CN109466459B - 稳定平台 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种稳定平台及车辆。该稳定平台包括基座、球壳、承载台、多个轨道、多个滑动组件、多个连杆、检测组件和控制器件。基座能固定于一承载面；球壳固定于基座；承载台与球壳滑动贴合，且能沿球壳的任意方向滑动；多个轨道呈环形设于球壳，且均与水平面呈预设夹角；多个滑动组件一一对应地沿各轨道往复滑动；多个连杆一一对应地与各滑动组件连接，且每个连杆与承载台通过万向铰接件连接；检测组件用来检测承载台与水平面的夹角以及球壳的角速度和角加速度；控制器件用来根据夹角、角速度和角加速度独立控制各所述滑动组件沿轨道往复滑动，以使承载台保持水平。该稳定平台可实现平台上负载的动态稳定，且平台的自由度较大。

Description

稳定平台

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及一种稳定平台。

背景技术

在坦克、装甲车等军用车辆上，通常需要安装雷达、摄像机等负载，且要求在车辆的行驶过程中负载须保持动态稳定。通常将负载产品安装在稳定平台上，并将稳定平台与车辆固定连接，借助稳定平台实现负载产品的动态稳定。现有的稳定平台大多通过直杆的伸出或缩回调整平台的水平度，且平台沿直线移动，平台自由度较小，难以适应复杂的路况。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种稳定平台，能保持平台上负载的动态稳定，且平台的自由度较大。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，提供一种稳定平台。该稳定平台包括基座、球壳、承载台、多个轨道、多个滑动组件、多个连杆、检测组件和控制器件。其中：基座能固定于一承载面；球壳固定于所述基座；承载台与所述球壳滑动贴合，且能沿所述球壳的任意方向滑动；多个轨道设于所述球壳，且呈环形分布，每个所述轨道均与水平面呈预设夹角；多个滑动组件一一对应地滑动配合于各所述轨道，且能沿对应的轨道往复滑动；多个连杆一一对应地与各所述滑动组件连接，且每个连杆与所述承载台通过万向铰接件连接；检测组件用来检测所述承载台与水平面的夹角、所述球壳的角速度和角加速度；控制器件用来根据所述夹角、所述角速度和所述角加速度分别独立控制各所述滑动组件沿对应的轨道往复滑动，以使所述承载台保持水平。

在本公开的一种示例性实施例中，所述控制器件包括：

水平检测器件，设于所述承载台，用于检测所述夹角，并生成所述承载台的夹角信号；

角度检测器件，设于所述球壳，用于检测所述角速度和所述角加速度，并生成所述球壳的角速度信号和角加速度信号；

所述控制器件接收所述夹角信号、所述角速度信号和所述角加速度信号，并根据所述夹角信号、所述角速度信号和所述角加速度信号分别独立控制各所述滑动组件沿对应的轨道往复滑动，以使所述承载台保持水平。

在本公开的一种示例性实施例中，所述滑动组件包括驱动装置和底座，所述驱动装置固定连接于所述底座，所述底座上设有滚轮，所述轨道具有凹槽，所述滚轮配合于所述滑槽内，且所述驱动装置能驱动所述滚轮沿所述凹槽往复滑动。

在本公开的一种示例性实施例中，所述底座和所述连杆通过万向铰接件连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述稳定平台还包括：

刹车装置，设于所述驱动装置，在所述角加速度大于预定阈值时，所述控制器控制所述刹车装置将所述驱动装置制停在所述轨道上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述轨道、所述滑动组件和所述连杆数量均为三个，且三个所述轨道绕所述球壳均匀分布。

在本公开的一种示例性实施例中，所述稳定平台还包括多个减震装置，且多个所述减震装置均设于所述基座和所述承载面之间。

在本公开的一种示例性实施例中，所述减震装置包括：

第一连接支架，与所述承载面固定连接；

第二连接支架，与所述第一连接支架正对设置，并固定连接于所述基座，且所述基座和所述承载面之间有预定距离；

减震器，所述减震器连接所述第一连接支架和所述第二连接支架，并平行于所述承载面；

阻尼器，设于所述基座和所述第二连接支架之间，并垂直于所述承载面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述减震装置还包括：

