CN111348208A - 面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于机载光电侦察监视技术领域，具体涉及一种面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，包括载机共形框架、广域扫描环架、运动补偿/二级稳定环架以及电子单元，本发明可以实现载机飞行机动过程中的环境大气流场和载机动态扰动的隔离抑制与环境防护，可以实现系统工作过程中载机运动、系统扫描运动造成的瞄线运动补偿，可以实现瞄线在载机和平台结构动态扰动作用下对目标的稳定瞄准，光电探测器成像无像旋，有效满足固定翼、无人机、直升机等载机的远距离、大区域、高精度的对地侦查监视、目标瞄准等作战任务需求。

Description

面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台

技术领域

本发明属于机载光电侦察监视技术领域，具体涉及一种面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台。

背景技术

机载光电广域侦察监视系统是以有人/无人飞机作为承载平台的光电任务设备，具有覆盖区域广、作用距离远、目标精确地理定位、多波段实时侦察等特点，主要作战使命是：对防区外和敏感区域的战场实施监视和战术侦察，有效、快速的发现目标，并上报引导打击武器系统对目标实施精确打击，以及对毁伤效果进行评估。机载光电广域侦察监视系统功能的实现针对系统环架平台需要满足条件：(1)可以实现沿载机航向的大范围回转扫描；(2)广域扫描过程中为了实现探测器凝视积分而执行的反扫运动补偿以及对载机飞行运动的平移补偿；(3)光电探测器曝光成像过程中克服载机扰动和机构振动而执行的扫描线瞄准稳定；(4)确保系统高空正常运行工作的环境防护。

美国休斯飞机公司专利《步进凝视扫描装置及方法》，通过多面反射镜的同步旋转运动和环架运动实现形成对目标区域的步进凝视扫描成像，可以实现对扫描运动的补偿；文献《一种光机扫描型机载广域侦察监视系统设计》介绍了基于稳定平台摆扫步进凝视成像的广域侦察监视系统。公开的技术产品存在以下问题：未涉及载机飞行运动的补偿以及平台环架的环境防护，步进凝视成像模式需要大惯量扫描环架进而限制了系统步进帧频和扫描效率等。本发明提出的面向机载广域侦察监视应用的反扫/稳定一体化多环架平台具有广域扫描/运动补偿环架功能完整、无大惯量步进装置、从低空到高空环境适应性强等技术创新性和工程实用性。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种机载光电广域侦察监视应用的具有广域扫描、载机飞行与扫描运动补偿和高精度稳定、环境防护功能的一体化多环架平台，以解决现有技术中存在的载机运动补偿与环境防护功能不完整、大惯量步进凝视装置限制帧频和扫描效率等问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，所述平台安装在有人或无人载机平台A1上，所述平台的广域扫描中心轴线C1与载机平台A1飞行航向D1平行，在扫描系统进行广域扫描过程中需要所述平台提供广域扫描运动M2，同时要求提供针对飞行航向D1运动的第一反向补偿运动M1，同时要求在对单帧扫描区域I1凝视成像过程提供第二反向补偿运动M3确保瞄准线L1持续凝视单帧扫描区域I1的中心点P1，使扫描系统的光电传感器在其积分时间内曝光成像，在扫描系统的广域扫描运动M2至极限位置反向广域扫描时要求提供与飞行航向D1一致的换行运动M4。

所述平台包括：载机共形框架1、广域扫描环架2、运动补偿/二级稳定环架3以及电子单元4。

(三)有益效果

为解决现有技术问题，本发明提供一种面向机载光电广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其中，载机共形框架承载广域扫描环架、运动补偿/二级稳定环架、电子单元以及探测单元等任务负载并与载机固连或者与载机之间设置减振装置，共形设计利于降低对载机整体的气动和隐身性能影响，隔离形成电子舱和任务舱两部分；广域扫描环架置于载机共形框架的左右两端框臂中部空腔部位，驱动置于任务舱内的反扫补偿/二级稳定环架实现任务传感器瞄准线的持续扫描监视；反扫补偿/二级稳定环架置于广域扫描环架形成的任务舱内，驱动其中的光学、光电等任务单元，对指向扫描区域的瞄准线随载机的运动、持续扫描运动进行补偿，对载机振动以及框架结构动态效应造成的瞄线晃动进行二级稳定；电子单元在框架平台的电子舱内集成了计算机板、伺服控制板等电路板，实现环架平台扫描、运动补偿及稳定控制过程中时序控制、位置姿态信息交互、稳定补偿指令控制等任务功能。

本发明技术方案可以满足机载光电广域侦察监视应用中的广域扫描回转运动、广域扫描换行运动、载机前向运动补偿、广域扫描反向运动补偿、高精度二级稳定、对载机的扰动隔离以及系统电子单元与传感任务单元的分舱布局等应用与环境适应性需求，实现系统广域扫描过程中同步补偿载机和扫描运动并保持探测器瞄线稳定确保其在积分时间内稳定清晰成像。

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

(1)本发明中面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台包含五个回转环架：载机共形框架和广域扫描环架共同组成的外横滚环架、运动补偿/二级稳定环架中的内横滚环架、内俯仰环架以及其中快反镜中的两个正交子环架，其中外横滚环架随动于内横滚环架，外横滚中心轴线和内横滚中心轴线一致，内横滚中心轴线和内俯仰中心轴线共面正交，快反镜中的两个正交子环架中的第一回转坐标轴和外横滚中心轴线、内横滚中心轴线平行，快反镜中的两个正交子环架中的第二坐标轴与内横滚中心轴线非共面垂直、与内俯仰轴呈45°角度；其中的外横滚环架用于实现广域侦察监视应用的连续扫描回转运动，连续扫描回转运动避免了步进扫描运动模式中的大惯量负载的频繁启停，可以保证广域扫描工作模式的帧频和扫描效率；大运动范围的内俯仰环架用于载机前向运动的补偿运动以及侧向扫描的换行运动，一体实现了广域扫描换行运动与载机前向运动补偿；快反镜中的两个正交子环架中的基于第一坐标轴的子环架用于外横滚环架侧向扫描回转运动过程中的反向回转补偿运动实现光电传感器曝光成像过程中的瞄准线恒定指向，轻量化的快反镜扫描运动补偿机构具有控制响应快的优点；同时，快反镜中的两个正交子环架在内横滚环架和内俯仰环架惯性稳定的基础上对瞄准线进行高精度二级稳定。

(2)本发明中面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台包含两个独立的密封舱体：电子舱体和任务舱体，分别根据内部装载的器件进行环境控制，可以分别满足电子器件和光电器件正常工作的环境要求，综合载机共形框架中隔振组合的作用保证了一体化多环架平台在不同载机和不同空域环境中装载工作的通用性和环境适应性。

