисбаланса, используются свинцовые груза. Азимутальный груз 23 устанавливается на кронштейн 3, другой - угломестный груз 24 на дно короба (в зависимости от массы используемой полезной нагрузки и ее места положения в коробе). Крепление осуществляется, например, на липкую ленту, сверху укладывается стеклоткань пропитанная эпоксидной смолой.
Для защиты ПН от внешних факторов (атмосферных осадков, пыли и грязи) и уменьшения аэродинамического сопротивления заявленное устройство может быть оснащено защитными кожухами-обтекателями. Предпочтительно, в состав конструкции включают: верхнюю крышку 25, обтекатель передний 26, обтекатель задний 27 и боковой 28 обтекатель. Крепление данных конструктивных элементов на короб осуществляется, например, с использованием винтов. Однако, могут быть использования и иные способы крепления, известные в данной области техники.
В рассматриваемом примере осуществления заявленной полезной модели, кронштейн, фланец, короб, а также верхняя крышка, передний, задний и боковой обтекатели кожухов-обтекателей устройства, изготовлены из стеклопластика, например, методом прессования в пресс-формах пропитанного эпоксидной смолой стекловолокна и углеволокна, что обеспечивает существенное снижение веса конструкции, при сохранении высоких прочностных и эксплуатационных характеристик. Данные элементы меньше подвержены коррозии, легки в обслуживании и, в случае выхода из строя какого-либо из конструктивных элементов, могут быть легко заменены без необходимости замены конструкции в целом.
Как представлено на фиг.7-12 заявленное решение полезной модели может дополнительно содержать азимутально-стабилизационный двигатель 44 с оппозитно расположенным азимутально-стабилизационным датчиком 43, установленными на короб вдоль вертикальной оси, перпендикулярной угломестной оси, образованной угломестными двигателем и датчиком, реализовав тем самым возможность осуществления трехосевой конструкции в которой установлены два двигателя – азимутальный для управления поворотом ПН по азимутальной оси, угломестный – для управления поворотом ПН по угломестной оси и азимутальный – стабилизационный. Каждый двигатель стоит из статора и ротора. Конструкцией предусмотрена установка угломестного, азимутального и угломестного-стабилизационного датчиков расчета углов поворота и крена по азимутальной и угломестной осям. Датчики устанавливаются по угломестной, азимутальной и азимутальной стабилизационной осям конструкции и оснащены деталями-осями с вклеивающимися магнитами, поворачивающимися в сторону отклонения по каждой оси. Управление, в данном случае, заключается в двух функциях – управлению поворотом по двум осям и стабилизации (устранение кренов, возникающих в ходе движения робототехнической системы) Управление осуществляется по азимутальной (на 360 градусов) и угломестной осям.
Наличие азимутально-стабилизационного двигателя позволяет удерживать ПН с большей точностью, обеспечив при этом и более высокую степень стабилизации ПН. Для более оптимального размещения азимутально-стабилизационного двигателя, в предпочтительном варианте осуществления данного решения конструкция короба дополнительно снабжена рамой, на которой установлены два двигателя - угломестный и азимутально-стабилизационный двигатель. Крепление защитных кожухов-обтекателей также, осуществляется на раму, что обеспечивает наилучшие рабочие характеристики конструкции, повышает ее управляемость.
Для обеспечения наиболее оптимально режима стабилизации положения полезной нагрузки, кронштейн снабжен дополнительным 45 азимутальным грузом к ранее рассмотренными угломестным грузом, устанавливаемом на коробе, раме, и азимутальным грузом, устанавливаемым на кронштейне. Дополнительный груз, может быть выполнен съемным, с возможностью управления балансировки.
Как следует из чертежей, представленных на фиг. 7-12 рама 42 представляет собой три сборных элемента (собираются по кондуктору) основной элемент 29, верхняя планка 30 и нижняя планка 31. Верхняя планка 30 и нижняя планка 31 предназначены для крепления на них стеклопластиковых защитных кожухов-обтекателей.
