CN105466425B - 一种球形惯性稳定平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形惯性稳定平台，包括球形台体、球形内框架、球形外框架、球形随动框架和球形基座，以及与球形外表面共面的轴端，各框架件通过轴端连接并能绕轴进行自由转动。该惯性稳定平台可以提供更大的安装容积，并有效降低平台占用的回转体积，提高平台的空间利用率，而且封闭球形结构可以有效减小外界环境对惯性仪表恒温性的影响，优化了仪表的工作环境，提高了抗干扰能力。

Description

一种球形惯性稳定平台

技术领域

本发明涉及机械结构设计领域，特别涉及一种球形惯性稳定平台，用于航空航天中对惯性导航精度要求较高的设备或飞行器。

背景技术

陀螺稳定平台的主要作用是在弹(箭)内按给定的技术指标，建立一个与弹(箭)的角运动无关的导航坐标系，为加速度的测量和姿态角的测量提供必要的坐标基准。传统平台结构采用环形框架和矩形台体，框架的轴端连接处放置电机和角度/角速度测量电路等，由于容纳体积及环形结构限制，因此轴端设计为外凸起结构，为了使各框架自由旋转，则需要加大框架尺寸，因此会占用较大的回转空间，体积较大，无法满足目前轻小型化的平台发展趋势；同时平台结构采用开放式环架，受外界温度环境影响较大，容易影响惯性仪表的恒温性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种球形惯性稳定平台，该平台的内框架、外框架、随动框架采用中空的球形结构，并通过与球形结构共面的球冠状的轴端进行连接，既可以提供更大的安装容积，又可以降低平台占用的回转体积，提高平台的空间利用率，而且该闭合的球形结构可以有效降低外界环境对惯性仪表恒温性的影响。

本发明通过以下方案实现上述目的：

一种球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、基座和轴端，其特征在于：内框架、外框架、随动框架和基座为球形壳体，所述四个球形壳体的中心重合且由内到外的嵌套顺序为内框架、外框架、随动框架和基座；每相邻两个球形壳体之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形壳体绕所述连接轴端的转轴转动；台体位于内框架内部且通过两个轴端与内框架连接，且台体绕所述连接轴端的转轴转动；基座与外部载体固定连接；其中，台体、内框架、外框架和随动框架转动的中心轴彼此正交。

在上述的球形惯性稳定平台中，连接台体和内框架的两个轴端与内框架的球形壳体外表面共面；连接内框架和外框架的两个轴端与外框架的球形壳体外表面共面；连接外框架和随动框架的两个轴端与随动框架的球形壳体外表面共面；连接随动框架和基座的两个轴端与基座的球形壳体外表面共面；所述8个轴端为球冠状轴端。

在上述的的球形惯性稳定平台中，内框架、外框架、随动框架为双蒙皮夹筋球形结构，所述双蒙皮夹筋球形结构包括内外两层蒙皮，所述两层蒙皮之间通过加强筋连接。

在上述的球形惯性稳定平台中，台体为球形壳体，惯性仪表和电路板安装所述球形壳体的腔体内。

在上述的球形惯性稳定平台中，惯性仪表和电路板安装在台体内腔的不同区域上。

上述的球形惯性稳定平台，基座为单层球壳结构，且所述球壳上设置有加强筋。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)、本发明将惯性稳定平台设计为球形，由于球面结构相对于传统的环形结构，其刚强度较好，即在同一外力作用下，球面结构的变形量小于环形结构，因此该球形惯性稳定平台的稳定性更高；

(2)、本发明的球形惯性稳定平台，具有更大的容积用于安装电路和惯性仪表，不会占有轴端的安装空间，因此轴端设计为与球面共面的球冠状，相对于现有的外凸式轴端，可以有效降低平台回转体积，提高了空间利用率，符合目前轻小型化平台发展趋势；

(3)、本发明采用的封闭球形结构，和传统的开放环架结构相比，可以降低外界信号对惯性仪表的干扰，并有利于确保仪表的恒温性。

附图说明

图1为本发明的一种球形惯性稳定平台的结构示意图；

图2为将图1旋转90度后的惯性稳定平台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

如图1和图2所示的惯性稳定平台结构，球形惯性稳定平台包括台体1、内框架2、外框架3、随动框架4、基座5和8个轴端，其中：台体1通过第一轴端71和第二轴端72与内框架2连接，这两个轴端的中心连线与台体中心轴共轴，台体1能够绕所述中心轴进行360°自由旋转；内框架2通过第三轴端73和第四轴端74与外框架3连接，这两个轴端的中心连线与内框架中心轴共轴，内框架2能够绕所述中心轴进行360旋转；外框架3通过第五轴端75和第六轴端76与随动框架4连接，这两个轴端的中心连线与外框架中心轴共轴，外框架3能够绕所述中心轴进行360旋转；随动框架4通过第七轴端77和第八轴端78与基座5连接，所述两个轴端的中心连线与随动框架4中心轴共轴，随动框架4能够绕所述中心轴进行360旋转；基座与外部载体固定连接。各框架以及基座的旋转轴彼此正交。