附图说明

图1是反扫稳定一体化多环架平台结构原理组成示意图。

图2是图1所示平台广域侦察监视应用时的运动关系示意图。

图3是图1中所示机载共形框架结构示意图。

图4是图3中所示主框架结构示意图。

图5a及图5b是图1中所示广域扫描环架及其与载机共形框架结构组合示意图。

图6是图5a、图5b中所示从动轮结构示意图。

图7a及图7b是图5a、图5b中所示外框架结构示意图。

图8a及图8b是图5a、图5b中所示刚性连接座结构示意图。

图9a及图9b是图1中所示运动补偿/二级稳定环架结构示意图。

图10是图9a、图9b中所示内框架结构示意图。

图11是图9a、图9b中所示内刚性连接件结构示意图。

图12a、图12b是图9a、图9b中所示光学支撑件结构示意图。

图13是图9a、图9b中所示反扫镜结构示意图。

图14是图1中所示电子单元及其与载机共形框架结构组合示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决现有技术问题，本发明提供一种面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，如图2所示，所述平台安装在有人或无人载机平台A1上，所述平台的广域扫描中心轴线C1与载机平台A1飞行航向D1平行，在扫描系统进行广域扫描过程中需要所述平台提供广域扫描运动M2，同时要求提供针对飞行航向D1运动的第一反向补偿运动M1，同时要求在对单帧扫描区域I1凝视成像过程提供第二反向补偿运动M3确保瞄准线L1持续凝视单帧扫描区域I1的中心点P1，使扫描系统的光电传感器在其积分时间内稳定曝光成像，在扫描系统的广域扫描运动M2至极限位置反向广域扫描时要求提供与飞行航向D1一致的换行运动M4。

其中，如图1所示，所述平台包括：载机共形框架1、广域扫描环架2、运动补偿/二级稳定环架3以及电子单元4；

如图3所示，所述载机共形框架1包括：主框架1-1、右侧盖1-2、顶盖1-3、左侧盖1-4、第一加热组件1-5、外部接插件1-6、外左端轴系1-7、外右端轴系1-8和隔振组合1-9；所述载机共形框架1通过主框架1-1确定多环架平台的外横滚中心轴线1A；主框架1-1、右侧盖1-2、顶盖1-3、左侧盖1-4、外部接插件1-6、外左端轴系1-7、外右端轴系1-8共同形成独立密闭的电子舱体1B，满足载机从近地到高空的独立舱体密封要求；隔振组合1-9具有分别与主框架1-1匹配和载机平台A1匹配的组合接口，呈线性或圆周阵列布局组合隔振器，隔振器用于隔离载机平台A1传递到反扫/稳定一体化多环架平台的线性和角度扰动，同时确保隔振组合1-9的弹性中心尽量靠近其负载质量中心；

如图4及图5a所示，所述主框架1-1为长柱形壳体双臂框架，在左右两端框臂上设有左圆柱孔1-1A和右圆柱孔1-1B，具有共同的第一中心轴线1-1C，与载机共形框架1的外横滚中心轴线1A一致，左圆柱孔1-1A和右圆柱孔1-1B轴向向外设置有平端面，分别与外左端轴系1-7和外右端轴系1-8密封组合；左右两端框臂中部空腔部位连接放置广域扫描环架2，左右两端框臂轴向两端向外形成空腔1-1F，并设置有错向筋板平台1-1J用于组合相关电子器件、温控装置；在左右两端空腔1-1F外围端面1-1H上密封组合左侧盖1-4和右侧盖1-2；左端空腔1-1F外围端面1-1H上还设置有电气连接通孔1-1N，与外部接插件1-6密封组合实现环架平台与载机之间的电源、数据、指令联通；主框架1-1上部设置四周舱壁形成上部空腔1-1L，上部空腔1-1L与左右两端框臂为一体构型，轴向两端舱壁与左右两端框臂外围端面1-1H齐平，底部设置有错向筋板平台1-1K，第一加热组件1-5固定在上部空腔1-1L的错向筋板平台1-1K上或左右两端空腔1-1F的错向筋板平台1-1J上，第一加热组件1-5包含加热器、风机和连接座；在顶部平面1-1G上密封组合连接顶盖1-3，上部空腔1-1L通过轴向的左端孔洞1-1E和右端孔洞1-1D与左右两端框臂轴向上的空腔1-1F连通，共同形成载机共形框架1的电子舱体内腔；在左右两端框臂和上部空腔1-1L外围前后两侧设置安装平台1-1M，用于组合隔振组合1-9实现对载机平台振动、冲击的衰减隔离；

如图5b所示，所述广域扫描环架2用于实现系统广域扫描侦察过程中的对地大范围连续扫描回转运动，其运动角度范围W1与载机的飞行高度、扫描幅宽条件要求相关，所述广域扫描环架2包括驱动机构2-1、从动轮2-2、限位块2-3、外框架2-4、外刚性连接件2-5、前盖板2-6和后盖板2-7；其中，驱动机构2-1、限位块2-3与载机共形框架1中的主框架1-1组合，从动轮2-2与外右端轴系1-8组合，外框架2-4同时与外左端轴系1-7和外右端轴系1-8组合，第一中心轴线2A与外横滚中心轴线1A一致；外框架2-4、前盖板2-6、后盖板2-7和主框架1-1中外左端轴系1-7和外右端轴系1-8中的密封接插件共同形成独立密封的任务舱体2B；所述限位块2-3为柱形凸块，固定在主框架1-1中右端框臂腔内的错向筋板平台1-1J上，数量为2个，固定相对位置由广域扫描环架2运动角度范围W1确定；

如图6所示，所述从动轮2-2与驱动机构2-1的驱动轮组合配对，在电机驱动、减速箱与轮系大传动比减速作用下实现广域扫描环架2的连续扫描运动，通过配合圆柱2-2B和端平面2-2A与外右端轴系1-8组合实现二者中心轴线一致，进而与广域扫描环架2的第一中心轴线2A一致；在端平面2-2A上径向靠外区域设置限位块2-2C，与2个限位块2-3共同作用约束广域扫描环架2运动角度范围W1；

如图7a及图7b所示，所述外框架2-4为长圆柱筒形，左右两端侧面中心设置左端圆柱孔2-4E和右端圆柱孔2-4B以及相应的左平端面2-4D和右平端面2-4C，左端圆柱孔2-4E和右端圆柱孔2-4B与第二中心轴线2-4K一致；通过左端圆柱孔2-4E和左平端面2-4D与外左端轴系1-7密封组合，通过右端圆柱孔2-4B和右平端面2-4C与外右端轴系1-8密封组合，通过左右两端的圆柱孔配合实现第二中心轴线2-4K与广域扫描环架2的第四中心轴线2A进而与载机共形框架1的外横滚中心轴线1A一致；外框架2-4长圆柱筒形内部两端设置左端平面2-4F和右端平面2-4G，分别用于安装外刚性连接件2-5；外框架2-4长圆柱筒形内部两端靠近柱形内壁部位设置第一加热器2-4M、第二加热器II2-4I、第一风机2-4L和第二风机2-4J，加热器可以为陶瓷材料或者硅胶电加热器，通电加热任务舱体2B内附近空气并通过风机使加热空气在特定通道上流通；外框架2-4长圆柱筒形内部两端圆柱孔周围对称设置预留柔性连接固定平面2-4H，每端对称设置2个或4个，两端共计对称设置4个或者8个；外框架2-4长圆柱筒形前后两端设置盖板连接固定平面2-4A，分别用于固定连接前盖板2-6和后盖板2-7；前盖板2-6外廓与外框架2-4一致，并设置窗口玻璃，与前盖板2-6通过胶结进行密封组合；后盖板2-7外廓与外框架2-4一致，设置有气压调节阀、充气阀、湿度计、干燥器和加热组件，加热组件包含加热器、风机和连接座，加热器可以为陶瓷材料或者硅胶电加热器；在广域扫描环架2的任务舱体2B内与外框架2-4中的第一加热器2-4M、第二加热器2-4I、第一风机2-4L和第二风机2-4J同步工作，通过控制风机转向、通风流量和加热器通断、电流实现广域侦察监视系统在高空低温环境中任务舱体2B内部温度满足光学器件的正常工作要求；

