CN102849220B - 一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置

技术领域

本发明属于航空遥感技术领域，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。

背景技术

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617mm×617mm×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665×535×150mm。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0.02°。AeroStab-3是德国研制的轻小型三轴稳定平台，其稳定精度为0.03°，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351mm×330mm×180mm。

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。

发明内容

本发明的技术解决问题是：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。

本发明的技术解决方案是：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；V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，能将上轴承孔和下轴承孔隔开；轴承座孔与上轴承孔和下轴承孔分别形成第一台阶和第二台阶，用于第一轴承和第二轴承端面的轴向安装定位。

钢丝绳驱动轮为一端面带U型整圈环型槽的内空式圆盘结构，圆盘外径表面等距开设第一圆周沟槽和第二圆周沟槽，用于驱动第二驱动钢丝绳和第一驱动钢丝绳的运动限位；钢丝绳驱动轮底部端面开设4个圆周均布的第一螺纹孔，用于安装固定V型槽锁紧轮；钢丝绳驱动轮底部端面开设3个圆周均布的第二通孔，节圆直径接近U型槽外径，用于安装固定第二驱动钢丝绳和第一驱动钢丝绳的绳端固定；钢丝绳驱动轮的底部中心位置为驱动轮安装内孔，驱动轮安装内孔轴向长度等于整个钢丝绳驱动轮的厚度，驱动轮安装内孔的内径表面开设一个直角键槽，用于与主轴的周向固定安装和力矩传递。

V型槽锁紧轮为环状中空结构，其外径表面中部沿圆周方向加工一整圈V型锁紧槽，V型锁紧槽角度大小与圆锥锁紧轴的锥形头角度相等，用于与圆锥锁紧轴的摩擦锁紧；所述环状中空结构上表面开设4个圆周均布的沉头通孔，沉头通孔的节圆等于钢丝绳驱动轮底部端面4个第一螺纹孔的节圆，用于与钢丝绳驱动轮的安装固定；所述环状中空结构内孔直径尺寸大于底座外径尺寸，以使底座能够从中通过；所述环状中空结构下表面加工需平整，用于与钢丝绳驱动轮底部端面的贴面安装固定。

圆锥锁紧轴为两体式结构，后半部分为圆柱体，与定位板下表面的凸台中心孔构成一对移动副；前半部分锥形头为楔形结构，用于增加与V型槽锁紧轮外径V型锁紧槽的有效接触面积，增大摩擦力。

定位板基体为长方体，其上表面为安装面，一端开设2个定位板安装通孔，2个定位板安装通孔相互距离与底座安装法兰盘上2个第二安装孔间的距离相等，用于与底座的固定连接；基体上表面另一端中轴线上开设1个锁紧转轴通孔，用于锁紧转轴的通过和水平定位；基体上表面开设8个圆周均布螺纹孔，8个圆周均布螺纹孔以通孔圆心为中心圆周均布，用于第二限位螺钉的位置调整和安装固定；基体下表面中部位置设置与基体表面垂直的凸台，凸台为长方体，中心位置开设凸台中心孔，凸台中心孔轴线与第二限位螺钉轴线一致，用于与圆锥锁紧轴构成一对移动副。

本发明的原理是：本发明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。

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。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）本发明集成自动、手动驱动和机械锁紧三方面功能于一体，功能强、高度紧凑，体积小、重量轻；

（2）本发明手动操作及锁紧功能旋钮均设置在面板上，手动旋转操作和锁紧方便可靠；

（3）本发明驱-传动系统采用力矩电机+同步带+钢丝绳二级减速，力矩大、重量轻、长距离传递力矩，便于紧凑化设计；

（4）本发明可对框架进行任意位置机械锁紧，实现了框架任意姿态锁定进行定向遥感的目的，相对三轴自由状态，可更好地满足航空遥感作业的需求；

（5）本发明可实现任意姿态位置锁紧，当平台非工作时，可对框架及电机的保护，并便于装箱存储。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明底座外形及结构图；

图3为本发明钢丝绳驱动外形及结构图；

图4为本发明V型槽锁紧轮外形及结构图；

图5为本发明圆锥锁紧轴外形及结构图；

图6为本发明定位板外形及结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由驱动部分、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绳减速传动系统作用下，力矩电机22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22不通电时，旋转手轮28带动主轴32旋转，在钢丝绳驱动轮11、第二驱动钢丝绳24、第一驱动钢丝绳25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22不通电时，旋转锁紧旋钮1使第二限位螺钉4和第一限位螺钉3相碰，此时偏心轮6的长轴处于水平最大位置，与圆锥锁紧轴8的后端面8-2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8在水平方向产生位移，其锥形头8-1与V型槽锁紧轮9的V型锁紧槽9-1两侧产生静摩擦力，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1，使偏心轮6的长轴与圆锥锁紧轴8的后端面8-2脱离接触，此时转动旋转手轮28，在转矩的作用下，圆锥锁紧轴8的锥形头8-1从V型槽锁紧轮9的V型锁紧槽9-1内弹出，方位框锁紧解除。

