CN104406587B - 一种保护式稳定平台框架限位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保护式稳定平台框架限位装置，包括两个限位底座、两个限位挡板、一个驱动机构转子销柱和4个限位紧定螺栓；该限位机构成对使用，固连到定子框架上；当稳定平台转子框架转动，驱动机构转子销柱转动到稳定平台转子框架运动的两个正负极限角度时，运动被阻止，实现稳定平台框架的准确机械限位功能；当稳定平台转子框架初始零位角度对准时，提供检校正负运动范围；当停机搬运或控制系统软限位失效时，实现转子框架机械限位保护；本发明两个限位挡板采用软质可牺牲材料，当电机驱动转子到达限位仍然旋转或速度过大时，将产生一定变形，或进一步产生塑性或破坏变形，实现对稳定平台的保护，适用于航空遥感系统及其他稳定及跟瞄系统。

Description

一种保护式稳定平台框架限位装置

技术领域

本发明属于航空遥感技术领域，涉及一种保护式稳定平台框架限位装置，可用于稳定平台框架转动时对于转动角度的限定和对平台的保护，适用于航空遥感或其他伺服稳定机构。

背景技术

稳定跟踪平台是航空遥感的关键设备之一，主要作用为隔离载体扰动，使光轴(Line of Sight，LOS)根据上位机输出位置指令在惯性空间保持对目标的跟踪稳定。在伺服状态下，稳定跟踪平台LOS实时跟踪目标在空间的运动变化，平台通过对框架的反向驱动实时隔离各种扰动因素影响，从而保持载荷姿态对目标的稳定跟踪。

由于飞行器在爬升及降落过程中的颠簸及加速度过大，遥感载荷会造成对航空遥感稳定跟踪平台的较大冲击，在大冲击力作用下，为保证载荷稳定安全，需要对框架运动的角度范围进行机械限位。

在现有的航空惯性稳定平台设计中，限位结构有明显不足，其俯仰限位要么是刚性固定不能对平台框架进行过载保护，要么没有限位结构。由于飞行器在爬升及降落过程中的颠簸及加速度过大，俯仰框架跟踪旋转动作会较剧烈，在大冲击力作用下，为保证俯仰框架旋转不超过限定角度，需要对框架运动的角度范围进行机械限位，因此需要保护式稳定平台框架限位装置。保护式稳定平台俯仰框架限位装置是吊舱稳定平台的关键设备之一，其功能是对稳定平台转子框架转动范围的限定，当转子框架达到限定角度时，稳定平台转子框架电机驱动转子上的销柱被保护式方位限位器挡住，从而使得稳定平台转子框架停止转动，并且保护式限位挡板材料采用软质可牺牲材料，具有吸能吸振作用，可避免稳定平台框架因限位冲击产生的精度下降；当转子框架到达两个正负极限角度仍然旋转或旋转速度过大时，限位挡板将产生一定变形，或进一步产生塑性或破坏变形，实现对稳定平台转子框架的阻止性保护。限位挡板价格低廉，限位损坏后易于更换。

在现有的航空惯性稳定平台设计中，现有保护式稳定平台俯仰框架限位装置存在许多不足，典型的国外产品主要有：以色列CONTROP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°×N、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(Charge Coupled 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。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种保护式稳定平台框架限位装置，该装置可使得稳定平台框架旋转角度限定在+90°～-90°之间，从而保护框架及其驱动机构在运动中不受损，旋转角度较稳定，从而使得成像更加清晰。