Рама 42, в свою очередь, крепится на кронштейн 3 через угломестный двигатель 5 и угломестный датчик 4, являющимися угломестной осью.
На раму также крепится упор 7 для ограничения угла поворота по угломестной оси и исключения проворачиваемости на 360 градусов.
На короб 2 устанавливаются передняя крышка 32 (с отверстием для объектива видеокамеры) и задняя крышка 33, крепление осуществляется через алюминиевый брусок 34 с уголком 35. В верхней крышке защитного кожуха-обтекателя предусмотрен вырез для установки разъема 36. При этом, в передней крышке предусмотрена установка защитного стекла 37, которое фиксируется рамкой 38 на винтах. На фланце устанавливаются втулки 39 для крепления конструкции устройства. Крепление крышек осуществляется на короб с использованием винтов, крепление кожуха осуществляется на кронштейн с помощью винтов.
Для управления устройством устанавливаются в конструкцию четыре платы 40.
Угломестный и стабилизационный датчики изготовлены и собираются по одному принципу и отличаются передними и задними крышками для крепления к соответствующими деталям.
Датчики состоят из оси 8 на конце которого закреплен магнит 9, корпуса датчика 10 и крышки датчика 11, его конструкция в сборе позволяет устанавливать плату измерения угла поворота по угломестной оси 12 (фиг.3). Ось вращается на подшипниках 41, установленных в корпусе датчика(фиг.8).
Азимутальный датчик находится в верхней части конструкции устройства. Корпусом датчика является ось-стойка 15 азимутального двигателя 6 (фиг.4). Ось-стойка 15 крепится к кронштейну винтами. Азимутальный датчик состоит из оси-стойки 15 оси 18 с закрепленным на конце магнитом 19, подшипником 41, азимутальной платы измерения азимутального угла поворота 20 и фиксируется в верхней части стакана винтами (фиг.8).
Заявленная конструкция устройства стабилизации ПН предусматривает возможность установки как видеокамеры с оптическим 36-и кратным увеличением, так и совместную уставному тепловизора и видеокамеры (типа «пин хол») одновременно.
Изготовление деталей конструкции может осуществляться промышленным способом, например, с использованием следующих технологий:
• формовки стеклопластиковых несущих деталей в пресс-формах (материал-стеклоткань, углеткань);
• штамповки электротехнического металла для изготовления корпусов двигателей;
• токарно-фрезерной обработки металлов для изготовления деталей (материал-алюминий, латунь);
• намотка катушек двигателей;
• литье свинца в пресс-форму;
• химическое покрытие деталей изделий, выполненных из различных металлов;
• покраска защитных кожухов-обтекателей.
Сборка конструкции из деталей осуществляется, например, слесарно-механическим способом по технологическим процессам и чертежам.
Управление полезной нагрузкой заключается в повороте ПН, установленной в коробе, по азимутальной и угломестной осям с помощью азимутального и угломестного двигателей. В режиме стабилизации - режим предназначен для удерживания и компенсации изменений положения ПН, возникающих в результате внешних воздействий. Режим управления – в этом случае изменение положения осуществляется по командам, поступающим на электродвигатели, в результате чего изменяется положение ПН по азимутальной и угломестной осям.
В режиме стабилизации положения ПН реализована система с обратной связью. Установлено положение камеры в пространстве – при изменении положения конструкции на двигатели поступает управляющее воздействие, обозначающее их поворот, двигатели поворачиваются на заданный угол, датчики обратной связи измеряют угол поворота и дают информацию об истинном угле поворота, при необходимости, управляющее воздействие повторяется и ПН разворачивается в заданном направлении, положении.
В режиме управления происходит поворот ПН на необходимый угол по угломестной и азимутальной осям.