如图8所示，所述外刚性连接件2-5对称置于外框架2-4长圆柱筒形两端，外圆柱2-5A分别与外框架2-4的左端圆柱孔2-4E和右端圆柱孔2-4B配合，实现第三中心轴线2-5K和第二中心轴线2-4K一致，端面2-5B分别与外框架2-4的左端平面2-4F和右端平面2-4G贴合，同时确保侧平面2-5C与外框架2-4的盖板连接固定平面2-4A垂直，然后用螺钉进行组合连接；平面2-5D以及其上设置的定位销孔2-5E用于定位连接运动补偿/二级稳定环架3；

如图9a及9b所示，所述运动补偿/二级稳定环架3为多轴多环架机构，具有内俯仰轴线3A和内横滚轴线3B，其中内横滚轴线3B与广域扫描环架2的第四中心轴线2A一致；运动补偿/二级稳定环架3包含内框架3-1、内左端轴系3-2、内右端轴系3-3、内上端轴系3-4、内下端轴系3-5、内刚性连接件3-6、光学支撑件3-7、望远组件3-8、快反镜3-9、传感器光学组件3-10、光电探测器3-11、惯性速率传感器3-12；快反镜3-9为具有基于子坐标系3C的双轴回转机构，可以为压电驱动、音圈电机驱动型式，配置有应变式或者电涡流位置传感器；

如图10所示，所述内框架3-1的框架3-1A上分别沿内俯仰轴线3A和内横滚轴线3B设置两组共四个圆柱孔：左圆柱孔3-1H、右圆柱孔3-1J和上圆柱孔3-1E、下圆柱孔3-1F，在每一个圆柱孔内端或者外端设置左端面3-1I、右端面3-1K、上端面3-1D、下端面3-1G，内俯仰轴线3A和内横滚轴线3B共面正交；通过左圆柱孔3-1H和左端面3-1I组合连接内左端轴系3-2，内左端轴系3-2配置有轴承、角度传感器，通过右圆柱孔3-1J和右端面3-1K组合连接内右端轴系3-3，内右端轴系3-3配置有轴承、驱动电机，内左端轴系3-2和内右端轴系3-3还设置有组合连接内刚性连接件3-6的圆柱孔和端面，内框架3-1、内左端轴系3-2和内右端轴系3-3共同组成内横滚环架，同时内框架3-1前后两侧面3-1L的左右两端分别与内刚性连接件3-6限制内横滚环架运动角度范围W2；通过上圆柱孔3-1E和上端面3-1D组合连接内上端轴系3-4，内上端轴系3-4配置有轴承、角度传感器，通过下圆柱孔3-1F和下端面3-1G组合连接内下端轴系3-5，内下端轴系3-5配置有轴承、驱动电机，内上端轴系3-4和内下端轴系3-5还设置有组合定位光学支撑件3-7的连接平面和定位销孔，内上端轴系3-4、内下端轴系3-5和光学支撑件3-7及其支撑器件共同组成内俯仰环架，作为内横滚环架的负载而嵌套于其中，并由内下端轴系3-5上的限位结构限制内俯仰环架运动角度范围W3；

如图11所示，所述内刚性连接件3-6配置数量为2，通过圆柱面3-6C和端平面3-6B分别与置于内框架3-1左右两端的内左端轴系3-2和内右端轴系3-3组合连接，实现第五中心轴线3-6A与内横滚轴线3B一致；组合后靠近两个侧平面3-6H的第一凸台3-6D上的第一侧面3-6G和第二凸台3-6E上的第二侧面3-6F分别与内框架前后两侧面3-1L共同限制内横滚回转范围W2；然后两个内刚性连接件3-6的端面3-6I分别与广域扫描环架2中外刚性连接件2-5的平面2-5D贴合，定位销孔3-6J与外刚性连接件2-5的定位销孔2-5E对齐并用螺钉将内刚性连接件3-6与广域扫描环架2连接组合，实现内横滚轴线3B与广域扫描环架2的第一中心轴线2A一致，此时侧平面3-6H与外刚性连接件2-5的平面2-5D一致；

如图12a及图12b所示，所述光学支撑件3-7外形为圆柱形或者多面棱柱形，内腔3-7G与望远组件3-8要求的通光形状匹配为圆柱形，通过内底面3-7H和前端面3-7B组合支撑望远组件3-8，望远组件3-8按照广域侦察监视系统要求确定具体形式尺寸，为反射式、折射式或者折反射形式，组合时要求望远组件3-8的光轴与中心轴线3-7A一致；外底面3-7C组合支撑快反镜3-9、传感器光学组件3-10、光电传感器3-11、惯性速率传感器3-12，光学单元3-10为可见光、近红外、中波红外或者长波红外光学的一种或者几种的组合，其具体布局尺寸由广域侦察监视系统要求确定，相应的光电传感器3-11也为可见光、近红外、中波红外或者长波红外光学的一种或者几种的组合，快反镜3-9置于望远组件3-8和传感器光学组件3-10之间；侧面3-7D可用于连接组合激光测距机、激光照射器、连续变焦可见光或者红外传感器或者惯性测量单元等，惯性速率传感器3-12敏感运动补偿/二级稳定环架3的内俯仰轴3A和内横滚轴3B的惯性角速率；上下两端的连接面3-7F分别与内上端轴系3-4的第一负载连接面和内下端轴系3-5的第二负载连接面贴合，通过定位销孔3-7E分别与相应的定位销孔和定位销孔对齐，采用螺钉将其分别与内上端轴系3-4和内下端轴系3-5连接组合；

如图13所示，所述快反镜3-9集成有反射镜3-9A、回转机构3-9B，通过安装面3-9C与光学支撑件3-7的外底面3-7C贴合，用螺钉将快反镜3-9与光学支撑件3-7连接组合，并且实现快反镜3-9与望远组件3-8、传感器光学组件3-10、光电传感器3-11的一致组合；回转机构3-9B驱动反射镜3-9A基于子坐标系3C的第一坐标轴3C-X和第二坐标轴3C-Y转动，进而驱动系统光轴进行二维回转运动；

如图14所示，所述电子单元4包含处理电路板组合4-1、惯性测量单元IMU4-2、伺服接口板4-3、电源板4-4；电路板组合4-1基于公用母板集成了计算机板、伺服驱动板和跟踪器板，这些电路板用于进行系统工作过程中的信号传递、数据计算处理，惯性测量单元IMU4-2用于敏感一体化多环架平台的整体姿态，并结合安装于载机上的GPS接收天线敏感一体化多环架平台的地理位置，伺服接口板4-3用于进行一体化多环架平台的环架伺服驱动，电源板4-4对来自于载机的输入电源进行转换分配满足广域侦察监视系统中各电子电气元器件的用电需求。

