CN104500934B - 具有俯仰功能的吊舱及其俯仰支架总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有俯仰功能的吊舱及其俯仰支架总成。其中具有俯仰功能的吊舱包括用于安装传感器的壳体、供壳体俯仰转动装配的俯仰支架和驱动壳体俯仰转动的驱动装置，驱动装置包括具有用于输出回转运动的动力输出轴的动力装置，动力装置固定装配在所述俯仰支架上，驱动装置还包括设置在所述动力输出轴与壳体之间的用于在动力输出轴的驱动下驱动壳体产生俯仰转动的传动机构。采用上述机构，壳体能够通过动力装置和传动机构相对于俯仰支架俯仰转动，而动力装置和传动机构设置在壳体外部，从而能够为壳体内的传感器提供更大的容纳空间，便于内部零部件的设置，有利于提高技术指标。
Description
技术领域
本发明涉及具有俯仰功能的吊舱及其俯仰支架总成。
背景技术
航空航天器、车辆、舰船以及固定建筑等场合经常要进行信息采集作业，作业中经常需要使用到吊舱，吊舱内安装红外夜视仪、摄像机等光电传感器，配合吊舱的俯仰及转动实现信息采集。
现有技术中吊舱的结构大多如申请号为201120519255.0、授权公告号为CN202349521 U的中国专利公开的一种吊舱，包括用于安装成像光电传感器的壳体和供壳体俯仰转动装配的俯仰支架，俯仰支架整体为倒Y形，下部设有两只连接臂，连接臂上设有壳体转轴，壳体通过壳体转轴转动装配在两连接臂之间。壳体内还于与其中一侧壳体转轴对应的位置设有用于驱动壳体绕水平轴线转动的俯仰电机，壳体转轴通过行星齿轮传动机构与俯仰电机的输出轴传动连接，在俯仰电机的驱动下实现沿水平轴线顺时针转动或逆时针转动，从而实现视野的调整。俯仰电机和行星齿轮传动机构构成驱动壳体俯仰转动的驱动装置。但是，现有技术中的俯仰电机设置在壳体内部，需要占用大量的内部空间，受吊舱整体尺寸的限制，壳体内难以安装体积更大的高性能红外夜视仪等光电传感器，因此难以保证成像的分辨率，造成吊舱的性能提升困难，对于机载光电吊舱来说，不利于提升机载光电吊舱的战术技术指标。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有俯仰功能的吊舱，能够为壳体内的传感器提供更大的容纳空间，同时，本发明还提供了一种上述吊舱的俯仰支架总成。
本发明中具有俯仰功能的吊舱采用的技术方案是：具有俯仰功能的吊舱，包括用于安装传感器的壳体、供壳体俯仰转动装配的俯仰支架和驱动壳体俯仰转动的驱动装置，所述驱动装置包括具有用于输出回转运动的动力输出轴的动力装置，所述动力装置固定装配在所述俯仰支架上，所述驱动装置还包括设置在所述动力输出轴与所述壳体之间的用于在所述动力输出轴的驱动下驱动壳体产生俯仰转动的传动机构。
所述传动机构包括与所述动力输出轴传动连接的驱动轮，所述驱动轮上以小于180度的包角绕设有与驱动轮固定连接的绳索，所述绳索具有设置在所述驱动轮径向两侧的第一端头和第二端头，所述壳体上在俯仰转动周向上于驱动轮两侧分别设有第一、第二绳索连接结构，所述第一端头和第二端头分别与对应的第一、第二绳索连接结构传动连接。
所述绳索包括第一绳索和第二绳索，所述驱动轮包括与第一绳索和第二绳索分别对应的第一轮槽和第二轮槽，第一绳索和第二绳索的一端端头与驱动轮固定连接且该端端部包绕驱动轮一段长度，另一端与对应的绳索连接结构传动连接。