Таким заявленное решение полезной модели расширяет арсенал известных технических средств, за счет предложения конструкции стабилизации в виде отдельного устанавливаемого на робототехнические системы модуля, обеспечивающего управление полезной нагрузкой (ПН) и фиксацию ее положения в пространстве, в том числе, обеспечивающими оптимальный режим развесовки, требуемый для размещения центра масс на оси вращения, и достижения постоянного момента инерции при повороте, с устранением дисбаланса в режиме эксплуатации, с повышением точности позиционирования ПН, предотвращение ее прокрутки в режиме эксплуатации, возможность осуществления эксплуатации под воздействием существенных внешних неблагоприятных воздействий.
Claims (17)
1. Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем, содержащее, по меньшей мере, неподвижный фланец для крепления на робототехнические системы, а также короб крепления полезной нагрузки, соединенные между собой посредством кронштейна, снабженного несущим вклеиваемым элементом и боковыми держателями, и соединенных с ним азимутального и угломестного двигателей управления и стабилизации полезной нагрузки, при этом угломестный двигатель размещен на оси короба оппозитно с угломестным датчиком, установленными с внешних боковых сторон короба, через соосные оси короба проушины боковых держателей кронштейна, а азимутальный двигатель через статор соединен с фланцем, при этом ротор через вклеиваемый элемент и ось-стойку азимутального двигателя установлен на кронштейн, причем короб снабжен упором, ограничивающим поворот полезной нагрузки по углу-места, а фланец и кронштейн снабжены сопрягаемыми ограничителями поворота, выполненными с обеспечением возможности зацепления для предотвращения прокрутки.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кронштейн снабжен азимутальным грузом, а дно короба снабжено угломестным грузом.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено защитными кожухами-обтекателями.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит азимутально-стабилизационный двигатель с оппозитно расположенным азимутально-стабилизационным датчиком, установленными на короб вдоль вертикальной оси, перпендикулярной угломестной оси, образованной угломестными двигателем и датчиком.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что короб дополнительно снабжен размещенной с внешней стороны рамой, предназначенной для крепления двигателей и датчиков угломестной и азимутально-стабилизационной осей, а также установки на них смежных кожухов-обтекателей.
6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что рама через угломестный двигатель и датчик соединена с кронштейном.
7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что рама содержит упор для ограничения поворота по угломестной оси.
8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что передняя крышка кожуха-обтекателя содержит оконный вырез, снабженный защитным стеклом.
9. Устройство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что кронштейн выполнен с купольным несущим сводом, снабженным сверху цилиндрическим выступом с отверстием по верхнему основанию, снабженным осевым кольцом, а также бортом для вклейки закладных элементов и установки кожухов-обтекателей, где борт снабжен боковыми держателями, с проушинами, образующими направляющие отверстия для установки угломестного двигателя и датчика.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что несущий свод кронштейна выполнен формованным.
11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что несущий свод кронштейна выполнен литым.
12. Устройство по п.9, отличающееся тем, что несущий свод кронштейна выполнен из стеклопластика.
13. Устройство по п.9, отличающееся тем, что несущий свод кронштейна выполнен из углепластика.
14. Устройство по п.9, отличающееся тем, что несущий свод кронштейна выполнен из композиционных полимерных материалов.
15. Устройство по любому пп. 12-14, отличающееся тем, что фланец, короб и кожухи-обтекатели выполнены из стеклопластика.
16. Устройство по любому пп. 12-14, отличающееся тем, что фланец, короб и кожухи-обтекатели выполнены из углепластика.