固定架，数量为两个，两个所述固定架穿过所述减震器，并分别与所述第一连接支架和所述第二连接支架连接。

根据本公开的一个方面，提供一种车辆，包括：

车体；

上述任意一项所述的稳定平台，其中所述承载面为所述车体靠近所述稳定平台的表面。

本公开实施方式的稳定平台及车辆，在车辆上下坡或颠簸时，检测组件能检测出承载台与水平面的夹角、球壳的角速度和角加速度，并生成夹角信号、角速度信号和角加速度信号传递给控制器件，控制器件根据夹角信号、角速度信号和角加速度信号控制驱动装置在轨道上滑动，驱动装置带动连杆推动承载台，并保持承载台的水平。该稳定平台能保持平台上负载的动态稳定，且连杆推动承载台沿球壳的球面运动，平台的自由度较大。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本公开实施方式稳定平台的结构示意图。

图2是图1的A部放大图。

图3是图1的B部放大图。

图4是本公开实施方式稳定平台的俯视图。

图5是本公开实施方式控制模块的方框图。

图中：200、承载面；1、基座；2、球壳；3、承载台；4、轨道；40、凹槽；5、滑动组件；51、驱动装置；52、底座；520、滚轮；6、连杆；7、检测组件；70、水平检测器件；71、角度检测器件；8、控制器件；9、万向铰接件；10、刹车装置；11、减震装置；110、第一连接支架；111、第二连接支架；112、减震器；113、阻尼器；114、固定架；12、车体。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“高”“低”“顶”“底”“左”“右”等也作具有类似含义。

当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

本公开实施方式中提供一种稳定平台，该稳定平台可安装于一承载面200，该承载面200可为车辆等运动载体的一表面。

如图1所示，该稳定平台包括基座1、球壳2、承载台3、多个轨道4、多个滑动组件5、多个连杆6、检测组件7和控制器件8。其中，

基座1能固定于承载面200；

球壳2固定于基座1；

承载台3与球壳2滑动贴合，且能沿球壳2的任意方向滑动；

多个轨道4设于球壳2，且呈环形分布，每个轨道4均与水平面呈预设夹角；

多个滑动组件5一一对应地滑动配合于各轨道4，且能沿对应的轨道4往复滑动；

多个连杆6一一对应地与各滑动组件5连接，且每个连杆6与承载台3通过万向铰接件9连接；

检测组件7用来检测承载台3与水平面的夹角、球壳2的角速度和角加速度；

控制器件8与各滑动组件5连接，并根据承载台3与水平面的夹角、球壳2的角速度和角加速度分别独立控制各滑动组件5沿对应的轨道4往复滑动，以使承载台3保持水平。

本公开实施方式的稳定平台，在车辆等运动载体上下坡或颠簸时，检测组件7能检测出承载台3与水平面的夹角、球壳2的角速度和角加速度，并生成夹角信号、角速度信号和角加速度信号传递给控制器件8，控制器件8根据夹角信号、角速度信号和角加速度信号控制驱动装置51在轨道4上滑动，驱动装置51带动连杆6推动承载台3，并保持承载台3的水平。该稳定平台能保持平台上负载的动态稳定，且连杆6推动承载台3沿球壳2的球面运动，平台的自由度较大。

下面结合附图对本公开实施方式提供的稳定平台的各部件进行详细说明：

如图1所示，基座1能固定于一承载面200。承载面200可以为汽车等运动载体顶棚的表面，当然，也可以为其他面，只要能安装基座1并发挥出该稳定平台的功能即可，此处不再一一列举。基座1作为该稳定平台的支撑部件，可以为立方体或圆柱体等任何形状，此处不作特殊限定。基座1固定于承载面200，二者的固定方式可以为焊接、卡接或是螺纹件连接等。

举例而言，基座1可包括圆柱体和底板，圆柱体固定连接于底板，连接方式可以螺纹件连接。底板的面积可大于圆柱体的底面积，并将圆柱体布置在底板的正中位置。在圆柱体上可设有预留孔，并在预留孔中设置线缆，以连接检测组件7和控制器件8；在底板的外边缘也可设有通孔，以连接基座1和减震装置11。

