DE1217635B

DE1217635B - Gimbal-mounted, stabilized platform

Info

Publication number: DE1217635B
Application number: DEE23031A
Authority: DE
Inventors: Stafford Malcolm Ellis
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1961-06-15
Filing date: 1962-06-14
Publication date: 1966-05-26
Also published as: GB988089A; US3335614A

Description

Kardanisch gelagerte, stabilisierte Plattform Die Erfindung betrifft eine kardanisch gelagerte, stabilisierte Plattform, auf welcher mehrere azimutstabile Elemente angeordnet sind.Gimbal-mounted, stabilized platform The invention relates to a gimbal-mounted, stabilized platform on which several azimuth-stable Elements are arranged.

Es ist bekannt, auf einer azimutstabil gelagerten Plattform mehrere Kreisel oder andere Fühlvorrichtungen zusammen mit Beschleunigungsmessern anzuordnen. Bei einer bekannten Ausführungsform erfolgt die azimutstabile Lagerung der Plattform innerhalb einer Kardanringanordnung, wobei mit Rücksicht auf die erforderliche Festigkeit des Systems ein großes Gewicht in Kauf genommen werden muß und im Falle einer vierachsigen Lagerung bei Winkelbewegungen des die Plattform tragenden Fahrzeugs um gleichzeitig mehr als eine Achse der äußere Kardanring zwecks Vermeidung einer Kardansperre unter Aufbringung erheblicher Kräfte im: Raum beschleunigt werden muß. Ein weiterer Nachteil einer solchen Anordnung - liegt darin, daß die Zugänglichkeit der azimutstabilen Plattform und der auf ihr angeordneten Elemente durch die Kardanringe behindert ist. It is known to have several on a platform mounted in a stable azimuth To place gyroscopes or other sensing devices with accelerometers. In a known embodiment, the azimuth-stable mounting of the platform takes place within a gimbal arrangement, taking into account the required strength of the system a great weight must be accepted and in the case of a four-axis Storage for angular movements of the vehicle carrying the platform at the same time more than one axis of the outer gimbal in order to avoid a gimbal lock under Application of considerable forces in: space must be accelerated. Another disadvantage such an arrangement - lies in the fact that the accessibility of the azimuth-stable Platform and the elements arranged on it obstructed by the gimbals is.

Diese Mängel werden teilweise vermieden durch eine bekannte Ausbildung der Kardanlagerung als im Zentrum der Plattform liegende Kardankreuzlagerung. Diese Lagerung hat ein geringes Gewicht und gewährleistet eine gute Zugänglichkeit der Plattform und der auf ihr angeordneten Elemente. Jedoch ist hierbei die Plattform nicht azimutstabil. Vielmehr muß im Bedarfsfalle ein äußerer, zusätzlicher Rahmen vorgesehen werden, der eine azimutale Drehfreiheit gewährleistet. Durch diese Ausbildung gehen aber die Vorteile der zentralen Kardankreuzlagerung, nämlich geringes Gewicht und gute Zugänglichkeit, zumindest teilweise wieder verloren. These deficiencies are partially avoided by a known design the cardan mount as a cardan cross mount located in the center of the platform. These Storage has a low weight and ensures good accessibility of the Platform and the elements arranged on it. However, this is the platform not azimuth stable. Rather, if necessary, an external, additional frame must be used be provided, which ensures azimuthal freedom of rotation. Through this training but the advantages of the central cardan mount, namely low weight and good accessibility, at least partially lost again.

Demgegenüber ist es das Ziel der Erfindung, die azimutstabile Lagerung der Kreisel und Beschleunigungsmesser bei Verwendung einer Kardankreuzlagerung auch ohne einen äußeren zusätzlichen Tragrahmen zu verwirklichen. Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, auf eineAzimutstabilisierung der Plattform überhaupt zu verzichten und die azimutstabil zu lagernden Bauteile um ein zelne Azimutachsen drehbar auf der nicht azimutstabilen Plattform anzuordnen. In contrast, the aim of the invention is the azimuth-stable storage the gyro and accelerometer if using a gimbal mount too without realizing an external additional support frame. The basic idea of the The solution according to the invention consists in relying on azimuth stabilization of the platform To do without at all and to store the azimuth-stable components around individual To arrange azimuth axes rotatable on the non-azimuth-stable platform.