所述第一端头对应于壳体俯仰转动方向的前方设置，对应的所述第一绳索连接结构为设置在壳体上的供所述第一端头穿过的安装孔，所述第一端头向内穿出所述安装孔的部分设有与壳体的内侧挡止配合的大径结构。
所述第二端头对应于壳体俯仰转动方向的后方设置，对应的所述第二绳索连接结构包括设置在壳体与所述第二端头之间的用于调整绳索长度的绳长调整机构。
所述第二绳索连接结构还包括设置在壳体与所述第二端头之间的用于产生预紧拉力的弹性机构。
所述第一绳索连接结构设置在壳体的上部，第二绳索连接结构设置在壳体的下部。
本发明中吊舱的俯仰支架总成采用的技术方案是：吊舱的俯仰支架总成，包括供吊舱的壳体俯仰转动装配的俯仰支架，所述俯仰支架上固设有用于驱动吊舱的壳体俯仰转动的驱动装置，所述驱动装置包括具有用于输出回转运动的动力输出轴的动力装置，还包括用于设置在所述动力输出轴与所述壳体之间以在所述动力输出轴的驱动下驱动壳体产生俯仰转动的传动机构。
所述传动机构包括与所述动力输出轴传动连接的驱动轮，所述驱动轮上以小于180度的包角绕设有与驱动轮固定连接的绳索，所述绳索具有设置在所述驱动轮径向两侧的用于与壳体上的第一、第二绳索连接结构分别传动连接的第一端头和第二端头。
所述绳索包括第一绳索和第二绳索，所述驱动轮包括与第一绳索和第二绳索分别对应的第一轮槽和第二轮槽，第一绳索和第二绳索的一端端头与驱动轮固定连接且该端端部包绕驱动轮一段长度，另一端用于与对应的所述绳索连接结构传动连接。
本发明采用上述技术方案，用于驱动壳体俯仰转动的驱动装置包括具有用于输出回转运动的动力输出轴的动力装置，所述动力装置固定装配在所述俯仰支架上，所述驱动装置还包括设置在所述动力输出轴与所述壳体之间的用于在所述动力输出轴的驱动下驱动壳体产生俯仰转动的传动机构，因此，壳体能够通过动力装置和传动机构相对于俯仰支架俯仰转动，而动力装置和传动机构设置在壳体外部，从而能够为壳体内的传感器提供更大的容纳空间，便于内部零部件的设置。同时，俯仰电机设置到壳体外部也能够避免对壳体内温度、电磁场产生干扰，避免影响内部传感器等仪器的稳定性。
附图说明
图1是本发明中具有俯仰功能的吊舱的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中俯仰电机与驱动轮的结构示意图；
图3是图1中第一钢丝绳组件与吊舱球体的连接结构示意图（图1部分结构的左视图）；
图4是图1中第二钢丝绳组件与吊舱球体的连接结构示意图。
图中各附图标记对应的名称为：1-俯仰支架，2-电机底座，3-壳体，4-俯仰电机，5-动力输出轴，6-驱动轮，7-电机保护套筒，8-绳索保护套筒，9-第一绳索，10-安装孔，11-大径结构，12-第二绳索，13-连接件，14-螺旋拉伸弹簧，15-长度调整件。
具体实施方式
本发明中具有俯仰功能的吊舱的一个实施例如图1~图4所示，是一种机载光电吊舱，用于装备某型号的红外夜视仪等光电传感器。机载吊舱包括俯仰支架总成、用于安装光电传感器的壳体3和驱动壳体3俯仰转动的驱动装置，其中俯仰支架总成包括供壳体3俯仰转动装配的俯仰支架1。
