CN106594073A - 一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构 - Google Patents

一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构 Download PDF

Info

Publication number
CN106594073A
CN106594073A CN201710004810.8A CN201710004810A CN106594073A CN 106594073 A CN106594073 A CN 106594073A CN 201710004810 A CN201710004810 A CN 201710004810A CN 106594073 A CN106594073 A CN 106594073A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
stabilizing mechanism
magnetic
pitch
magnetic bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710004810.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张进
陈冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Environmental Features
Original Assignee
Beijing Institute of Environmental Features
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Environmental Features filed Critical Beijing Institute of Environmental Features
Priority to CN201710004810.8A priority Critical patent/CN106594073A/zh
Publication of CN106594073A publication Critical patent/CN106594073A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C32/00—Bearings not otherwise provided for
    • F16C32/04—Bearings not otherwise provided for using magnetic or electric supporting means
    • F16C32/0406—Magnetic bearings

Abstract

本发明公开了一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构，包括底座、设置于底座上方的方位轴承、设置于方位轴承上方的俯仰轴承、安装在方位轴承的方位轴、安装在俯仰轴承的俯仰轴，所述俯仰轴上设置有磁悬浮轴承。本发明利用磁轴承无摩擦、高精度、高动态响应等优点，使磁轴承在小范围内实现支撑对象的运动控制，从而扩大稳定平台的稳定工作范围，消除机械运动引起的观测盲区。同时利用磁轴承系统固有的隔振特性，有效提高测量精度，从而提高稳定控制精度。