当然，基座1也可以是一体化成型，并在基座1上设有预留孔，以设置连接检测组件7和控制器件8的线缆，预留孔的形状、数量等参数，此处不再详细描述。

如图1所示，球壳2可固定于基座1。球壳2可以为多块弧形板拼接而成，也可以是一体化成型。球壳2的内径须满足后续部件的安装，球壳2的厚度和外径在此不作特殊限定。

在一实施方式中，球壳2靠近基座1连接的位置可以为平面，平面与基座1固定连接，固定方式可以为焊接、卡接或是螺纹件连接，以实现球壳2和基座1的连接。当然，球壳2也可以为完整的球体，此时可在基座1上开设弧形槽，并将球壳2设于弧形槽中，再将球壳2与基座1固定连接。

如图1所示，承载台3可用来安装负载，该负载可以是雷达、摄像机、天线等，并保持负载的动态稳定。承载台3与球壳2可滑动贴合，且能沿球壳2的任意方向滑动。

具体而言，承载台3靠近球壳2的表面可以为弧面，弧面的曲率中心可位于球壳2的球心，使承载台3和球壳2可无间隙贴合，以增加滑动的顺畅性和稳定性。当然，弧面的半径也可大于或小于球壳2的半径，此时承载台3也能和球壳2滑动配合。

在一实施方式中，承载台3可包括底板和顶板。其中，底板可为弧形板，弧形板与球壳2滑动配合；顶板用来承载负载，顶板的表面可以为平面或曲面，此处不作特殊限定。另外，在底板和顶板之间还可设置筋板，筋板沿弧形板均匀分布，并固定连接底板和平板，固定方式可以为焊接，以增加承载台3的强度和刚度。

在本公开的其它实施方式中，承载台3可以为一体化成型，并在承载台3靠近球壳2的表面开有球形凹槽，以使承载台3和球壳2能贴合滑动。

需要注意的是，承载台3与球壳2之间存在磨损，因此承载台3和球壳2可采用耐磨性好的材料制作，举例而言，可以为高锰钢等金属材料，或是氧化铝陶瓷等非金属材料。或者，在承载台3与球壳2之间添加润滑剂或是在球壳2上涂抹耐磨涂料，以减少二者之间的磨损。

如图1所示，轨道4可设于球壳2，呈环形分布，且与水平面呈预设夹角。

举例而言，轨道4可突出球壳2设置，轨道4和球壳2可通过焊接、卡接或粘接等方式连接，也可利用螺钉或螺栓将轨道4和球壳2连接。当然，轨道4也可以是在球壳2上开槽孔，此时，球壳2的厚度须满足开槽要求。轨道4与水平面须呈预设夹角，滑动组件5沿倾斜轨道4滑动，带动连杆6上下移动，以调整承载台3的水平度。夹角的具体数值以方便调整承载台3的水平为准，此处不作特殊要求。

如图2所示，滑动组件5作为该稳定平台的动力装置，可滑动配合于轨道4，且沿轨道4往复滑动。

滑动组件5可包括驱动装置51和底座52。其中，驱动装置51可以为电机或液压机等，驱动装置51固定连接于底座52；底座52可与轨道4滑动配合。在一实施方式中，底座52上可设有滚轮520，轨道4可设有凹槽40，滚轮520配合于滑槽40内，以减小摩擦，驱动装置51能驱动滚轮520沿凹槽40往复滑动。当然，底座52上也可设有凸起，凸起能与凹槽40滑动配合，驱动装置51带动凸起沿凹槽40往复滑动。

如图1所示，连杆6可用来连接滑动组件5和承载台3，在滑动组件5沿轨道4滑动时，连杆6推动承载台3，并使承载台3保持水平。

举例而言，连杆6可以为直杆。连杆6的一端可通过万向铰接件9与承载台3连接，另一端也可通过万向铰接件9与滑动组件5连接，具体而言，连杆6通过万向铰接件9和底座52铰接。此种连接方式可保证在驱动装置51沿轨道4滑动时，承载台3既能绕球壳2移动，也能绕自身中轴线转动，以方便承载台3水平度的调整。