其中，所述第一加热组件1-5的加热器为陶瓷材料或者硅胶电加热器，配置数量和布局位置依据系统要求确定，配置数量m通常为偶数(通常取2、4或者6)且对称布局，满足载机从近地到高空的独立舱体内电子、电气元器件工作温控要求。

其中，所述外左端轴系1-7配置有轴承、角度传感器、动密封圈、密封接插件；所述外右端轴系1-8配置有轴承、动密封圈、密封接插件。

其中，所述隔振组合1-9的隔振器为金属或者橡胶减振器，可以采用圆形或矩形布局构型。

其中，所述左侧盖1-4和右侧盖1-2外形轮廓依据与载机的共形和气动要求设计为柱形、球形、圆锥形或者棱柱形。

其中，所述驱动机构2-1采用齿轮、钢带传动，为一级或多级传动，包括驱动电机、驱动轮和固定座，驱动电机采用集成减速箱的直流高速伺服电机。

其中，所述限位块2-3柱形凸块的柱形截面的形状包括矩形、梯形。

其中，所述前盖板2-6的窗口玻璃的形状由广域侦察监视系统光电任务传感器的工作视场、海拔高度以及多环架平台的稳定环架回转范围确定，形状为圆形或者两端为半圆的矩形，窗口玻璃允许广域侦察监视系统光电任务传感器可传感光谱通过进入一体化多环架平台内部的光学系统中

其中，所述内左端轴系3-2的角度传感器采用旋转变压器、码盘或者电位计；

所述内右端轴系3-3的驱动电机采用直流力矩电机。

实施例1

如图1所示，本实施例的面向机载广域侦察监视应用的反扫/稳定一体化多环架平台包括：包括载机共形框架1、广域扫描环架2、运动补偿/二级稳定环架3以及电子单元4。

根据图2所示，机载光电广域侦察监视系统反扫/稳定一体化多环架平台安装在有人或无人载机平台A1上，反扫/稳定一体化多环架平台广域扫描中心轴线C1与载机平台A1飞行航向D1平行，在系统广域扫描过程中需要反扫/稳定一体化多环架平台提供广域扫描运动M2，同时要求提供针对飞行航向D1运动的反向补偿运动M1，同时要求在系统对单帧扫描区域I1凝视成像过程提供反向补偿运动M3确保瞄准线L1持续凝视单帧扫描区域I1中心点P1使系统中的光电传感器在其积分时间内稳定曝光成像，在系统广域扫描运动M2至极限位置反向广域扫描时要求提供与飞行航向D1一致的换行运动M4。

根据图3所示，载机共形框架1包括主框架1-1、右侧盖1-2、顶盖1-3、左侧盖1-4、第一加热组件1-5、外部接插件1-6、外左端轴系1-7、外右端轴系1-8和隔振组合1-9；载机共形框架1通过主框架1-1确定多环架平台的外横滚中心轴线1A；主框架1-1、右侧盖1-2、顶盖1-3、左侧盖1-4、外部接插件1-6、外左端轴系1-7、外右端轴系1-8共同形成独立密闭的电子舱体1B，满足载机从近地到高空(接近20000m)的独立舱体密封要求；隔振组合1-9具有分别与主框架1-1匹配和载机平台A1匹配的组合接口，本实施例中减振组合布置在主框架1-1前后两侧，每侧各线性布置4个金属弹簧丝网隔振器，前后两侧沿外横滚中心轴线1A对称布置，用于隔离载机平台A1传递到反扫/稳定一体化多环架平台的线性和角度扰动。

再参见图3，载机共形框架1中主框架1-1、右侧盖1-2、顶盖1-3、左侧盖1-4等零件的所有外露表面全部采用“微弧氧化+丙烯酸底漆+氟聚氨酯磁漆”表面组合处理以增强其环境适应性；主框架1-1分别与右侧盖1-2、顶盖1-3、左侧盖1-4之间的结合面采用Ф2.1的密封绳，压缩量20％以保证其组合密封性能。

根据图4所示，主框架1-1为长柱形壳体双臂框架，在左右两端框臂上设有左圆柱孔1-1A和右圆柱孔1-1B，具有共同的第一中心轴线1-1C，与载机共形框架1的外横滚中心轴线1A一致，左圆柱孔1-1A和右圆柱孔1-1B轴向向外设置有平端面，分别与外左端轴系1-7和外右端轴系1-8密封组合，外左端轴系1-7配置有轴承、角度传感器、动密封圈、密封接插件等，外右端轴系1-8配置有轴承、动密封圈、密封接插件等；左右两端框臂中部空腔部位连接放置广域扫描环架2，左右两端框臂轴向两端向外形成空腔1-1F，并设置有错向筋板平台1-1J用于组合相关电子器件、温控装置等；在左右两端空腔1-1F外围端面1-1H上密封组合左侧盖1-4和右侧盖1-2，左侧盖1-4和右侧盖1-2外形轮廓可依据与载机的共形和气动要求设计为柱形、球形、圆锥形或者棱柱形等构型；左端空腔1-1F外围端面1-1H上还设置有电气连接通孔1-1N，与外部接插件1-6密封组合实现环架平台与载机之间的电源、数据、指令联通；主框架1-1上部设置四周舱壁形成上部空腔1-1L，上部空腔1-1L与左右两端框臂为一体构型，轴向两端舱壁与左右两端框臂外围端面1-1H齐平，底部设置有错向筋板平台1-1K，第一加热组件1-5固定在上部空腔1-1L的错向筋板平台1-1K上或左右两端空腔1-1F的错向筋板平台1-1J上，第一加热组件1-5包含加热器、风机和连接座，加热器可以为陶瓷材料或者硅胶电加热器，配置数量和布局位置依据系统要求确定，配置数量m通常为偶数通常取2、4或者6且对称布局，满足载机从近地到高空的独立舱体内电子、电气元器件工作温控要求；在顶部平面1-1G上密封组合连接顶盖1-3，上部空腔1-1L通过轴向的左端孔洞1-1E和右端孔洞1-1D与左右两端框臂轴向上的空腔1-1F连通，共同形成载机共形框架1的电子舱体内腔；在左右两端框臂和上部空腔1-1L外围前后两侧设置安装平台1-1M，用于组合隔振组合1-9实现对载机平台振动、冲击的衰减隔离。

