CN105136141A - 液浮式单轴稳定平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液浮式单轴稳定平台，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒和用于为内筒提供悬浮状态的外筒，内筒上开设有用于将外筒内液体泵入内筒中力矩受感器的进液口；外筒的一端封闭另一端为敞口，其内充满液体，外筒绕其轴线转动；内筒伸入外筒的敞口端内，并在外筒内绕其轴线转动，内筒与编码器连接。该装置可以有效实现液浮式稳定平台的单轴稳定。

Description

液浮式单轴稳定平台
技术领域
本发明涉及飞行器惯性导航技术领域，特别的涉及一种液浮式单轴稳定平台。
背景技术
惯性导航系统是导弹、卫星、飞机等飞行器的惯性导航器件，其主要作用是测量飞行器的位置、速度、姿态等信息。多年来，为了提高导弹、卫星等飞行器的导航精度，航天领域科技工作者不断提高惯性导航系统的精度。惯导平台作为惯性导航系统的关键部件，其性能的好坏直接关系到惯性导航系统的精度。液浮式稳定平台是新型的惯导平台。
现有技术中缺乏利用液体流动实现单轴稳定的稳定性测试平台。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液浮式单轴稳定平台，本发明主要解决了现有技术红中缺乏在液体中能实现单轴稳定的稳定平台的技术问题。
本发明提供一种液浮式单轴稳定平台，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒和用于为内筒提供悬浮状态的外筒，内筒上开设有用于将外筒内液体泵入内筒中力矩受感器的进液口；外筒的一端封闭另一端为敞口，其内充满液体，外筒绕其轴线转动；内筒伸入外筒的敞口端内，并在外筒内绕其轴线转动，内筒顶面上的内筒转动轴与编码器连接。
进一步地，力矩受感器为力矩器。
进一步地，还包括用于将外筒中的液体泵入力矩器内的泵，泵安装于内筒的底面上。
进一步地，还包括用于安装泵的泵支座，泵支座安装于内筒内。
进一步地，还包括用于驱动外筒转动的外筒电机，外筒电机的输出轴与安装于外筒底面上的外筒驱动轴相连接。
进一步地，还包括第一支撑板、第二支撑板和多根用于将第一支撑板支撑于第二支撑板上的第一支撑杆，内筒的转动轴转动安装于第一支撑板内，外筒底面上的外筒驱动轴转动安装于第二支撑板内；第一支撑杆的一端固定连接于第一支撑板上，另一端固定连接于第二支撑板上。
进一步地，还包括第三支撑板和多根第二支撑杆，用于驱动外筒的外筒电机安装于第三支撑板上；第二支撑杆的一端固定于第二支撑板上，另一端固定于第三支撑板上。
进一步地，还包括内筒轴座，内筒转动轴转动安装于内筒轴座内，内筒轴座安装于第一支撑板内。
进一步地，还包括外筒轴座，外筒轴座固定安装于第二支撑板内，外筒驱动轴转动安装于外筒轴座中。
本发明的优点：
本发明提供的液浮式单轴稳定平台通过利用内筒和外筒之间充满液体情况下，通过液体摩擦力带动内筒转动。内筒转动的情况通过编码器测量后，控制系统控制内筒力矩器电机的转动，产生控制力矩，从而控制内筒在外筒转动时，保持稳定，实现内筒单轴悬浮稳定的目的。
参考根据本发明的液浮式单轴稳定平台的各种实施例的如下描述将使得本发明的上述和其他方面显而易见。
附图说明
现在将参考附图更详细地解释本发明，其中：
图1是本发明的优选实施例的液浮式单轴稳定平台主视示意图；
图2是图1的剖视的示意图；
图3是本发明的优选实施例的外筒立体的示意图；
图4是本发明的优选实施例的内筒主视局部剖视示意图；
图5是图4的俯视示意图。
图例说明：
100、编码器支座；210、第一支撑板；211、第一支撑杆；220、第二支撑板；221、第二支撑杆；230、第三支撑板；310、内筒轴座；311、内筒；312、力矩器；313、泵支座；314、内筒连接板；321、外筒；320、外筒轴座；323、外筒电机；324、外筒驱动轴。
具体实施方式
本发明提供了一种可在液浮状态下实现单轴稳定的稳定平台。液浮状态是指物体悬浮于液体中时的状态。