轨道4、滑动组件5和连杆6的数量相等，具体而言，可以为三个，且三个轨道4绕球壳2均匀分布，则三根连杆6与承载台3的连接处绕承载台3彼此呈120°均匀分布，三根连杆6彼此独立动作，能调整承载台3的位姿，并保持承载台3的水平。当然，轨道4、滑动组件5和连杆6的数量也可以为四个或五个，且都绕球壳2均匀分布，此处不再详细描述。

需要注意的是，连杆6也可以为弧形杆，且弧形杆的曲率中心位于球壳2的球心。驱动装置51固定在球壳2上，连杆6一端连接承载台3，另一端穿过驱动装置51设置，并突出预定长度。连杆6与驱动装置51滑动连接，在驱动装置51推出连杆6时，连杆6突出的长度减小；在驱动装置51收回连杆6时，连杆6突出的长度增大。通过至少三根连杆6的联动，可调整承载台3的水平度。显而易见的是，此时可省略轨道4和底座52。

如图5所示，检测组件7能检测出承载台3与水平面的夹角、球壳2的角速度和角加速度，并生成相关信号传递给控制器件8，控制器件8根据相关信号控制驱动装置51在轨道4上滑动，驱动装置51带动连杆6推动承载台3，并保持承载台3的水平。

检测组件7可包括水平检测器件70和角度检测器件71。如图4所示，水平检测器件70可以为水平倾角仪，水平倾角仪可设于承载台3，用于检测承载台3与水平面的夹角，并生成承载台3的夹角信号。角度检测器件71可以为陀螺仪，陀螺仪可设于球壳2，用于检测球壳2的角速度和角加速度，并生成球壳2的角速度信号和角加速度信号。陀螺仪的数量可以为两个，两个陀螺仪可设于球壳2内，球壳2内可设有内框架，内框架可包括两个呈90°夹角并平行于承载面200的支架，两个陀螺仪固定于两个支架，以测量出球壳2在两个垂直方向的角速度和角加速度。

控制器件8用于接收夹角信号、角速度信号和角加速度信号，并根据夹角信号、角速度信号和角加速度信号分别独立控制各滑动组件5沿对应的轨道4往复滑动，以使承载台3保持水平。控制器件8可设于球壳2或是车辆驾驶室，此处不作特殊要求。

具体而言，控制器件8接收到承载台3的夹角信号、球壳2的角速度信号和角加速度信号后，再结合球壳2和连杆6的外形尺寸以及轨道4的倾斜角度等参数，通过内置程序计算出承载台3恢复到水平状态需要移动的距离，并分配到每根连杆6上，进而确定出每个驱动装置51在轨道4上的滑动方向和距离。

如图2所示，该稳定平台还可包括刹车装置10。刹车装置10可设于驱动装置51，在车辆紧急刹车时，如果检测到的球壳2的角加速度大于预定阈值，控制器件8控制刹车装置10将驱动装置51制停在轨道4上，以使承载台3与球壳2的相对位置固定，不再随车辆等运动载体的运动发生变化，可保护稳定平台不受冲击破坏。

如图3所示，该稳定平台还可包括多个减震装置11，且减震装置11均设于基座1和承载面200之间，用来降低车辆的振动对稳定平台的影响，并提高驱动装置51的响应频率。

举例而言，减震装置11可以包括第一连接支架110、第二连接支架111、减震器112和阻尼器113。

第一连接支架110可与承载面200固定连接，连接方式可为螺纹件连接，以方便拆卸。第二连接支架111可与所述第一连接支架110正对设置，二者之间的距离能安放减震器112即可，不再详细描述。第二连接支架111固定连接于基座1，连接方式也可为螺纹件连接。基座1和承载面200之间可留有预定距离，以避免车辆的振动直接传到稳定平台。

减震器112用来缓冲车辆水平方向的振动，平行于承载面200设置，并连接第一连接支架110和第二连接101支架。具体而言，减震装置11还可包括两个固定架114，两个固定架114穿过减震器112，并通过螺纹件分别与第一连接支架110和第二连接支架111连接。