本发明技术方案具体如下：一种保护式稳定平台框架限位装置，其特征在于：包括两个限位底座、两个限位挡板、1个驱动机构转子销柱和4个限位紧定螺栓；保护式方位限位器底座通过内六角螺钉固连到定子框架上；该限位机构成对使用，两个限位底座分别安装在稳定平台框架运动极限角度的两端，两个限位挡板分别安装在两个限位底座的下面，其中心线与稳定平台转子框架电机驱动转子法线重合，通过4个限位紧定螺栓分别进行紧固，与两个限位底座刚性连接为一体，构成两个机械死档；1个驱动机构转子销柱安装在稳定平台转子框架电机驱动转子的下表面，位于框架运动极限角度的几何中心位置；当稳定平台转子框架转动时，稳定平台框架电机驱动转子转动，安装在稳定平台框架电机驱动转子下面的驱动机构转子销柱转动到稳定平台转子框架运动的两个正负极限角度时，由于安装在两个限位底座上面的两个限位挡板的限位作用，运动被阻止，实现稳定平台框架的准确机械限位功能；本发明两个限位挡板采用软质可牺牲材料，例如聚四氟乙烯，具有吸能吸振作用，可避免稳定平台框架因限位冲击产生的精度下降；1个驱动机构转子销柱采用硬质碳钢材料，刚性大，可保证限位几何中心位置的准确性；其功能主要为：当稳定平台转子框架初始零位角度对准时，提供检校正负运动范围；当停机搬运时，实现转子框架运动范围限定保护；当控制系统软限位失效时，对转子框架运转进行机械限位以防止飞车；由于两个限位挡板采用软质可牺牲材料，当稳定平台框架电机驱动转子到达两个正负极限角度仍然旋转或旋转速度过大时，两个限位挡板将产生一定变形，或进一步产生塑性或破坏变形，实现对驱动机构转子销柱和稳定平台转子框架电机驱动转子的阻止性保护。

所述的两个限位底座为圆柱形结构，其上表面与两个限位挡板连接表面，开设两个挡板螺纹孔，对称分布，中心连线180°，用于与两个限位挡板固连；距离两个挡板螺纹孔90°位置，开设两个底座固定孔，对称分布，中心连线180°，用于与定子框架固定；两个底座固定孔内部为台阶式结构，用于内含两个限位底座与定子框架固定连接的紧固螺钉，使其不突出上表面。

所述的两个限位挡板与两个限位底座的接触表面中心线上开设两个通孔，对称分布，中心连线180°，用于与两个限位底座安装固定；后侧面为半圆形形状，曲率与限位底座相同；前侧面为圆弧形状，曲率中心与框架电机驱动转子回转中心重合；两个限位挡板材料选用软质可牺牲材料。

所述的一个驱动机构转子销柱为圆柱形结构，采用硬质碳钢材料，例如不锈钢，限位接触部分表面精磨，用于与两个限位挡板接触；另一头有螺纹和定位台阶，用于与稳定平台转子框架电机驱动转子下表面的垂直固定；由于刚性大，可保证限位几何中心位置的准确性。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明可实现对跟踪平台俯仰框在-90°～+90°较大姿态角范围内的角度限制；

(2)本发明两个限位挡板采用软质可牺牲材料，具有吸能吸振作用，可避免稳定平台框架因限位冲击产生的精度下降；

(3)本发明驱动机构转子销柱采用硬质碳钢材料，刚性大，可保证限位几何中心位置的准确性；

(4)本发明采用双边成对使用，使框架呈对称限位，保护作用强，当稳定平台转子框架极限角度仍然旋转或旋转速度过大时，两个限位挡板将产生一定变形，或进一步产生塑性或破坏变形，实现稳定平台转子框架的保护；