Eine kardanisch gelagerte stabilisierte Plattform, auf welcher mehrere azimutstabile Elemente angeordnet sind, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Kardanlagerung als an sich bekannte Kardankreuzlagerung die Plattform die Gestalt eines Hufeisens hat, durch dessen Maul der Tragarm des Kardankreuzes durchgreifen kann, daß die azimutstabilen Elemente unmittelbar auf der Plattform symmetrisch um das Plattformzentrum ver- teilt um getrennte Azimutachsen drehbar gelagert sind und daß die Azimutachsen durch eine die azimutstabilen Elemente ausrichtende Kupplungseinrichtung miteinander verbunden sind. A gimbal-mounted stabilized platform on which several azimuth-stable elements are arranged, is characterized according to the invention, that in the training of the cardan mount as a known gimbal cross mount the Platform has the shape of a horseshoe, through whose mouth the support arm of the cardan cross can intervene that the azimuth-stable elements directly on the platform symmetrically around the platform center splits rotatable around separate azimuth axes are stored and that the azimuth axes are aligned by the azimuth-stable elements Coupling device are connected to each other.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen von Plattformen gemäß der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterungen. Es zeigt F i g. 1 eine Plattform mit drei Achsen, F i g. 2 eine Plattform mit vier Achsen, F i g. 3 eine andere Ausführungsform einer Plattform mit vier Achsen, Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen von Kupplungsgliedern zur Aufrechterhaltung der Orientierung von vier stabilen Elementen. The following description of preferred embodiments of platforms according to the invention is used in connection with the accompanying drawing of the further Explanations. It shows F i g. 1 a platform with three axes, FIG. 2 a platform with four axes, FIG. 3 another embodiment of a platform with four axes, 4 and 5 are schematic representations of coupling members for maintenance the orientation of four stable elements.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird die Rollachse der Plattform durch eine erste Welle 1 gebildet, die in einem Tragarm 2 gelagert ist, der sich von einem Träger 3 in eine hufeisenförmige Plattform 4, und zwar durch das Maul des Hufeisens, hinein erstreckt. Die Welle 1 ist rechtwinklig mit einer zweiten Welle 5 verbunden, die die Nickachse der Plattform bildet, wobei die äußeren Enden der Welle 5 an der Plattform gelagert sind. Die Plattform 4 besitzt einen U-förmigen Querschnitt, der sich nach außen derart öffnet, daß z. B. vier azimutstabile Elemente 6 in der U-förmigen Ausnehmung der Plattform untergebracht werden können. Die -azimutstabilen Elemente 6 sind mit ihren Azimutachsen unter gleichem Winkel und konzentrisch um das Symmetriezentrum der Plattform angeordnet, welches am Schnittpunkt der Wellen 1 und 5 liegt. Oberhalb und parallel zur Plattform 4 ist eine ebenfalls- hufeisenförmige Lasche 7 angeordnet, mit der die äußeren Enden von gleichlangen Hebelarmen 8 schwenkbar verbunden sind, welche sich von den Azimutachsen 9 aus erstrecken, die ihrerseits die azimutstabilen Elemente 6 der Plattform 4 tragen. In the embodiment of FIG. 1, the roll axis of the platform formed by a first shaft 1 which is mounted in a support arm 2, which from a carrier 3 into a horseshoe-shaped platform 4, through the mouth of the horseshoe, extends into it. The shaft 1 is at right angles to a second Shaft 5 connected, which forms the pitch axis of the platform, with the outer ends the shaft 5 are mounted on the platform. The platform 4 has a U-shaped Cross section that opens to the outside in such a way that, for. B. four azimuth stable elements 6 can be accommodated in the U-shaped recess of the platform. The azimuth stable Elements 6 are with their azimuth axes at the same angle and concentric around the center of symmetry of the platform, which is located at the intersection of the waves 1 and 5 lies. Above and parallel to the platform 4 is also a horseshoe-shaped one Tab 7 is arranged with which the outer ends of lever arms 8 of the same length can be pivoted are connected, which extend from the azimuth axes 9, which in turn the azimuth-stable elements 6 of the platform 4 carry.