驱动装置包括俯仰电机4、驱动轮6、第一绳索9和第二绳索12。俯仰电机4固定装配在俯仰支架1后部的电机底座2上，具有用于输出回转运动的动力输出轴5，构成动力装置；驱动轮6止旋装配在动力输出轴5上，与动力输出轴5传动连接。驱动轮6上设有两道轮槽，分别是与第一绳索9对应的第一轮槽和与第二绳索12对应的第二轮槽。第一绳索9和第二绳索12均为钢丝绳，两者的一端的端头通过相应的固定件固定在对应的轮槽内且该端端部与驱动轮6有一定长度的包绕，另一端分别形成第一端头和第二端头并分别设置在驱动轮6径向两侧，整体与驱动轮6形成小于180度的包角的绕设结构。第一绳索9和第二绳索12均与驱动轮6包绕一段长度，能够避免驱动轮6朝某侧转动时绳索在固定处反折，保证绳索的平顺和连接可靠性。电机底座2上还固定有电机保护套筒7和绳索保护套筒8，能够分别对俯仰电机4以及驱动轮6、第一绳索9和第二绳索12进行保护，提高可靠性，并能够改善飞行中的流体影响。
壳体3水平方向的两侧分别与俯仰支架1的对应连接臂转动配合，壳体3的前侧上部设有第一绳索连接结构，后侧下部设有第二绳索连接结构。如图3所示，第一绳索连接结构为设置在壳体3上的供所述第一端头穿过的安装孔10，该安装孔10为轴向与壳体3径向具有夹角的阶梯孔，第一绳索9的第一端头向内穿出安装孔10的部分通过钎焊的方式焊接有一段圆柱部分，构成与壳体3的内侧挡止配合的大径结构11，实现与壳体3的传动连接。绳索采用穿入安装孔10的形式能够减少对气流的影响。如图4所示，第二绳索连接结构包括固定在壳体3上的连接件13、依次与连接件13连接的螺旋拉伸弹簧14和长度调整件15，其中长度调整件15采用螺纹传动配合的形式，通过螺柱与螺母的相对转动实现轴向相对位置的调整，构成用于调整绳索长度的绳长调整机构，而螺旋拉伸弹簧14构成用于产生预紧拉力的弹性机构。第二绳索12的第二端头固定在长度调整件15的一端，能够在驱动轮6和绳索作用下实现与壳体3之间的钢丝绳长度调整，同时在调整中使螺旋拉伸弹簧14产生消除传动间隙所需的预紧力，从而消除外俯仰电机4顺、逆时针运动时的传动空回现象，保持传动的稳定性。绳索采用第一绳索9和第二绳索12的形式，便于检修，也便于与壳体3前、后侧的分别连接。
吊舱的壳体3需要进行俯仰调整时，控制俯仰电机4正反向转动，即可通过驱动轮6和绳索以类似带传动的方式带动壳体3俯仰转动。电机可以采用步进电机，便于实现数字化控制，保证调整精度。由于动力装置和传动机构设置在壳体3外部，因此可以有效提高外俯仰框架的空间利用率，大幅度提升产品战术技术指标；同时这种驱动形式构成简单，具备良好的运动稳定性和可靠性，成本低，安装、维护方便。
本发明中吊舱的俯仰支架总成的一个实施例即上述具有俯仰功能的吊舱的实施例中的俯仰支架总成，具体结构此处不再详细说明。
在上述实施例中，用于在动力输出轴5的驱动下驱动壳体3产生俯仰转动的传动机构采用的是驱动轮6和绳索，而绳索分为第一绳索9和第二绳索12。在本发明的其他实施例中，传动机构也可以替换为其他形式，例如在动力输出轴5上设置同步带轮，在壳体3上设置同步带轮齿，依靠同步带实现传动，再如在动力输出轴5上设置齿轮，在壳体3上设置弧形的齿条，形成齿轮齿条机构实现传动，还可以在动力输出轴5上设置摩擦轮，与壳体3形成摩擦传动。另外，在其他实施例中，绳索也可以采用一整根绳索，同样可以实现对壳体3的驱动。再者，上述实施例中绳索与壳体3之间的连接结构也可以替换为其他结构，而用于产生预紧拉力的弹性机构和用于调整绳索长度的绳长调整机构也可以省去或者替换为等效结构。
Claims (7)