(5)本发明结构简单，可拆卸，零件成本较低，易于设备维修与改进。

附图说明

图1为本发明一种保护式稳定平台框架限位装置整体三维图示；

图2为本发明一种保护式稳定平台框架限位装置在稳定平台中的安装图示；

图3为本发明一种保护式稳定平台框架限位装置几何布局关系，(a)为正面投影，(b)为反向投影；

图4为本发明的保护式稳定平台框架限位装置中两个限位底座和两个限位挡板成对使用三维图示；

图5为本发明的限位底座结构图示；

图6为本发明的限位挡板结构图示；

图7为本发明的驱动机构转子销柱结构图示。

具体实施方式

如图1所示，本限位装置包括4个限位紧定螺栓1、两个限位挡板2、两个限位底座3、驱动机构转子销柱4和稳定平台转子框架电机驱动转子5；该限位机构成对使用，两个限位底座3分别安装在稳定平台框架运动极限角度的两端，通过内六角螺钉固连到定子框架上；两个限位挡板2分别安装在两个限位底座3的下面，其中心线与稳定平台转子框架电机驱动转子5法线重合，通过4个限位紧定螺栓1分别进行紧固，与两个限位底座3刚性连接为一体，构成两个机械死档；驱动机构转子销柱4安装在稳定平台转子框架电机驱动转子5的下表面，位于框架运动极限角度的几何中心位置；

如图2所示，这种保护式稳定平台框架限位装置通过内六角螺钉固连到定子框架6上，当稳定平台转子框架转动时，稳定平台框架电机驱动转子5转动，安装在稳定平台框架电机驱动转子5下面的驱动机构转子销柱4转动到稳定平台转子框架运动的两个正负极限角度时，由于安装在两个限位底座3上面的两个限位挡板2的限位作用，运动被阻止，实现稳定平台框架的准确机械限位功能；

如图3所示，一种保护式稳定平台框架限位装置几何布局关系为：两个限位挡板2和两个限位底座3组成的限位机构对称分布在稳定平台转子框架电机驱动转子5的两端，两个限位挡板2通过两个限位紧定螺栓1固定到两个限位底座3上；驱动机构转子销柱4位于两个限位机构连线的中垂线上，安装在转子框架电机驱动转子5上，用于转子转动时，和限位机构接触，达到限位作用。

如图4所示，两个圆柱形限位底座3通过两个限位紧定螺栓1固定到两个限位底座3上，两个限位紧定螺栓1所在的两个通孔对称分布，中心连线180°；两个限位底座3前侧面2-4为圆弧形状，后侧面2-3为半圆形形状；

如图5所示，两个限位底座3为圆柱形结构，其上表面3-1与两个限位挡板2连接表面，开设两个挡板螺纹孔3-2，对称分布，中心连线180°，用于与两个限位挡板2固连；距离两个挡板螺纹孔3-290°位置，开设两个底座固定孔3-3，对称分布，中心连线180°，用于与定子框架6固定；两个底座固定孔3-3内部为台阶式结构，用于内含两个限位底座3与定子框架6固定连接的紧固螺钉，使其不突出上表面3-1；

如图6所示，两个限位挡板2与两个限位底座3的接触表面2-1中心线上开设两个通孔2-2，对称分布，中心连线180°，用于与两个限位底座3安装固定；后侧面2-3为半圆形形状，曲率与限位底座3相同；前侧面2-4为圆弧形状，曲率中心与框架电机驱动转子5回转中心重合；两个限位挡板2材料选用软质可牺牲材料；

如图7所示，驱动机构转子销柱4为圆柱形结构，采用硬质碳钢材料，限位接触部分4-3表面精磨，用于与两个限位挡板2接触；另一头有螺纹4-1和定位台阶(4-2)，用于与稳定平台转子框架电机驱动转子5下表面的垂直固定；由于刚性大，可保证限位几何中心位置的准确性。

本发明当稳定平台转子框架转动时，驱动机构转子销柱转动到稳定平台转子框架运动的两个正负极限角度时，运动被阻止，实现稳定平台框架的准确机械限位功能；当稳定平台转子框架初始零位角度对准时，提供检校正负运动范围；当停机搬运或控制系统软限位失效时，实现转子框架机械限位保护；本发明两个限位挡板采用软质可牺牲材料，当电机驱动转子到达限位仍然旋转或速度过大时，将产生一定变形，或进一步产生塑性或破坏变形，实现对稳定平台的保护，适用于航空遥感系统及其他稳定及跟瞄系统。