Description

一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构
技术领域
本发明涉及惯性稳定控制技术领域，尤其涉及一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构。
背景技术
稳定平台是空基、车载、船载光电系统的重要组成部分，现有的两轴稳定平台均采用传统的机械轴承。机械轴承支撑的两轴稳定平台缺乏有效的主动抑制振动手段，机械摩擦直接影响视轴的稳定与指向的控制精度。
显然，亟需一种新的两轴稳定机构解决以上问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构，利用磁轴承无摩擦、高精度、高动态响应等优点，使磁轴承在小范围内实现支撑对象的运动控制，即形成框架微运动，从而扩大稳定平台的稳定工作范围，消除机械运动引起的观测盲区。同时利用磁轴承系统固有的隔振特性，有效提高测量精度，从而提高稳定控制精度。
本发明提供一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构，包括底座、设置于底座上方的方位轴承、设置于方位轴承上方的俯仰轴承、安装在方位轴承的方位轴、安装在俯仰轴承的俯仰轴；所述俯仰轴上设置有磁悬浮轴承。
优选地，所述稳定机构还包括：设置于底座上方、俯仰轴下方的U型架。
优选地，所述稳定机构还包括：固定安装在俯仰轴上的磁轴承安装架，所述磁悬浮轴承固定在磁轴承安装架上。
优选地，所述磁悬浮轴承的转轴与所述俯仰轴垂直。
优选地，所述磁悬浮轴承为环状。
优选地，所述磁悬浮轴承包括：控制器、传感器、定子及转子。
优选地，所述定子与所述转子之间存在气隙。
优选地，所述稳定机构还包括：驱动系统、伺服控制系统及惯性测量系统。
优选地，所述俯仰轴与所述方位轴垂直。
优选地，所述方位轴与所述底座底面垂直。
由以上技术方案可知，本发明将磁轴承与两轴稳定平台相结合，可有效提高两自由度稳定平台高分辨率实时成像的精度。
附图说明
图1是本发明实施例的基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构示意图。
附图标记说明：
1.底座 2.方位轴 3.方位轴承 4.U型架 5.俯仰轴承 6.俯仰轴 7.磁轴承安装架8.磁悬浮轴承 9.气隙
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
本发明的发明人考虑到，现有的两轴稳定平台普遍采用的机械轴承缺乏有效的主动抑制振动手段，机械摩擦将直接影响视轴的稳定与指向的控制精度。有鉴于此，本发明的发明人想到将磁悬浮轴承与两轴稳定平台结合，利用磁轴承无摩擦、高精度、高动态响应等优点，使磁轴承在小范围内实现支撑对象的运动控制，从而扩大稳定平台的稳定工作范围，消除机械运动引起的观测盲区。同时利用磁轴承系统固有的隔振特性，有效提高测量精度，从而提高稳定控制精度。
下面结合附图详细说明本发明的技术方案。
图1示出了本发明的基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构，参见图1，粗精两级两轴稳定机构包括：底座1、方位轴承3、俯仰轴承5、方位轴2、俯仰轴6及磁悬浮轴承8。
具体而言，方位轴承3设置在底座1上方，方位轴承3内安装有方位轴2。俯仰轴承5设置于方位轴承3上方，俯仰轴承5内安装有俯仰轴6。方位轴2与底座1底面垂直，俯仰轴6与方位轴2垂直。上述方位轴承3、俯仰轴承5均为机械轴承，上述部件构成了本发明的粗级稳定部分。
特别地，上述俯仰轴6上固定设置有磁悬浮轴承8，磁悬浮轴承8可随俯仰轴6进行俯仰运动。在本发明优选实施例中，磁悬浮轴承8为一体化环状轴承，其转轴与上述俯仰轴6垂直。磁悬浮轴承8为本发明的精级稳定部分。
通过上述设置，本发明实现了粗、精两级控制执行机构，其中的磁轴承系统既有支承作用，又具有框架运动功能，可为观测载荷提供微动姿控与精密控制。本发明利用磁轴承的微动框架效应扩大平台的稳定工作范围，消除了机械动力学约束引起的观测盲区，解决了现有的两轴稳定跟踪平台的奇异控制问题。
较佳地，粗精两级两轴稳定机构在俯仰轴6上固定安装磁悬浮安装架7，用于固定磁悬浮轴承8。
作为一个优选方案，本发明在底座1上方、俯仰轴6下方设置U型架4作为结构支承。
在本发明优选实施例中，上述磁悬浮轴承8包括控制器、传感器、定子及转子。具体地，传感器用于采集轴承运动状态向控制器反馈，控制器用于使磁悬浮轴承稳定悬浮并进行扭转控制，定子与转子之间存在气隙9。
一般地，粗精两级两轴稳定机构还包括对系统方位、俯仰运动进行驱动与闭环控制的驱动系统、伺服控制系统，以及惯性测量系统。
本发明提供的基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构具有以下技术效果：
(1)稳定机构结构简单紧凑，实现了系统结构轻质小型化。
(2)磁轴承与两自由度惯性稳定平台相结合，利用磁轴承的框架微动性能，提出可靠有效的控制策略。
(3)利用磁轴承固有的隔振特性，有效隔离载体高频振动，提高控制精度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构，包括底座、设置于底座上方的方位轴承、设置于方位轴承上方的俯仰轴承、安装在方位轴承的方位轴、安装在俯仰轴承的俯仰轴；其特征在于，
所述俯仰轴上设置有磁悬浮轴承。
2.如权利要求1所述的稳定机构，其特征在于，还包括：设置于底座上方、俯仰轴下方的U型架。
3.如权利要求2所述的稳定机构，其特征在于，还包括：固定安装在俯仰轴上的磁轴承安装架，所述磁悬浮轴承固定在磁轴承安装架上。
4.如权利要求3所述的稳定机构，其特征在于，所述磁悬浮轴承的转轴与所述俯仰轴垂直。
5.如权利要求4所述的稳定机构，其特征在于，所述磁悬浮轴承为环状。
6.如权利要求5所述的稳定机构，其特征在于，所述磁悬浮轴承包括：控制器、传感器、定子及转子。
7.如权利要求6所述的稳定机构，其特征在于，所述定子与所述转子之间存在气隙。
8.如权利要求7所述的稳定机构，其特征在于，还包括：驱动系统、伺服控制系统及惯性测量系统。
9.如权利要求8所述的稳定机构，其特征在于，所述俯仰轴与所述方位轴垂直。
10.如权利要求1-9任一所述的稳定机构，其特征在于，所述方位轴与所述底座底面垂直。
CN201710004810.8A 2017-01-04 2017-01-04 一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构 Pending CN106594073A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710004810.8A CN106594073A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710004810.8A CN106594073A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106594073A true CN106594073A (zh) 2017-04-26

Family

ID=58582791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710004810.8A Pending CN106594073A (zh) 2017-01-04 2017-01-04 一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106594073A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112467384A (zh) * 2020-11-05 2021-03-09 天津航天机电设备研究所 一种具有隔离微振动特性的指向机构
CN115823433A (zh) * 2022-11-03 2023-03-21 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种空间小型高性能二维光电跟踪平台