如图2所示，本发明底座27为法兰式上下对称结构，对称结构上下分别开设上轴承孔27-4和下轴承孔27-3，上轴承孔27-4和下轴承孔27-3尺寸大小一致，用于安装第一轴承31和第二轴承33；对称结构内中部为轴承座孔27-7，轴承座孔27-7的直径小于上轴承孔27-4和下轴承孔27-3，能将上轴承孔27-4和下轴承孔27-3隔开；轴承座孔27-7与上轴承孔27-4和下轴承孔27-3分别形成第一台阶27-5和第二台阶27-8，用于第一轴承31和第二轴承33端面的轴向安装定位。

如图3所示，本发明钢丝绳驱动轮11为一端面带U型整圈环型槽的内空式圆盘结构，圆盘外径表面等距开设第一圆周沟槽11-1和第二圆周沟槽11-2，用于驱动第二驱动钢丝绳24和第一驱动钢丝绳25的运动限位；钢丝绳驱动轮11底部端面开设4个圆周均布的第一螺纹孔11-3，用于安装固定V型槽锁紧轮9；钢丝绳驱动轮11底部端面开设3个圆周均布的第二通孔11-4，节圆直径接近U型槽外径11-5，用于安装固定第二驱动钢丝绳24和第一驱动钢丝绳25的绳端固定；钢丝绳驱动轮11的底部中心位置为驱动轮安装内孔11-7，驱动轮安装内孔11-7轴向长度等于整个钢丝绳驱动轮11的厚度，驱动轮安装内孔11-7的内径表面开设一个直角键槽11-6，用于与主轴32的周向固定安装和力矩传递。

如图4所示，本发明V型槽锁紧轮9为环状中空结构，其外径9-4表面中部沿圆周方向加工一整圈V型锁紧槽9-1，V型锁紧槽9-1角度大小与圆锥锁紧轴8的锥形头8-1角度相等，用于与圆锥锁紧轴8的摩擦锁紧；所述环状中空结构上表面开设4个圆周均布的沉头通孔9-2，沉头通孔9-2的节圆等于钢丝绳驱动轮11底部端面4个第一螺纹孔11-3的节圆，用于与钢丝绳驱动轮11的安装固定；所述环状中空结构内孔9-5直径尺寸大于底座27外径尺寸，以使底座27能够从中通过；所述环状中空结构下表面9-3加工需平整，用于与钢丝绳驱动轮11底部端面的贴面安装固定。

如图5所示，本发明圆锥锁紧轴8为两体式结构，后半部分8-3为圆柱体，与定位板5下表面的凸台中心孔5-7构成一对移动副；前半部分锥形头8-1为楔形结构，用于增加与V型槽锁紧轮外径V型锁紧槽9-1的有效接触面积，增大摩擦力。

如图6所示，本发明定位板5基体为长方体，其上表面5-1为安装面，一端开设2个定位板安装通孔5-6，2个定位板安装通孔5-6相互距离与底座27安装法兰盘27-6上2个第二安装孔27-2间的距离相等，用于与底座27的固定连接；基体上表面5-1另一端中轴线上开设1个锁紧转轴通孔5-4，用于锁紧转轴2的通过和水平定位；基体上表面5-1开设8个圆周均布螺纹孔5-5，8个圆周均布螺纹孔5-5以通孔5-4圆心为中心圆周均布，用于第二限位螺钉4的位置调整和安装固定；基体下表面5-2中部位置设置与基体表面垂直的凸台5-3，凸台5-3为长方体，中心位置开设凸台中心孔5-7，凸台中心孔5-7轴线与第二限位螺钉4轴线一致，用于与圆锥锁紧轴8构成一对移动副。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一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)的上部为与惯性稳定平台横滚框的安装连接段，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)的第二安装孔(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)、第一驱动钢丝绳(25)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(22)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(22)不通电时，旋转手轮(28)带动主轴(32)旋转，在钢丝绳驱动轮(11)、第二驱动钢丝绳(24)、第一驱动钢丝绳(25)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(22)不通电时，旋转锁紧旋钮(1)使第二限位螺钉(4)和第一限位螺钉(3)相碰，此时偏心轮(6)的长轴处于水平最大位置，与圆锥锁紧轴(8)的后端面(8-2)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(8)在水平方向产生位移，其锥形头(8-1)与V型槽锁紧轮(9)的V型锁紧槽(9-1)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(1)，使偏心轮(6)的长轴与圆锥锁紧轴(8)的后端面(8-2)脱离接触，此时转动旋转手轮(28)，在转矩的作用下，圆锥锁紧轴(8)的锥形头(8-1)从V型槽锁紧轮(9)的V型锁紧槽(9-1)内弹出，方位框锁紧解除。