参见图1，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒311和用于为内筒311提供悬浮状态的外筒321，内筒311上开设有用于将外筒321内液体泵入内筒311中力矩受感器的进液口；外筒321的一端封闭另一端为敞口，其内充满液体，外筒321绕其轴线转动；内筒311伸入外筒321的敞口端内，并在外筒321内绕其轴线转动，内筒311与编码器连接。通过在外筒321内注入液体后，将内筒311伸入外筒321中，内筒311的外壁与外筒321内的液体相接触。从而使得外筒321转动时，带动液体运动时，进一步可带动内筒311转动。通过可测试内筒311运动状态的编码器，测试液体运动的情况。同时实现内筒311的单轴稳定。该装置结构简单，稳定性高，适用于液浮状态下的单轴稳定平台测试实用。显然的，外筒321内的液体可以通过常规方法流入内筒311内的力矩受感器中。例如管道泵送的等手段。
参见图2，优选的，力矩受感器为可以测试内筒311在转动过程中所受到力矩大小的装置，例如力矩器312等均可。优选为力矩器312。该装置测试结果稳定可靠。有利于提高测量精度。泵可以安装于内筒311内任意处。优选的，为了提高内筒311内空间利用度。内筒311底面上安装有可用于固定泵的泵支座313。泵安装于泵支座313上。
该稳定平台包括外筒321和伸入外筒321敞口端内的内筒311。内筒311与外筒321的侧壁相互间隔设置。内筒311的底面与外筒321的底面间隔设置。内筒311可在外筒321内绕内筒311轴线自由旋转。外筒321也可绕其轴线转动。内筒311的顶面上设有可安装编码器的编码器支座100。编码器用于采集内筒311的转动角度的一系列信号。
优选的，参见图2，内筒311内安装有力矩器312，内筒311底面上安装有可用于固定泵的泵支座313。内筒311底面上开有进液口，其内设有管路，从而将外筒321内的液体由泵输送入内筒311内的力矩器312中。安装于内筒311中的泵可以将外筒321中容纳的液体，泵入力矩器312中，使其能正常工作。内筒311顶面上安装有转动轴，转动轴与编码器连接。从而使得内筒311的转动可以受到编码器的驱动和检测。
参见图3，外筒321底面封闭，顶面为敞口，外筒321通过与其底面相连接的外筒驱动轴324带动旋转。外筒驱动轴324的轴线与外筒321的轴线相重合。参见图1或2，外筒321底面上的外筒驱动轴324与外筒电机323的输出轴相连接。外筒321在外筒电机323的驱动下沿其自身轴线旋转。
参见图4～5，内筒311顶面上设有内筒连接板314。用于增强内筒311的形状稳定性。防止其在使用过程中变形。优选的，为了减轻整体重量，内筒连接板314为设有6根肋条的镂空板。以增加设备的轻便性能。显然的，内筒311和外筒321均需得到稳定的支撑，同时二者的转动在支撑的同时，不应受到限制。因而在实现对内筒311和外筒321支撑时，仅需对其二者的轴仅需支撑即可，需避免对二者侧壁和顶、底面的运动限制。
参见图1～2，为了便于固定该稳定平台，还包括第一支撑板210、第二支撑板220和第一支撑杆211。第一支撑板210和第二支撑板220间隔设置。套装有内筒311的外筒321容纳与第一支撑板210与第二支撑板220之间。第一支撑板210的四周安装多根第一支撑杆211。第一支撑杆211的一端固定连接于第一支撑板210的四周，另一端固定连接于第二支撑板220的四周。各支撑杆和支撑板之间通过螺母固定。内筒311顶面上安装的编码器支座100伸出第一支撑板210外。编码器支座100的底面安装于第一支撑板210的顶面上。内筒311的驱动轴活动设置于第一支撑板210中。可以通过设置轴座等方式实现二者的活动连接。外筒321底面上的转动轴安装于外筒轴座320内。外筒轴座320安装于第二支撑板220上。外筒321的转动轴活动安装于第二支撑板220中。从而将外筒321支撑住的同时，不对外筒321的主动产生限制。这种安装方式可以为常规方式。
优选的，内筒311的转动轴安装于内筒轴座310内。内筒轴座310安装于第一支撑板210内。
优选的，还包括第二支撑杆221和第三支撑板230。第二支撑杆221的一端安装于第二支撑板220的四周，第二支撑杆221的另一端安装于第三支撑板230上。外筒电机323安装于第二支撑板220和第三支撑板230之间的空间中。从而实现了对外筒电机323的保护。
使用时，外筒321内装满液体，泵通过联通内筒311和外筒321的管路(图中未示出)，将外筒321内的液体源源不断的送入两个力矩器312中。
之后外筒电机323开启，外筒321随外筒电机323旋转并带动其中的液体转动。由于外筒321内的液体与内筒311的外壁相接触，外筒321内的液体的运动。液体运动后，液体对内筒311外壁产生摩擦力，从而带动内筒311转动；内筒311转动时，与之相连的编码器可对转动刚才中内筒311转动的角度进行测量并记录。编码器将所收集到的内筒311转动角度的一系列参数，通过控制装置处理后，根据某一时刻编码器敏感到的内筒311转动的角度，控制装置给控制力矩器312的电机发出转动角度指令。该电机接到指令后，利用流体的反作用力，对内筒311产生控制力矩，控制内筒311的转动，从而使得内筒311在外筒321转动的情况下，仍然能保持稳定。