本发明提供的球形惯性稳定平台与传统环状惯性稳定平台的区别在于：在本发明的球形惯性稳定平台中，内框架2、外框架3、随动框架4为双蒙皮夹筋的球形壳体，且这些球形壳体的的中心重合；台体1在内框架2的球形空间内绕中心轴自由旋转；内框架2在外框架3的球形空间内绕中心轴自由旋转；外框架3在随动框架4的球形空间内绕中心轴自由旋转；随动框架4在基座5的球形空间内绕中心轴自由旋转。其中，内框架2、外框架3、随动框架4的双蒙皮球形结构包括内外两层蒙皮，这两层蒙皮之间通过加强筋连接，蒙皮间的空间可以用于安装电路板和风扇等。在传统环状惯性稳定平台中，这些电路和器件都是安装在环形框架上，占用平台回转空间，从而增大了平台回转体积。而本发明可以在双蒙皮之间安装电路板及风扇等，大大增大了惯性稳定平台的安装容积。

在本发明中，基座5为单层球形壳体，且所述球形壳体表面上设置有加强筋。该球形壳体的内表面上安装电路板。而且台体1设计为球体结构，其中，惯性仪表和电路板安装所述球体腔体内，可以扩大台体内的安装容积，从而提高整个平台的空间利用率。而且在该安装空间内可以将惯性仪表和电路板分区安装，从而降低仪表和电路间的热传导和电磁干扰。

在本发明中，轴端设计为与球形结构共面的球冠状结构。其中，第一轴端71和第二轴端72为与内框架外表共面的球冠状轴端；第三轴端73和第四轴端74为与外框架外表共面的球冠状轴端；第五轴端75和第六轴端76为与随动框架外表共面的球冠状轴端；第五轴端75和第六轴端76为与随动框架外表共面的球冠状轴端；第七轴端77和第八轴端78与基座固定连接。这种共面结构可以有效降低惯性稳定平台的回转体积

以上所述，仅为本发明一个具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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的公知技术。

Claims (6)

1.一种球形惯性稳定平台，包括台体(1)、内框架(2)、外框架(3)、随动框架(4)、基座(5)和轴端，其特征在于：内框架(2)、外框架(3)、随动框架(4)和基座(5)为球形壳体，所述球形壳体的中心重合且由内到外的嵌套顺序为内框架(2)、外框架(3)、随动框架(4)和基座(5)；每相邻两个球形壳体之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形壳体绕所述连接轴端的转轴转动；台体(1)位于内框架(2)内部且通过两个轴端与内框架(2)连接，台体(1)绕所述连接轴端的转轴转动；基座(5)与外部载体固定连接；其中，台体(1)、内框架(2)、外框架(3)和随动框架(4)转动的中心轴彼此正交。

2.根据权利要求1所述的一种球形惯性稳定平台，其特征在于：连接台体(1)和内框架(2)的两个轴端与内框架(2)的球形壳体外表面共面；连接内框架(2)和外框架(3)的两个轴端与外框架(3)的球形壳体外表面共面；连接外框架(3)和随动框架(4)的两个轴端与随动框架(4)的球形壳体外表面共面；连接随动框架(4)和基座(5)的两个轴端与基座(5)的球形壳体外表面共面；所述轴端为球冠状轴端。

3.根据权利要求1所述的一种球形惯性稳定平台，其特征在于：内框架(2)、外框架(3)、随动框架(4)为双蒙皮夹筋球形结构，所述双蒙皮夹筋球形结构包括内外两层蒙皮，所述两层蒙皮之间通过加强筋连接。

4.根据权利要求1所述的一种球形惯性稳定平台，其特征在于：台体(1)为球形壳体，惯性仪表和电路板安装所述球形壳体的腔体内。

5.根据权利要求4所述的一种球形惯性稳定平台，其特征在于：惯性仪表和电路板安装在台体内腔的不同区域上。

6.根据权利要求1所述的一种球形惯性稳定平台，其特征在于：基座(5)为单层球壳结构，且所述球壳上设置有加强筋。