根据图5a及图5b所示，广域扫描环架2实现系统广域扫描侦察过程中的对地大范围连续扫描回转运动，其运动角度范围W1与载机的飞行高度、扫描幅宽等条件要求相关，包括驱动机构2-1、从动轮2-2、限位块2-3、外框架2-4、外刚性连接件2-5、前盖板2-6和后盖板2-7；其中，驱动机构2-1、限位块2-3与载机共形框架1中的主框架1-1组合，从动轮2-2与外右端轴系1-8组合，外框架2-4同时与外左端轴系1-7和外右端轴系1-8组合，第四中心轴线2A与外横滚中心轴线1A一致；外框架2-4、前盖板2-6、后盖板2-7和主框架1-1中外左端轴系1-7和外右端轴系1-8中的密封接插件共同形成独立密封的任务舱体2B；驱动机构2-1可以采用齿轮、钢带传动，可以为一级或多级传动，包括驱动电机、驱动轮和固定座，驱动电机可以采用集成大传动比(>100)减速箱的直流高速伺服电机，经过减速放大驱动机构2-1施加到广域扫描环架2的力矩满足其惯性回转以及抵抗外部气动风阻、轴系摩擦、线缆扰动、环架不平衡等力矩要求；限位块2-3为柱形凸块，固定在主框架1-1中右端框臂腔内的错向筋板平台1-1J上，柱形截面可以为矩形、梯形等，数量为2个，固定相对位置由广域扫描环架2运动角度范围W1确定。

再参见图5a及图5b，广域扫描环架2中外框架2-4、前盖板2-6和后盖板2-7零件的所有外露表面全部采用“微弧氧化+丙烯酸底漆+氟聚氨酯磁漆”表面组合处理以增强其环境适应性；外框架2-4分别与前盖板2-6和后盖板2-7之间的结合面采用Ф2.1的密封绳，压缩量20％以保证其组合密封性能。

根据图6所示，从动轮2-2与驱动机构2-1的驱动轮组成二级齿轮传动机构，传动比为4：1，在电机驱动、减速箱与轮系大传动比减速作用下实现广域扫描环架2的连续扫描运动，通过配合圆柱2-2B和端平面2-2A与外右端轴系1-8组合实现二者中心轴线一致，进而与广域扫描环架2的第一中心轴线2A一致；在端平面2-2A上径向靠外区域设置限位块2-2C，与2个限位块2-3共同作用约束广域扫描环架2运动角度范围W1。

根据图7a及图7b所示，外框架2-4为长圆柱筒形，左右两端侧面中心设置左端圆柱孔2-4E和右端圆柱孔2-4B以及相应的左平端面2-4D和右平端面2-4C，左端圆柱孔2-4E和右端圆柱孔2-4B与第二中心轴线2-4K一致；通过左端圆柱孔2-4E和左平端面2-4D与外左端轴系1-7密封组合，通过右端圆柱孔2-4B和右平端面2-4C与外右端轴系1-8密封组合，通过左右两端的圆柱孔配合实现第二中心轴线2-4K与广域扫描环架2的第四中心轴线2A进而与载机共形框架1的外横滚中心轴线1A一致；外框架2-4长圆柱筒形内部两端设置左端平面2-4F和右端平面2-4G，分别用于安装外刚性连接件2-5；外框架2-4长圆柱筒形内部两端靠近柱形内壁部位设置第一加热器2-4M、第二加热器II2-4I、第一风机2-4L和第二风机2-4J，加热器可以为陶瓷材料或者硅胶电加热器，通电加热任务舱体2B内附近空气并通过风机使加热空气在特定通道上流通；外框架2-4长圆柱筒形内部两端圆柱孔周围对称设置预留柔性连接固定平面2-4H，每端对称设置4个，两端共计对称设置8个；外框架2-4长圆柱筒形前后两端设置盖板连接固定平面2-4A，分别用于固定连接前盖板2-6和后盖板2-7；前盖板2-6外廓与外框架2-4一致，并设置窗口玻璃，与前盖板2-6通过胶结进行密封组合，窗口玻璃形状由广域侦察监视系统光电任务传感器的工作视场、海拔高度以及多环架平台的稳定环架回转范围确定，可能为圆形或者两端为半圆的矩形等，窗口玻璃允许广域侦察监视系统光电任务传感器可传感光谱通过进入一体化多环架平台内部的光学系统中；后盖板2-7外廓与外框架2-4一致，设置有气压调节阀、充气阀、湿度计、干燥器和加热组件，加热组件包含加热器、风机和连接座，加热器可以为陶瓷材料或者硅胶电加热器，在广域扫描环架2的任务舱体2B内与外框架2-4中的第一加热器2-4M、第二加热器2-4I、第一风机2-4L和第二风机2-4J同步工作，通过控制风机转向、通风流量和加热器通断、电流实现广域侦察监视系统在高空低温环境中任务舱体2B内部温度满足光学器件的正常工作要求。

根据图8a及图8b所示，外刚性连接件2-5对称置于外框架2-4为长圆柱筒形两端，外圆柱2-5A分别与外框架2-4的左端圆柱孔2-4E和右端圆柱孔2-4B配合，实现第三中心轴线2-5K和第二中心轴线2-4K一致，端面2-5B分别与外框架2-4的左端平面2-4F和右端平面2-4G贴合，同时确保侧平面2-5C与外框架2-4的盖板连接固定平面2-4A垂直，然后用螺钉进行组合连接；平面2-5D以及其上设置的定位销孔2-5E用于定位连接运动补偿/二级稳定环架3。

根据图9a及图9b所示，运动补偿/二级稳定环架3为多轴多环架机构，具有内俯仰轴线3A和内横滚轴线3B，其中内横滚轴线3B广域扫描环架2的第四中心轴线2A一致；运动补偿/二级稳定环架3包含内框架3-1、内左端轴系3-2、内右端轴系3-3、内上端轴系3-4、内下端轴系3-5、内刚性连接件3-6、光学支撑件3-7、望远组件3-8、快反镜3-9、传感器光学组件3-10、光电探测器3-11、惯性速率传感器3-12；快反镜3-9为具有基于子坐标系3C的双轴回转机构，可以为压电驱动、音圈电机驱动型式，配置有应变式或者电涡流位置传感器。

根据图10所示，内框架3-1的框架3-1A上分别沿内俯仰轴线3A和内横滚轴线3B设置两组共四个圆柱孔：左圆柱孔3-1H、右圆柱孔3-1J和上圆柱孔3-1E、下圆柱孔3-1F，在每一个圆柱孔内端或者外端设置左端面3-1I、右端面3-1K、上端面3-1D、下端面3-1G，内俯仰轴线3A和内横滚轴线3B共面正交；通过左圆柱孔3-1H和左端面3-1I组合连接内左端轴系3-2，内左端轴系3-2配置有轴承、角度传感器等，角度传感器采用旋转变压器，通过右圆柱孔3-1J和右端面3-1K组合连接内右端轴系3-3，内右端轴系3-3配置有轴承、驱动电机等，驱动电机采用直流力矩电机，内左端轴系3-2和内右端轴系3-3还设置有组合连接内刚性连接件3-6的圆柱孔和端面，内框架3-1、内左端轴系3-2和内右端轴系3-3共同组成内横滚环架，同时内框架3-1前后两侧面3-1L的左右两端分别与内刚性连接件3-6限制内横滚环架运动角度范围W2；通过上圆柱孔3-1E和上端面3-1D组合连接内上端轴系3-4，内上端轴系3-4配置有轴承、角度传感器等，通过下圆柱孔3-1F和下端面3-1G组合连接内下端轴系3-5，内下端轴系3-5配置有轴承、驱动电机等，内上端轴系3-4和内下端轴系3-5还设置有组合定位光学支撑件3-7的连接平面和定位销孔，内上端轴系3-4、内下端轴系3-5和光学支撑件3-7及其支撑器件共同组成内俯仰环架，作为内横滚环架的负载而嵌套于其中，并由内下端轴系3-5上的限位结构限制内俯仰环架运动角度范围W3；作为内横滚环架和内俯仰环架的支撑结构，为满足环架控制稳定要求，内框架3-1一阶结构谐振频率不小于100Hz。