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070071588A1 (en) * 2004-09-24 2007-03-29 Raytheon Company Method and System for Adjusting a Position of an Object
CN203241493U (zh) * 2013-04-28 2013-10-16 北京航天光华电子技术有限公司 一种动中通卫星天线仿真转台
CN103837126A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 施浒立 以天体位置作为标校基准的三维空间方向角测量装置及方法
CN104199118A (zh) * 2014-09-24 2014-12-10 四川九洲电器集团有限责任公司 搜索和跟踪一体的光电探测系统
CN204188800U (zh) * 2014-09-28 2015-03-04 北京环境特性研究所 带运动补偿的伺服平台
CN104535102A (zh) * 2015-01-15 2015-04-22 北京航空航天大学 一种两轴稳定跟踪平台方位框架机械-电磁锁紧转换装置
CN104638983A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 北京环境特性研究所 一种小型磁悬浮稳定平台
CN104743082A (zh) * 2015-03-24 2015-07-01 武汉华之洋光电系统有限责任公司 一种具有自动除湿功能的舰用光电指向器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070071588A1 (en) * 2004-09-24 2007-03-29 Raytheon Company Method and System for Adjusting a Position of an Object
CN103837126A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 施浒立 以天体位置作为标校基准的三维空间方向角测量装置及方法
CN203241493U (zh) * 2013-04-28 2013-10-16 北京航天光华电子技术有限公司 一种动中通卫星天线仿真转台
CN104638983A (zh) * 2013-11-14 2015-05-20 北京环境特性研究所 一种小型磁悬浮稳定平台
CN104199118A (zh) * 2014-09-24 2014-12-10 四川九洲电器集团有限责任公司 搜索和跟踪一体的光电探测系统
CN204188800U (zh) * 2014-09-28 2015-03-04 北京环境特性研究所 带运动补偿的伺服平台
CN104535102A (zh) * 2015-01-15 2015-04-22 北京航空航天大学 一种两轴稳定跟踪平台方位框架机械-电磁锁紧转换装置
CN104743082A (zh) * 2015-03-24 2015-07-01 武汉华之洋光电系统有限责任公司 一种具有自动除湿功能的舰用光电指向器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112467384A (zh) * 2020-11-05 2021-03-09 天津航天机电设备研究所 一种具有隔离微振动特性的指向机构
CN112467384B (zh) * 2020-11-05 2022-06-17 天津航天机电设备研究所 一种具有隔离微振动特性的指向机构
CN115823433A (zh) * 2022-11-03 2023-03-21 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种空间小型高性能二维光电跟踪平台

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4033541A (en) Torque rejection soft mounted platform
US3703999A (en) Wide band stabilizer
KR101719380B1 (ko) 능동형 진동 차단 및 감쇠 시스템
US20160327847A1 (en) Self-balance tripod head for gyroscope
US4244629A (en) Device for the horizontal stabilization of a vertically supported mass
TWI457193B (zh) Stage device
CN100533243C (zh) 透镜致动装置及图像拾取装置
US20170002975A1 (en) Motor mounting structure in pan-tilt device
US20160327206A1 (en) Mounting structure of electronic speed governor in holder
US4531699A (en) Active vibration isolator
AU2014373639A1 (en) Platform stabilization system
CN106594073A (zh) 一种基于磁轴承的粗精两级两轴稳定机构
US20160348830A1 (en) Stabilized platform for camera
US4315610A (en) Optical image stabilizing system
US20180010730A1 (en) System and method for supporting a compact servo system
US2960302A (en) Flexure gimbal
CN210852954U (zh) 一种四框四轴系光电吊舱减振结构
US20200408274A1 (en) Orthogonally-optimized vibration isolation
US20150061565A1 (en) Method and apparatus for improving gimbal stability
US20230379563A1 (en) Micro gimbal stabilizer (mgs) camera module
CN113494660B (zh) 稳定装置和稳定固定构件的方法
CN103217156A (zh) 一种惯性稳定平台的方位驱动支撑系统结构
JP3651703B2 (ja) 磁気軸受装置
JP2546980B2 (ja) ディスクドライブ装置の組付構造、ディスクドライブ装置及びディスクドライブ装置の組付方法
CN1086625A (zh) 磁盘驱动器伺服系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170426

RJ01 Rejection of invention patent application after publication