Claims (5)

1.一种保护式稳定平台框架限位装置，其特征在于：包括两个限位底座(3)、两个限位挡板(2)、驱动机构转子销柱(4)和4个限位紧定螺栓(1)；限位底座(3)固连到定子框架(6)上；所述限位装置成对使用，两个限位底座(3)分别安装在稳定平台框架运动极限角度的两端，两个限位挡板(2)分别安装在两个限位底座(3)的上面，两个限位挡板(2)的中心线与稳定平台转子框架电机驱动转子(5)法线重合，通过4个限位紧定螺栓(1)分别进行紧固，两个限位挡板(2)与两个限位底座(3)刚性连接为一体，构成两个机械死档；驱动机构转子销柱(4)安装在稳定平台转子框架电机驱动转子(5)的下表面，位于框架运动极限角度的几何中心位置；当稳定平台转子框架转动时，稳定平台转子框架电机驱动转子(5)转动，安装在稳定平台转子框架电机驱动转子(5)下面的驱动机构转子销柱(4)转动到稳定平台转子框架运动的两个正负极限角度时，由于安装在两个限位底座(3)上面的两个限位挡板(2)的限位作用，运动被阻止，实现稳定平台框架的准确机械限位功能。

2.根据权利要求1所述的一种保护式稳定平台框架限位装置，其特征在于：所述两个限位挡板(2)采用软质可牺牲材料，具有吸能吸振作用，可避免稳定平台框架因限位冲击产生的精度下降；1个所述驱动机构转子销柱(4)采用硬质碳钢材料，刚性大，可保证限位几何中心位置的准确性，主要体现为：当稳定平台转子框架初始零位角度对准时，提供检校正负运动范围；当停机搬运时，实现转子框架运动范围限定保护；当控制系统软限位失效时，对转子框架运转进行机械限位以防止飞车；由于两个限位挡板(2)采用软质可牺牲材料，当稳定平台转子框架电机驱动转子(5)到达两个正负极限角度仍然旋转或旋转速度过大时，两个限位挡板(2)将产生一定变形，或进一步产生塑性或破坏变形，实现对驱动机构转子销柱(4)和稳定平台转子框架电机驱动转子(5)的阻止性保护。

3.根据权利要求1所述的一种保护式稳定平台框架限位装置，其特征在于：所述两个限位底座(3)为圆柱形结构，圆柱形结构的上表面(3-1)与两个限位挡板(2)连接表面开设两个挡板螺纹孔(3-2)，两个挡板螺纹孔(3-2)对称分布，两个螺纹孔的中心连线为180°，用于与两个限位挡板(2)固连；开设的两个底座固定孔(3-3)的中心位于两个螺纹孔(3-2)中心连线的中垂线上，并且对称分布于连线交点的两端，用于与定子框架(6)固定。

4.根据权利要求1所述的一种保护式稳定平台框架限位装置，其特征在于：所述两个限位挡板(2)与两个限位底座(3)下面的接触表面(2-1)的中心线上开设两个通孔(2-2)，这两个通孔(2-2)对称分布，并且两个通孔的中心连线为180°，用于与两个限位底座(3)安装固定；后侧面(2-3)为半圆形形状，曲率与限位底座(3)相同；前侧面(2-4)为圆弧形状，曲率中心与稳定平台转子框架电机驱动转子(5)回转中心重合；两个限位挡板(2)材料选用软质可牺牲材料。

5.根据权利要求1所述的一种保护式稳定平台框架限位装置，其特征在于：所述驱动机构转子销柱(4)为圆柱形结构，采用硬质碳钢材料，限位接触部分(4-3)表面精磨，用于与两个限位挡板(2)接触；另一头有螺纹(4-1)和定位台阶(4-2)，用于与稳定平台转子框架电机驱动转子(5)下表面的垂直固定；由于驱动机构转子销柱(4)的刚性大，从而可保证限位几何中心位置的准确性。