2.根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，其特征在于：所述底座(27)为法兰式上下对称结构，对称结构上下分别开设上轴承孔(27-4)和下轴承孔(27-3)，上轴承孔(27-4)和下轴承孔(27-3)尺寸大小一致，用于安装第一轴承(31)和第二轴承(33)；对称结构内中部为轴承座孔(27-7)，轴承座孔(27-7)的直径小于上轴承孔(27-4)和下轴承孔(27-3)，能将上轴承孔(27-4)和下轴承孔(27-3)隔开；轴承座孔(27-7)与上轴承孔(27-4)和下轴承孔(27-3)分别形成第一台阶(27-5)和第二台阶(27-8)，用于第一轴承(31)和第二轴承(33)端面的轴向安装定位。

3.根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，其特征在于：所述钢丝绳驱动轮(11)为一端面带U型整圈环型槽的内空式圆盘结构，圆盘外径表面等距开设第一圆周沟槽(11-1)和第二圆周沟槽(11-2)，用于驱动第二驱动钢丝绳(24)和第一驱动钢丝绳(25)的运动限位；钢丝绳驱动轮(11)底部端面开设4个圆周均布的第一螺纹孔(11-3)，用于安装固定V型槽锁紧轮(9)；钢丝绳驱动轮(11)底部端面开设3个圆周均布的第二通孔(11-4)，节圆直径接近U型槽外径(11-5)，用于安装固定第二驱动钢丝绳(24)和第一驱动钢丝绳(25)的绳端固定；钢丝绳驱动轮(11)的底部中心位置为驱动轮安装内孔(11-7)，驱动轮安装内孔(11-7)轴向长度等于整个钢丝绳驱动轮(11)的厚度，驱动轮安装内孔(11-7)的内径表面开设一个直角键槽(11-6)，用于与主轴(32)的周向固定安装和力矩传递。

4.根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，其特征在于：所述V型槽锁紧轮(9)为环状中空结构，其外径(9-4)表面中部沿圆周方向加工一整圈V型锁紧槽(9-1)，V型锁紧槽(9-1)角度大小与圆锥锁紧轴(8)的锥形头(8-1)角度相等，用于与圆锥锁紧轴(8)的摩擦锁紧；所述环状中空结构上表面开设4个圆周均布的沉头通孔(9-2)，沉头通孔(9-2)的节圆等于钢丝绳驱动轮(11)底部端面4个第一螺纹孔(11-3)的节圆，用于与钢丝绳驱动轮(11)的安装固定；所述环状中空结构内孔(9-5)直径尺寸小于底座(27)外径尺寸，以使底座(27)能够从中通过；所述环状中空结构下表面(9-3)加工需平整，用于与钢丝绳驱动轮(11)底部端面的贴面安装固定。

5.根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，其特征在于：所述圆锥锁紧轴(8)为两体式结构，后半部分(8-3)为圆柱体，与定位板(5)下表面的凸台中心孔(5-7)构成一对移动副；前半部分锥形头(8-1)为楔形结构，用于增加与V型槽锁紧轮外径V型锁紧槽(9-1)的有效接触面积，增大摩擦力。

6.根据权利要求1所述的一种惯性稳定平台方位驱动-锁紧装置，其特征在于：所述定位板(5)基体为长方体，其上表面(5-1)为安装面，一端开设2个定位板安装通孔(5-6)，2个定位板安装通孔(5-6)相互距离与底座(27)安装法兰盘(27-6)上2个第二安装孔(27-2)间的距离相等，用于与底座(27)的固定连接；基体上表面(5-1)另一端中轴线上开设1个锁紧转轴通孔(5-4)，用于锁紧转轴(2)的通过和水平定位；基体上表面(5-1)开设8个圆周均布螺纹孔(5-5)，8个圆周均布螺纹孔(5-5)以通孔(5-4)圆心为中心圆周均布，用于第二限位螺钉(4)的位置调整和安装固定；基体下表面(5-2)中部位置设置与基体表面垂直的凸台(5-3)，凸台(5-3)为长方体，中心位置开设凸台中心孔(5-7)，凸台中心孔(5-7)轴线与第二限位螺钉(4)轴线一致，用于与圆锥锁紧轴(8)构成一对移动副。