CN108120422A - 一种万向机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种万向机构，包括第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第二圆形转动盘、万向头；所述第一旋转电机带动第二旋转电机、第三旋转电机、第二圆形转动盘、万向头整体转动，第二旋转电机带动第三旋转电机、第二圆形转动盘、万向头整体转动、第三旋转电机带动第二圆形转动盘旋转，万向头固定在第二圆形转动盘侧面；第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机的转动轴向相互垂直。本发明实现了飞行器无死角对飞行物进行探测，有效的避免盲区，实现了万向机构真正的万向功能，减少机械结构的应用，便于大量应用自动控制系统，简化了结构，缩小体积和重量，提高了控制精度，方便万向头旋转方向的调节。

Description

一种万向机构

技术领域

本发明涉及一种万向机构。

背景技术

飞行器在发射飞行过程，需使用万向机构测量飞行器方向或其他方向的目标。以达到飞行器飞行的使命，万向机构广泛的应用于某种一次性使用的飞行器中，如飞行器内部的舵机转动机构、目标跟踪机构等，这些万向机构均正确的反映飞行器的飞行转动情况，并根据接收到的信号进行实时调整方向。但这些万向机构设计时通常只能指向飞行器的前方方向，无法对后方的飞行物或左右两侧的飞行物进行探测，不能将后方的其他飞行物反应到相应系统中，另外传统的万向机构使用机械式结构，其设计的体积大、结构复杂、重量大，中间传动环节多，对配合精度要求高，响应特性较低。

1)传统的万向机构只能指向飞行器的前方方向，无法对后方的飞行物或左右两侧的飞行物进行探测，不能将后方或左右两侧的飞行物反应到相应系统中，不能对后方的飞行物进行控测，存在盲区；

2)另外传统的万向机构使用机械式结构，其设计的体积大、结构复杂、重量大，中间传动环节多，对配合精度要求高，响应特性较低；

3)闭环控制系统复杂、可靠性较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种万向机构，该万向机构目的是为飞行器提供真正的万向机构，实现飞行器无死角对飞行物进行探测，有效的避免盲区。减少机械结构的应用，可大量应用自动控制系统，简化结构，缩小体积和重量，提高控制精度，方便万向头旋转方向的调节。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种万向机构，包括第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机、第二圆形转动盘、万向头；所述第一旋转电机带动第二旋转电机、第三旋转电机、第二圆形转动盘、万向头整体转动，第二旋转电机带动第三旋转电机、第二圆形转动盘、万向头整体转动、第三旋转电机带动第二圆形转动盘旋转，万向头固定在第二圆形转动盘侧面；第一旋转电机、第二旋转电机、第三旋转电机的转动轴向相互垂直；万向头的延伸方向所在直线过第二圆形转动盘圆心。

所述第一旋转电机水平固定在第一安装板上，第一旋转电机的输出轴上固定旋转板，旋转板上固定第二旋转电机，第二旋转电机输出轴上固定第一圆形转动盘，第一圆形转动盘上固定第二安装板，第二安装板上固定第三旋转电机，第三旋转电机的输出轴上固定第二圆形转动盘。

所述第一旋转电机的输出轴为第一轴，第一轴上装有第一离合器。

所述第二旋转电机的输出轴为第二轴，第二轴上装有第二离合器。

所述第三旋转电机的输出轴为第三轴，第三轴上装有第三离合器。

所述第二安装板的高度使得第三轴与第一圆形转动盘之间的距离大于第二圆形转动盘的半径。

所述第一离合器、第二离合器、第三离合器上均装有电磁夹紧器。

所述第一安装板和旋转板均为矩形板。

本发明的有益效果在于：实现了飞行器无死角对飞行物进行探测，有效的避免盲区，实现了万向机构真正的万向功能，减少机械结构的应用，便于大量应用自动控制系统，简化了结构，缩小体积和重量，提高了控制精度，方便万向头旋转方向的调节。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-第一旋转电机，2-第一离合器，3-第一轴，4-第一安装板，5-旋转板，6-第二旋转电机，7-第二离合器，8-第二轴，9-第一圆形转动盘，10-第三旋转电机，11-第三离合器，12-第三轴，13-第二圆形转动盘，14-第二安装板，15-万向头。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示的一种万向机构，主要由X向旋转机构、Y向旋转机构、Z向旋转机构、万向头及控制系统组成。其中X向旋转机构主要由第一旋转电机1、第一离合器2、电磁夹紧器、第一轴3、第一安装板4及旋转板5组成，Y向旋转机构主要由第二旋转电机6、第二离合器7、电磁夹紧器、第二轴8及第一圆形转动盘9组成，Z向旋转机构主要由第三旋转电机10、第三离合器11、电磁夹紧器、第三轴12、第二圆形转动盘13及第二安装板14组成。X向旋转机构的第一旋转电机1安装在第一安装板4上，通过第一离合器2、电磁夹紧器及第一轴3与旋转板5连接。Y向旋转机构的第二旋转电机6安装在旋转板5上，通过第二离合器7、电磁夹紧器及第二轴8与第一圆形转动盘9连接。Y向旋转机构的第二安装板14与第一圆形转动盘9相连，第三旋转电机10安装在第二安装板14，第一圆形转动盘9上，通过第三离合器11、电磁夹紧器及第三轴12与第二圆形转动盘13连接。万向头安装固定在转动盘2上。