阻尼器113用来缓冲车辆垂直方向的振动，垂直于承载面200设置，并设于基座1和第二连接支架111之间，再通过螺纹件将阻尼器113、第二连接支架111和基座1固定连接。

减震装置11的数量可以为多个，举例而言，可以为三个，且三个减震装置11绕球壳2均匀分布。当然，减震装置11的数量也可以为四个或五个，且都绕球壳2均匀分布，此处不再一一举例。

在本公开的其它实施方式中，减震装置11也可以为环形，套设于基座1，并位于车辆和基座1之间。减震装置11内部的减震元件可以为阻尼器113或是橡胶等，此处不再详细描述。

如图1所示，本公开实施方式还提供一种车辆，包括车体12和上述任一实施方式的的稳定平台，其中承载面200为车体12靠近稳定平台的表面。

举例而言，车辆可以为坦克、装甲车等军用车辆，也可以为普通民用车辆，此处不再一一列举。承载面200可以为平面或是曲面等，此处不作特殊要求。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (9)

1.一种稳定平台，其特征在于，所述稳定平台包括：

基座，能固定于一承载面；

球壳，固定于所述基座；

承载台，所述承载台与所述球壳滑动贴合，且能沿所述球壳的任意方向滑动；

多个轨道，设于所述球壳并与所述球壳的外表面贴合，且呈环形分布，每个所述轨道均与水平面呈预设夹角；

多个滑动组件，一一对应地滑动配合于各所述轨道，且能沿对应的轨道往复滑动，所述滑动组件包括驱动装置和底座，所述驱动装置固定连接于所述底座，所述底座上设有滚轮，所述轨道具有凹槽，所述滚轮配合于所述凹槽内，且所述驱动装置能驱动所述滚轮沿所述凹槽往复滑动；

多个连杆，一一对应地与各所述滑动组件连接，且每个连杆与所述承载台通过万向铰接件连接；

检测组件，用来检测所述承载台与水平面的夹角、所述球壳的角速度和角加速度；

控制器件，用来根据所述夹角、所述角速度和所述角加速度分别独立控制各所述滑动组件沿对应的轨道往复滑动，以使所述承载台保持水平。

2.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述检测组件包括：

水平检测器件，设于所述承载台，用于检测所述夹角，并生成所述承载台的夹角信号；

角度检测器件，设于所述球壳，用于检测所述角速度和所述角加速度，并生成所述球壳的角速度信号和角加速度信号；

所述控制器件接收所述夹角信号、所述角速度信号和所述角加速度信号，并根据所述夹角信号、所述角速度信号和所述角加速度信号分别独立控制各所述滑动组件沿对应的轨道往复滑动，以使所述承载台保持水平。

3.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述底座和所述连杆通过万向铰接件连接。

4.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述稳定平台还包括：

刹车装置，设于所述驱动装置，在所述角加速度大于预定阈值时，所述控制器控制所述刹车装置将所述驱动装置制停在所述轨道上。

5.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述轨道、所述滑动组件和所述连杆数量均为三个，且三个所述轨道绕所述球壳均匀分布。

6.根据权利要求1所述的稳定平台，其特征在于，所述稳定平台还包括多个减震装置，且多个所述减震装置均设于所述基座和所述承载面之间。

7.根据权利要求6所述的稳定平台，其特征在于，所述减震装置包括：

第一连接支架，与所述承载面固定连接；

第二连接支架，与所述第一连接支架正对设置，并固定连接于所述基座，且所述基座和所述承载面之间有预定距离；

减震器，所述减震器连接所述第一连接支架和所述第二连接支架，并平行于所述承载面；

阻尼器，设于所述基座和所述第二连接支架之间，并垂直于所述承载面。

8.根据权利要求7所述的稳定平台，其特征在于，所述减震装置还包括：

固定架，数量为两个，两个所述固定架穿过所述减震器，并分别与所述第一连接支架和所述第二连接支架连接。

9.一种车辆，其特征在于，包括：

车体；

权利要求1~8任一项所述的稳定平台，其中所述承载面为所述车体靠近所述稳定平台的表面。

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