1.具有俯仰功能的吊舱，包括用于安装传感器的壳体、供壳体俯仰转动装配的俯仰支架和驱动壳体俯仰转动的驱动装置，其特征在于：所述驱动装置包括具有用于输出回转运动的动力输出轴的动力装置，所述动力装置为俯仰电机，定义动力输出轴的轴向延伸方向为左右方向，所述俯仰电机固定装配在所述俯仰支架后部的电机底座上，所述驱动装置还包括设置在所述动力输出轴与所述壳体之间的用于在所述动力输出轴的驱动下驱动壳体产生俯仰转动的传动机构，所述俯仰电机和所述传动机构位于所述壳体的外部，所述传动机构包括与所述动力输出轴传动连接的驱动轮，所述驱动轮上以小于180度的包角绕设有与驱动轮固定连接的绳索，所述绳索具有设置在所述驱动轮径向两侧的第一端头和第二端头，所述壳体上在俯仰转动周向上于驱动轮两侧分别设有第一、第二绳索连接结构，所述第一端头和第二端头分别与对应的第一、第二绳索连接结构传动连接，所述第一绳索连接结构设置在壳体的上部，第二绳索连接结构设置在壳体的下部。
2.根据权利要求1所述的具有俯仰功能的吊舱，其特征在于：所述绳索包括第一绳索和第二绳索，所述驱动轮包括与第一绳索和第二绳索分别对应的第一轮槽和第二轮槽，第一绳索和第二绳索的一端端头与驱动轮固定连接且该端端部包绕驱动轮一段长度，另一端与对应的绳索连接结构传动连接。
3.根据权利要求1或 2所述的具有俯仰功能的吊舱，其特征在于：所述第一端头对应于壳体俯仰转动方向的前方设置，对应的所述第一绳索连接结构为设置在壳体上的供所述第一端头穿过的安装孔，所述第一端头向内穿出所述安装孔的部分设有与壳体的内侧挡止配合的大径结构。
4.根据权利要求1或2所述的具有俯仰功能的吊舱，其特征在于：所述第二端头对应于壳体俯仰转动方向的后方设置，对应的所述第二绳索连接结构包括设置在壳体与所述第二端头之间的用于调整绳索长度的绳长调整机构。
5.根据权利要求4所述的具有俯仰功能的吊舱，其特征在于：所述第二绳索连接结构还包括设置在壳体与所述第二端头之间的用于产生预紧拉力的弹性机构。
6.吊舱的俯仰支架总成，包括供吊舱的壳体俯仰转动装配的俯仰支架，其特征在于：所述俯仰支架上固设有用于驱动吊舱的壳体俯仰转动的驱动装置，所述驱动装置包括具有用于输出回转运动的动力输出轴的动力装置，所述动力装置为俯仰电机，定义动力输出轴的轴向延伸方向为左右方向，所述俯仰电机固定装配在所述俯仰支架后部的电机底座上，还包括用于设置在所述动力输出轴与所述壳体之间以在所述动力输出轴的驱动下驱动壳体产生俯仰转动的传动机构，所述俯仰电机和所述传动机构位于所述壳体的外部，所述传动机构包括与所述动力输出轴传动连接的驱动轮，所述驱动轮上以小于180度的包角绕设有与驱动轮固定连接的绳索，所述绳索具有设置在所述驱动轮径向两侧的第一端头和第二端头，所述壳体上在俯仰转动周向上于驱动轮两侧分别设有第一、第二绳索连接结构，所述第一端头和第二端头分别与对应的第一、第二绳索连接结构传动连接，所述第一绳索连接结构设置在壳体的上部，第二绳索连接结构设置在壳体的下部。
7.根据权利要求6所述的吊舱的俯仰支架总成，其特征在于：所述绳索包括第一绳索和第二绳索，所述驱动轮包括与第一绳索和第二绳索分别对应的第一轮槽和第二轮槽，第一绳索和第二绳索的一端端头与驱动轮固定连接且该端端部包绕驱动轮一段长度，另一端用于与对应的所述绳索连接结构传动连接。
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