17. Устройство по любому пп. 12-14, отличающееся тем, что фланец, короб и кожухи-обтекатели выполнены из композиционных полимерных материалов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017107153U RU173935U1 (ru) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017107153U RU173935U1 (ru) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU173935U1 true RU173935U1 (ru) | 2017-09-19 |
Family
ID=59894206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017107153U RU173935U1 (ru) | 2017-03-06 | 2017-03-06 | Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU173935U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112228724A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-15 | 中船重工中南装备有限责任公司 | 一种具备快速响应的精密俯仰装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2165582C2 (ru) * | 1999-06-08 | 2001-04-20 | Государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро приборостроения | Оптико-электронная система зенитного ракетного комплекса |
RU148446U1 (ru) * | 2014-09-09 | 2014-12-10 | Закрытое акционерное общество "Электронно-вычислительные информационные и инструментальные системы" (ЗАО "ЭЛВИИС") | Опорно-поворотное устройство |
RU151428U1 (ru) * | 2014-09-01 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Опорно-поворотное устройство с шариковой передачей |
US9080720B2 (en) * | 2006-04-12 | 2015-07-14 | Flir Systems, Inc. | Pan/tilt tracking mount |
RU162453U1 (ru) * | 2015-07-30 | 2016-06-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" | Опорно-поворотное устройство |
-
2017
- 2017-03-06 RU RU2017107153U patent/RU173935U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2165582C2 (ru) * | 1999-06-08 | 2001-04-20 | Государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро приборостроения | Оптико-электронная система зенитного ракетного комплекса |
US9080720B2 (en) * | 2006-04-12 | 2015-07-14 | Flir Systems, Inc. | Pan/tilt tracking mount |
RU151428U1 (ru) * | 2014-09-01 | 2015-04-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Опорно-поворотное устройство с шариковой передачей |
RU148446U1 (ru) * | 2014-09-09 | 2014-12-10 | Закрытое акционерное общество "Электронно-вычислительные информационные и инструментальные системы" (ЗАО "ЭЛВИИС") | Опорно-поворотное устройство |
RU162453U1 (ru) * | 2015-07-30 | 2016-06-10 | Открытое акционерное общество Научно-производственный центр "Электронные вычислительно-информационные системы" | Опорно-поворотное устройство |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112228724A (zh) * | 2020-09-21 | 2021-01-15 | 中船重工中南装备有限责任公司 | 一种具备快速响应的精密俯仰装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6524100B2 (ja) | プラットフォーム安定化システム | |
CN103149948B (zh) | 一种两自由度大负载跟踪稳定平台*** | |
CN101619971B (zh) | 一种三自由度大负载航空摄影陀螺稳定平台 | |
CN107219864B (zh) | 一种伺服/手控混合式三自由度轻小型无人机遥感云台*** | |
CN202647109U (zh) | 电调装置、具有该电调装置的云台及飞行器 | |
CN202647108U (zh) | 云台及具有该云台的飞行器 | |
JP6310569B2 (ja) | 支持機構 | |
CN203757311U (zh) | 一种陀螺仪自平衡云台 | |
US20160327206A1 (en) | Mounting structure of electronic speed governor in holder | |
US10099783B1 (en) | Accessory mounting for rotary wing aircraft | |
US20170002975A1 (en) | Motor mounting structure in pan-tilt device | |
CN102778234B (zh) | 一种高精度大负载惯性稳定平台 | |
CN105501454B (zh) | 一种微型吊舱 | |
US20140367537A1 (en) | Stabilized platform | |
CN108332023B (zh) | 二轴、三轴云台及其拍摄设备 | |
CN210391577U (zh) | 一种三轴小型双光吊舱 | |
US11099463B2 (en) | Two-axis direct drive mechanical mechanism | |
KR102410150B1 (ko) | 적재물을 적재하는 무인 비행체 | |
RU173935U1 (ru) | Устройство стабилизации полезной нагрузки для робототехнических систем | |
CN111348208B (zh) | 面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台 | |
CN108248880A (zh) | 用于系留无人机的两轴光电吊舱 | |
CN211685663U (zh) | 三轴吊舱 | |
CN103217156B (zh) | 一种惯性稳定平台的方位驱动支撑***结构 | |
CN111442171B (zh) | 一种内动子洛伦兹惯性稳定平台 | |
CN214930673U (zh) | 一种两轴调节光电吊舱 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190307 |