根据图11所示，内刚性连接件3-6配置数量为2，通过圆柱面3-6C和端平面3-6B分别与置于内框架3-1左右两端的内左端轴系3-2和内右端轴系3-3组合连接，实现第五中心轴线3-6A与内横滚轴线3B一致；组合后靠近两个侧平面3-6H的第一凸台3-6D上的第一侧面3-6G和第二凸台3-6E上的第二侧面3-6F分别与内框架前后两侧面3-1L共同限制内横滚回转范围W2，本实施例中内横滚环架回转范围W3为±2°；然后两个内刚性连接件3-6的端面3-6I分别与广域扫描环架2中外刚性连接件2-5的平面2-5D贴合，定位销孔3-6J与外刚性连接件2-5的定位销孔2-5E对齐并用螺钉将内刚性连接件3-6与广域扫描环架2连接组合，实现内横滚轴线3B与广域扫描环架2的第一中心轴线2A一致，此时侧平面3-6H与外刚性连接件2-5的平面2-5D一致。

根据图12a及图12b所示，光学支撑件3-7外形可以为圆柱形或者多面棱柱形，内腔3-7G与望远组件3-8要求的通光形状匹配通常为圆柱形，通过内底面3-7H和前端面3-7B组合支撑望远组件3-8，望远组件3-8按照广域侦察监视系统要求确定具体形式尺寸，可以为反射式、折射式或者折反射形式，组合时要求望远组件3-8的光轴与中心轴线3-7A一致；外底面3-7C组合支撑快反镜3-9、传感器光学组件3-10、光电传感器3-11、惯性速率传感器3-12，光学单元3-10可以为可见光、近红外、中波红外或者长波红外光学的一种或者几种的组合，其具体布局尺寸由广域侦察监视系统要求确定，相应的光电传感器3-11也为可见光、近红外、中波红外或者长波红外光学的一种或者几种的组合，快反镜3-9置于望远组件3-8和传感器光学组件3-10之间；侧面3-7D可用于连接组合激光测距机、激光照射器、连续变焦可见光或者红外传感器或者惯性测量单元等，惯性速率传感器3-12敏感运动补偿/二级稳定环架3的内俯仰轴3A和内横滚轴3B的惯性角速率；上下两端的连接面3-7F分别与内上端轴系3-4的第一负载连接面和内下端轴系3-5的第二负载连接面贴合，通过定位销孔3-7E分别与相应的定位销孔和定位销孔对齐，采用螺钉将其分别与内上端轴系3-4和内下端轴系3-5连接组合；为确保支撑光学元件在温度载荷作用下的性能，光学支撑件3-7应选用与光学元件热膨胀性能匹配的结构材料，并确保其结构刚性满足稳定控制动态要求，本实施例中采用铸钛材料。

根据图13所示，快反镜3-9集成有反射镜3-9A、回转机构3-9B，通过安装面3-9C与光学支撑件3-7的外底面3-7C贴合，用螺钉将快反镜3-9与光学支撑件3-7连接组合，并且实现快反镜3-9与望远组件3-8、传感器光学组件3-10、光电传感器3-11的一致组合；回转机构3-9B驱动反射镜3-9A基于子坐标系3C的第一坐标轴3C-X和第二坐标轴3C-Y转动，进而驱动系统光轴进行二维回转运动。

根据图14所示，所述电子单元4包含处理电路板组合4-1、惯性测量单元IMU4-2、伺服接口板4-3、电源板4-4；电路板组合4-1基于公用母板集成了计算机板、伺服驱动板和跟踪器板，这些电路板用于进行系统工作过程中的信号传递、数据计算处理等，惯性测量单元IMU4-2用于敏感一体化多环架平台的整体姿态，并结合安装于载机上的GPS接收天线敏感一体化多环架平台的地理位置，伺服接口板4-3用于进行一体化多环架平台的环架伺服驱动，电源板4-4对来自于载机的输入电源进行转换分配满足广域侦察监视系统中各电子电气元器件的用电需求。

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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述平台安装在有人或无人载机平台(A1)上，所述平台的广域扫描中心轴线(C1)与载机平台(A1)飞行航向(D1)平行，在扫描系统进行广域扫描过程中需要所述平台提供广域扫描运动(M2)，同时要求提供针对飞行航向(D1)运动的第一反向补偿运动(M1)，同时要求在对单帧扫描区域(I1)凝视成像过程提供第二反向补偿运动(M3)确保瞄准线(L1)持续凝视单帧扫描区域(I1)的中心点(P1)，使扫描系统的光电传感器在其积分时间内稳定曝光成像，在扫描系统的广域扫描运动(M2)至极限位置反向广域扫描时要求提供与飞行航向(D1)一致的换行运动(M4)。

2.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述平台包括：载机共形框架(1)、广域扫描环架(2)、运动补偿/二级稳定环架(3)以及电子单元(4)；

所述载机共形框架(1)包括：主框架(1-1)、右侧盖(1-2)、顶盖(1-3)、左侧盖(1-4)、第一加热组件(1-5)、外部接插件(1-6)、外左端轴系(1-7)、外右端轴系(1-8)和隔振组合(1-9)；所述载机共形框架(1)通过主框架(1-1)确定多环架平台的外横滚中心轴线(1A)；主框架(1-1)、右侧盖(1-2)、顶盖(1-3)、左侧盖(1-4)、外部接插件(1-6)、外左端轴系(1-7)、外右端轴系(1-8)共同形成独立密闭的电子舱体(1B)，满足载机从近地到高空的独立舱体密封要求；隔振组合(1-9)具有分别与主框架(1-1)匹配和载机平台(A1)匹配的组合接口，呈线性或圆周阵列布局组合隔振器，隔振器用于隔离载机平台(A1)传递到反扫/稳定一体化多环架平台的线性和角度扰动；