工作原理为，如图1所示的坐标系中，X向旋转机构中的旋转电机带动旋转板5绕X轴转动任意角度，并用电磁夹紧器进行固定在所需的位置，实现了旋转板5绕X轴任意转动。Y向旋转机构中的旋转电机带动第一圆形转动盘9绕Y轴转动任意角度，并用电磁夹紧器进行固定在所需的位置，实现了第一圆形转动盘9绕Y轴任意转动。Z向旋转机构中的旋转电机带动第二圆形转动盘13绕Z轴转动任意角度，并用电磁夹紧器进行固定在所需的位置，实现了第二圆形转动盘13绕Z轴任意转动。通过绕坐标系中的X、Y、Z轴转动，实现了万向头的方向位置任意调整。与传统的驱动设计相比，在本发明中，旋转机构中的旋转板5或圆形转动盘的转动直接由电机驱动，可采用由数字信号进行闭环控制，减少了中间机械传动环节，避免了机械传动部件带来的传动误差，从而提高了万向头的转动精度、速度及动态响应特性，并且有效地降低转动系统的重量和体积。

由此，本发明：

1)采用电机直接驱动旋转板或圆形转动盘，减少了中间机械传动环节，避免了机械传动部件带来的传动误差，从而提高了万向头的转动精度、速度及动态响应特性；

2)万向头的旋转方向理论上不受限制，可以实现任意方向的调整；

3)便于采用闭环控制系统进行控制，能使用先进的反馈装置，转动精度高，自动化高，通过控制系统操作可试方便调节万向头的旋转方向。

Claims (8)

1.一种万向机构，包括第一旋转电机(1)、第二旋转电机(6)、第三旋转电机(10)、第二圆形转动盘(13)、万向头(15)，其特征在于：所述第一旋转电机(1)带动第二旋转电机(6)、第三旋转电机(10)、第二圆形转动盘(13)、万向头(15)整体转动，第二旋转电机(6)带动第三旋转电机(10)、第二圆形转动盘(13)、万向头(15)整体转动、第三旋转电机(10)带动第二圆形转动盘(13)旋转，万向头(15)固定在第二圆形转动盘(13)侧面；第一旋转电机(1)、第二旋转电机(6)、第三旋转电机(10)的转动轴向相互垂直；万向头(15)的延伸方向所在直线过第二圆形转动盘(13)圆心。

2.如权利要求1所述的万向机构，其特征在于：所述第一旋转电机(1)水平固定在第一安装板(4)上，第一旋转电机(1)的输出轴上固定旋转板(5)，旋转板(5)上固定第二旋转电机(6)，第二旋转电机(6)输出轴上固定第一圆形转动盘(9)，第一圆形转动盘(9)上固定第二安装板(14)，第二安装板(14)上固定第三旋转电机(10)，第三旋转电机(10)的输出轴上固定第二圆形转动盘(13)。

3.如权利要求1所述的万向机构，其特征在于：所述第一旋转电机(1)的输出轴为第一轴(3)，第一轴(3)上装有第一离合器(2)。

4.如权利要求1所述的万向机构，其特征在于：所述第二旋转电机(6)的输出轴为第二轴(8)，第二轴(8)上装有第二离合器(7)。

5.如权利要求1所述的万向机构，其特征在于：所述第三旋转电机(10)的输出轴为第三轴(12)，第三轴(12)上装有第三离合器(11)。

6.如权利要求2所述的万向机构，其特征在于：所述第二安装板(14)的高度使得第三轴(12)与第一圆形转动盘(9)之间的距离大于第二圆形转动盘(13)的半径。

7.如权利要求3、4或5所述的万向机构，其特征在于：所述第一离合器(2)、第二离合器(7)、第三离合器(11)上均装有电磁夹紧器。

8.如权利要求2所述的万向机构，其特征在于：所述第一安装板(4)和旋转板(5)均为矩形板。