本发明提供的稳定平台可以用于单轴状态下的浮式稳定平台稳定，以获取浮式稳定平台的悬浮稳定特性。
本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。
通过对附图，说明书和权利要求书的研究，在实施本发明时本领域技术人员可以理解和实现所公开的实施例的变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他步骤或元素，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。在彼此不同的从属权利要求中引用的某些措施的事实不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求书中的任何参考标记不构成对本发明的范围的限制。

Claims (9)

1.一种液浮式单轴稳定平台，其特征在于，包括用于获取悬浮状态下液体转动角的内筒(311)和用于为所述内筒(311)提供悬浮状态的外筒(321)，所述内筒(311)上开设有用于将所述外筒(321)内液体泵入所述内筒(311)中力矩受感器的进液口；
所述外筒(321)的一端封闭另一端为敞口，其内充满所述液体，所述外筒(321)绕其轴线转动；
所述内筒(311)伸入所述外筒(321)的所述敞口端内，并在所述外筒(321)内绕其轴线转动，所述内筒(311)顶面上的内筒转动轴与编码器连接。
2.根据权利要求1所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，所述力矩受感器为力矩器(312)。
3.根据权利要求2所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括用于将所述外筒(321)中的液体泵入所述力矩器(312)内的泵，所述泵安装于所述内筒(311)的底面上。
4.根据权利要求3所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括用于安装所述泵的泵支座(313)，所述泵支座(313)安装于所述内筒(311)内。
5.根据权利要求2所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括用于驱动所述外筒(321)转动的外筒电机(323)，所述外筒电机(323)的输出轴与安装于所述外筒(321)底面上的外筒驱动轴(324)相连接。
6.根据权利要求1～5中任一项中所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括第一支撑板(210)、第二支撑板(220)和多根用于将所述第一支撑板(210)支撑于所述第二支撑板(220)上的第一支撑杆(211)，所述内筒(311)的转动轴转动安装于所述第一支撑板(210)内，所述外筒(321)底面上的外筒驱动轴(324)转动安装于所述第二支撑板(220)内；
所述第一支撑杆(211)的一端固定连接于所述第一支撑板(210)上，另一端固定连接于所述第二支撑板(220)上。
7.根据权利要求6所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括第三支撑板(230)和多根第二支撑杆(221)，用于驱动所述外筒(321)的外筒电机(323)安装于所述第三支撑板(230)上；
所述第二支撑杆(221)的一端固定于所述第二支撑板(220)上，另一端固定于所述第三支撑板(230)上。
8.根据权利要求6所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括内筒轴座(310)，所述内筒转动轴转动安装于所述内筒轴座(310)内，所述内筒轴座(310)安装于所述第一支撑板(210)内。
9.根据权利要求6所述的液浮式单轴稳定平台，其特征在于，还包括外筒轴座(320)，所述外筒轴座(320)固定安装于所述第二支撑板(220)内，所述外筒驱动轴(324)转动安装于所述外筒轴座(320)中。
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