Die in F i g. 2 dargestellte Vierachsanordnung weist ebenso wie die Ausführungsform gemäß F i g. 1 eine hufeisenförmige Plattform 4, azimutstabile Elemente 6, eine hufeisenförmige Lasche 7 und Hebelarme 8 auf. Die wie in F i g. 1 durch den- Tragarm 2 und den Träger 3 gehaltene Welle 10 bildet hier jedoch die äußere Rollachse der Plattform, während die innere Rollachse -durch eine dritte Welle 11 gebildet ist, die in ihrer Mittellage koaxial zur Welle 10 liegt und schwenkbar mit dieser über ein als Gabelkopf ausgebildetes Zwischenteil 12 verbunden ist. Das Zwischenteil 12 umfaßt eine kurze, als Nickachse wirkende Kardanachse 13, die in diesem Falle nicht mit der Plattform 4 verbunden ist. The in F i g. 2 shown four-axis arrangement as well as the Embodiment according to FIG. 1 a horseshoe-shaped platform 4, azimuth-stable elements 6, a horseshoe-shaped tab 7 and lever arms 8. The as in Fig. 1 through However, the shaft 10 held by the support arm 2 and the support 3 forms the outer one here Roll axis of the platform, while the inner roll axis - by a third shaft 11 is formed, which is coaxial with the shaft 10 in its central position and is pivotable is connected to this via an intermediate part 12 designed as a fork head. That Intermediate part 12 comprises a short cardan axis 13 acting as a pitch axis, which is shown in FIG in this case is not connected to the platform 4.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Vierachsanordnung dargestellt, bei der eine einzige äußere Kardanachse 10 schwenkbar mit einem zusätzlichen Kardanringl6 durch eine kurze, zusätzliche Achse 17 verbunden ist. Diese querverlaufende Achse 17 vermittelt eine zusätzliche Rollfreiheit, wenn das Fahrzeug, in dem die Plattform angeordnet ist, ungefähr senkrecht nach unten oder oben gerichtet ist. Der Kardanring 16 hat diametrale, die innere Kardanachse bildende Ansätzel8, die in der Plattform 4 gelagert sind und gemeinsam die Nickachse bilden. In Fig. 3 is a further embodiment of a four-axis arrangement shown, in which a single outer cardan shaft 10 can be pivoted with an additional Kardanringl6 is connected by a short, additional axle 17. This transverse Axis 17 provides additional freedom of movement when the vehicle in which the Platform is arranged, is directed approximately vertically downwards or upwards. The cardan ring 16 has diametrical, the inner cardan axis forming lugs 8, the are stored in the platform 4 and together form the pitch axis.

Die F i g. 4 und 5 zeigen, wie die hufeisenförmige Lasche 7 die Orientierung der eine gleiche Länge aufweisenden Hebelarme 8 aufrechterhält. The F i g. 4 and 5 show how the horseshoe-shaped tab 7 the orientation the lever arms 8 having the same length is maintained.

Eine stabile Plattform gemäß der Erfindung erfordert selbstverständlich zahlreiche übliche Teile, die - um eine Überlastung der Zeichnung zu vermeiden nicht dargestellt sind. Beispielsweise können in herkömmlicher Weise Servomotoren mit den Stabilisierungsachsen gekuppelt und durch elektrische Signale von den Kreiseln gesteuert sein, die auf der Plattform angeordnet sind. A stable platform according to the invention naturally requires numerous common parts that do not - to avoid overloading the drawing are shown. For example, servomotors can be used in a conventional manner coupled to the stabilization axes and by electrical signals from the gyroscopes be controlled, which are arranged on the platform.

Claims

Claims: 1. Gimbal-mounted, stabilized platform, on which several azimuth-stable elements are arranged, marked with dadur-ch, that in the training of the cardan mount as a known gimbal cross mount the Platform (4) has the shape of a horseshoe, through whose mouth the support arm (2) the cardan cross can take hold; that the azimuth-stable elements (6) are immediate on the platform (4) symmetrically distributed around the platform center by separate Azimuth axes (9) are rotatably mounted and that the azimuth axes (9) through a die azimuth-stable elements (6) in the same directionaligning coupling device (7, 8) are connected to each other.

2. Platform according to claim 1, characterized in that the horseshoe-shaped Platform (4) has approximately the shape of a laterally opening U in cross-section, between the legs of the azimuth-stable elements (6) with their azimuth axes (9) are stored.

3. Platform according to claim 1 and 2, characterized in that the Coupling device from lever arms (8) and connected to the azimuth axes (9) a horseshoe-shaped bracket (7) connecting all lever arms (8).

4. Platform according to claim 1 to 3, characterized in that for Achieving additional freedom of rotation of the platform (4) by an additional, In a known manner, if necessary, the axis of rotation is coaxial with the outer cardan axis (10) (11) one which supports the additional axis of rotation (11) on the inner cardan axis (13) Intermediate part (12) is provided (Fi g. 2).

5. Platform according to claim 1 to 3, characterized in that for Maintaining the freedom of rotation of the platform (4) in the event of a temporary Vertical position of the outer cardan axis (10) an additional cardan ring (16) is arranged, the pivoting of the inner cardan axis (18) relative to the outer cardan axis (16) about one on both cardan axes (16, 18) standing perpendicular additional axis (17) allows (F i g. 5).

References considered: U.S. Patent No. 2378 858, 2771779, 2949030.