所述主框架(1-1)为长柱形壳体双臂框架，在左右两端框臂上设有左圆柱孔(1-1A)和右圆柱孔(1-1B)，具有共同的第一中心轴线(1-1C)，与载机共形框架(1)的外横滚中心轴线(1A)一致，左圆柱孔(1-1A)和右圆柱孔(1-1B)轴向向外设置有平端面，分别与外左端轴系(1-7)和外右端轴系(1-8)密封组合；左右两端框臂中部空腔部位连接放置广域扫描环架(2)，左右两端框臂轴向两端向外形成空腔(1-1F)，并设置有错向筋板平台(1-1J)用于组合相关电子器件、温控装置；在左右两端空腔(1-1F)外围端面(1-1H)上密封组合左侧盖(1-4)和右侧盖(1-2)；左端空腔(1-1F)外围端面(1-1H)上还设置有电气连接通孔(1-1N)，与外部接插件(1-6)密封组合实现环架平台与载机之间的电源、数据、指令联通；主框架(1-1)上部设置四周舱壁形成上部空腔(1-1L)，上部空腔(1-1L)与左右两端框臂为一体构型，轴向两端舱壁与左右两端框臂外围端面(1-1H)齐平，底部设置有错向筋板平台(1-1K)，第一加热组件(1-5)固定在上部空腔(1-1L)的错向筋板平台(1-1K)上或左右两端空腔(1-1F)的错向筋板平台(1-1J)上，第一加热组件(1-5)包含加热器、风机和连接座；在顶部平面(1-1G)上密封组合连接顶盖(1-3)，上部空腔(1-1L)通过轴向的左端孔洞(1-1E)和右端孔洞(1-1D)与左右两端框臂轴向上的空腔(1-1F)连通，共同形成载机共形框架(1)的电子舱体内腔；在左右两端框臂和上部空腔(1-1L)外围前后两侧设置安装平台(1-1M)，用于组合隔振组合(1-9)实现对载机平台振动、冲击的衰减隔离；

所述广域扫描环架(2)用于实现系统广域扫描侦察过程中的对地大范围连续扫描回转运动，其运动角度范围W1与载机的飞行高度、扫描幅宽条件要求相关，所述广域扫描环架(2)包括驱动机构(2-1)、从动轮(2-2)、限位块(2-3)、外框架(2-4)、外刚性连接件(2-5)、前盖板(2-6)和后盖板(2-7)；其中，驱动机构(2-1)、限位块(2-3)与载机共形框架(1)中的主框架(1-1)组合，从动轮(2-2)与外右端轴系(1-8)组合，外框架(2-4)同时与外左端轴系(1-7)和外右端轴系(1-8)组合，第四中心轴线(2A)与外横滚中心轴线(1A)一致；外框架(2-4)、前盖板(2-6)、后盖板(2-7)和主框架(1-1)中外左端轴系(1-7)和外右端轴系(1-8)中的密封接插件共同形成独立密封的任务舱体(2B)；所述限位块(2-3)为柱形凸块，固定在主框架(1-1)中右端框臂腔内的错向筋板平台(1-1J)上，数量为2个，固定相对位置由广域扫描环架(2)运动角度范围W1确定；

所述从动轮(2-2)与驱动机构(2-1)的驱动轮组合配对，在电机驱动、减速箱与轮系大传动比减速作用下实现广域扫描环架(2)的连续扫描运动，通过配合圆柱(2-2B)和端平面(2-2A)与外右端轴系(1-8)组合实现二者中心轴线一致，进而与广域扫描环架(2)的第一中心轴线(2A)一致；在端平面(2-2A)上径向靠外区域设置限位块(2-2C)，与2个限位块(2-3)共同作用约束广域扫描环架(2)运动角度范围W1；

所述外框架(2-4)为长圆柱筒形，左右两端侧面中心设置左端圆柱孔(2-4E)和右端圆柱孔(2-4B)以及相应的左平端面(2-4D)和右平端面(2-4C)，左端圆柱孔(2-4E)和右端圆柱孔(2-4B)与第二中心轴线(2-4K)一致；通过左端圆柱孔(2-4E)和左平端面(2-4D)与外左端轴系(1-7)密封组合，通过右端圆柱孔(2-4B)和右平端面2-4C与外右端轴系(1-8)密封组合，通过左右两端的圆柱孔配合实现第二中心轴线(2-4K)与广域扫描环架(2)的第四中心轴线(2A)进而与载机共形框架(1)的外横滚中心轴线(1A)一致；外框架(2-4)长圆柱筒形内部两端设置左端平面(2-4F)和右端平面(2-4G)，分别用于安装外刚性连接件(2-5)；外框架(2-4)长圆柱筒形内部两端靠近柱形内壁部位设置第一加热器(2-4M)、第二加热器(2-4I)、第一风机(2-4L)和第二风机(2-4J)，加热器可以为陶瓷材料或者硅胶电加热器，通电加热任务舱体(2B)内附近空气并通过风机使加热空气在特定通道上流通；外框架(2-4)长圆柱筒形内部两端圆柱孔周围对称设置预留柔性连接固定平面(2-4H)，每端对称设置2个或4个，两端共计对称设置4个或者8个；外框架(2-4)长圆柱筒形前后两端设置盖板连接固定平面(2-4A)，分别用于固定连接前盖板(2-6)和后盖板(2-7)；前盖板(2-6)外廓与外框架(2-4)一致，并设置窗口玻璃，与前盖板(2-6)通过胶结进行密封组合；后盖板(2-7)外廓与外框架(2-4)一致，设置有气压调节阀、充气阀、湿度计、干燥器和加热组件，加热组件包含加热器、风机和连接座，加热器为陶瓷材料或者硅胶电加热器；在广域扫描环架(2)的任务舱体(2B)内与外框架(2-4)中的第一加热器(2-4M)、第二加热器(2-4I)、第一风机(2-4L)和第二风机(2-4J)同步工作，通过控制风机转向、通风流量和加热器通断、电流实现广域侦察监视系统在高空低温环境中任务舱体(2B)内部温度满足光学器件的正常工作要求；

所述外刚性连接件(2-5)对称置于外框架(2-4)长圆柱筒形两端，外圆柱(2-5A)分别与外框架(2-4)的左端圆柱孔(2-4E)和右端圆柱孔(2-4B)配合，实现第三中心轴线(2-5K)和第二中心轴线(2-4K)一致，端面(2-5B)分别与外框架(2-4)的左端平面(2-4F)和右端平面(2-4G)贴合，同时确保侧平面(2-5C)与外框架(2-4)的盖板连接固定平面(2-4A)垂直，然后进行组合连接；平面(2-5D)以及其上设置的定位销孔(2-5E)用于定位连接运动补偿/二级稳定环架(3)；

所述运动补偿/二级稳定环架(3)为多轴多环架机构，具有内俯仰轴线(3A)和内横滚轴线(3B)，其中内横滚轴线(3B)与广域扫描环架(2)的第四中心轴线(2A)一致；运动补偿/二级稳定环架(3)包含内框架(3-1)、内左端轴系(3-2)、内右端轴系(3-3)、内上端轴系(3-4)、内下端轴系(3-5)、内刚性连接件(3-6)、光学支撑件(3-7)、望远组件(3-8)、快反镜(3-9)、传感器光学组件(3-10)、光电探测器(3-11)、惯性速率传感器(3-12)；快反镜(3-9)为具有基于子坐标系(3C)的双轴回转机构，可以为压电驱动、音圈电机驱动型式，配置有应变式或者电涡流位置传感器；

所述内框架(3-1)的框架(3-1A)上分别沿内俯仰轴线(3A)和内横滚轴线(3B)设置两组共四个圆柱孔：左圆柱孔(3-1H)、右圆柱孔(3-1J)和上圆柱孔(3-1E)、下圆柱孔(3-1F)，在每一个圆柱孔内端或者外端设置左端面(3-1I)、右端面(3-1K)、上端面(3-1D)、下端面(3-1G)，内俯仰轴线(3A)和内横滚轴线(3B)共面正交；通过左圆柱孔(3-1H)和左端面(3-1I)组合连接内左端轴系(3-2)，内左端轴系(3-2)配置有轴承、角度传感器，通过右圆柱孔(3-1J)和右端面(3-1K)组合连接内右端轴系(3-3)，内右端轴系(3-3)配置有轴承、驱动电机，内左端轴系(3-2)和内右端轴系(3-3)还设置有组合连接内刚性连接件(3-6)的圆柱孔和端面，内框架(3-1)、内左端轴系(3-2)和内右端轴系(3-3)共同组成内横滚环架，同时内框架(3-1)前后两侧面(3-1L)的左右两端分别与内刚性连接件(3-6)限制内横滚环架运动角度范围W2；通过上圆柱孔(3-1E)和上端面(3-1D)组合连接内上端轴系(3-4)，内上端轴系(3-4)配置有轴承、角度传感器，通过下圆柱孔(3-1F)和下端面(3-1G)组合连接内下端轴系(3-5)，内下端轴系(3-5)配置有轴承、驱动电机，内上端轴系(3-4)和内下端轴系(3-5)还设置有组合定位光学支撑件(3-7)的连接平面和定位销孔，内上端轴系(3-4)、内下端轴系(3-5)和光学支撑件(3-7)及其支撑器件共同组成内俯仰环架，作为内横滚环架的负载而嵌套于其中，并由内下端轴系(3-5)上的限位结构限制内俯仰环架运动角度范围W3；

所述内刚性连接件(3-6)配置数量为2，通过圆柱面(3-6C)和端平面(3-6B)分别与置于内框架(3-1)左右两端的内左端轴系(3-2)和内右端轴系(3-3)组合连接，实现第五中心轴线(3-6A)与内横滚轴线(3B)一致；组合后靠近两个侧平面(3-6H)的第一凸台(3-6D)上的第一侧面(3-6G)和第二凸台(3-6E)上的第二侧面(3-6F)分别与内框架前后两侧面(3-1L)共同限制内横滚回转范围W2；然后两个内刚性连接件(3-6)的端面(3-6I)分别与广域扫描环架(2)中外刚性连接件(2-5)的平面(2-5D)贴合，定位销孔(3-6J)与外刚性连接件(2-5)的定位销孔(2-5E)对齐并用螺钉将内刚性连接件(3-6)与广域扫描环架(2)连接组合，实现内横滚轴线(3B)与广域扫描环架(2)的第一中心轴线(2A)一致，此时侧平面(3-6H)与外刚性连接件(2-5)的平面(2-5D)一致；

所述光学支撑件(3-7)外形为圆柱形或者多面棱柱形，内腔(3-7G)与望远组件(3-8)要求的通光形状匹配为圆柱形，通过内底面(3-7H)和前端面(3-7B)组合支撑望远组件(3-8)，望远组件(3-8)按照广域侦察监视系统要求确定具体形式尺寸，为反射式、折射式或者折反射形式，组合时要求望远组件(3-8)的光轴与中心轴线(3-7A)一致；外底面(3-7C)组合支撑快反镜(3-9)、传感器光学组件(3-10)、光电传感器(3-11)、惯性速率传感器(3-12)，光学单元(3-10)为可见光、近红外、中波红外或者长波红外光学的一种或者几种的组合，相应的光电传感器(3-11)也为可见光、近红外、中波红外或者长波红外光学的一种或者几种的组合，快反镜(3-9)置于望远组件(3-8)和传感器光学组件(3-10)之间；侧面(3-7D)可用于连接组合激光测距机、激光照射器、连续变焦可见光或者红外传感器或者惯性测量单元等，惯性速率传感器(3-12)敏感运动补偿/二级稳定环架(3)的内俯仰轴(3A)和内横滚轴(3B)的惯性角速率；上下两端的连接面(3-7F)分别与内上端轴系(3-4)的第一负载连接面和内下端轴系(3-5)的第二负载连接面贴合，通过定位销孔(3-7E)分别与相应的定位销孔和定位销孔对齐，采用螺钉将其分别与内上端轴系(3-4)和内下端轴系(3-5)连接组合；

所述快反镜(3-9)集成有反射镜(3-9A)、回转机构(3-9B)，通过安装面(3-9C)与光学支撑件(3-7)的外底面(3-7C)贴合，用螺钉将快反镜(3-9)与光学支撑件(3-7)连接组合，并且实现快反镜(3-9)与望远组件(3-8)、传感器光学组件(3-10)、光电传感器(3-11)的一致组合；回转机构(3-9B)驱动反射镜(3-9A)基于子坐标系(3C)的第一坐标轴(3C-X)和第二坐标轴(3C-Y)转动，进而驱动系统光轴进行二维回转运动；

所述电子单元(4)包含处理电路板组合(4-1)、惯性测量单元IMU(4-2)、伺服接口板(4-3)、电源板(4-4)；电路板组合(4-1)基于公用母板集成了计算机板、伺服驱动板和跟踪器板，这些电路板用于进行系统工作过程中的信号传递、数据计算处理，惯性测量单元IMU(4-2)用于敏感一体化多环架平台的整体姿态，并结合安装于载机上的GPS接收天线敏感一体化多环架平台的地理位置，伺服接口板(4-3)用于进行一体化多环架平台的环架伺服驱动，电源板(4-4)对来自于载机的输入电源进行转换分配满足广域侦察监视系统中各电子电气元器件的用电需求。

3.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述第一加热组件(1-5)的加热器为陶瓷材料或者硅胶电加热器，配置数量和布局位置依据系统要求确定，配置数量m通常为偶数且对称布局，满足载机从近地到高空的独立舱体内电子、电气元器件工作温控要求。

4.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述外左端轴系(1-7)配置有轴承、角度传感器、动密封圈、密封接插件；所述外右端轴系(1-8)配置有轴承、动密封圈、密封接插件。

5.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述隔振组合(1-9)的隔振器为金属或者橡胶减振器，可以采用圆形或矩形布局构型。

6.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述左侧盖(1-4)和右侧盖(1-2)外形轮廓依据与载机的共形和气动要求设计为柱形、球形、圆锥形或者棱柱形。

7.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述驱动机构(2-1)采用齿轮、钢带传动，为一级或多级传动，包括驱动电机、驱动轮和固定座，驱动电机采用集成减速箱的直流高速伺服电机。

8.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述限位块(2-3)柱形凸块的柱形截面的形状包括矩形、梯形。

9.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述前盖板(2-6)的窗口玻璃的形状由广域侦察监视系统光电任务传感器的工作视场、海拔高度以及多环架平台的稳定环架回转范围确定，形状为圆形或者两端为半圆的矩形，窗口玻璃允许广域侦察监视系统光电任务传感器可传感光谱通过进入一体化多环架平台内部的光学系统中。

10.如权利要求1所述的面向机载广域侦察监视应用的反扫稳定一体化多环架平台，其特征在于，所述内左端轴系(3-2)的角度传感器采用旋转变压器、码盘或者电位计；

所述内右端轴系(3-3)的驱动电机采用直流力矩电机。

Images