DE3308076C2

DE3308076C2 -

Info

Publication number: DE3308076C2
Application number: DE19833308076
Authority: DE
Inventors: Raimar Dipl.-Ing. 8505 Roethenbach De Steuer; Guenter 8523 Baiersdorf De Trummer; Utz Udo 8563 Schnaittach De Ahlers
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1983-03-08
Filing date: 1983-03-08
Publication date: 1989-04-06
Also published as: DE3308076A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Plattform gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a platform according to the preamble of Claim 1.

Eine derartige Plattform ist aus der DE-AS 25 34 768 bekannt. Dort ist vorgesehen, einen Antennen-Systemträger allseitig beweglich einerseits an einem Kugel-Gleitlager auf einer Mastspitze und anderer seits einer mastfesten sphärischen Reaktionsbahn gegenüber zu lagern. Die Plattform wird dadurch in Drehbewegung - sowie gleichzeitig in Ausgleichsbewegung gegenüber der momentanen Mastbewegung - versetzt, daß ein System vom Linearschub-Antriebseinrichtungen mit der, die Rotationsachse des Antennensystems umgebenden, Reaktionsbahn zusammen wirkt. Dadurch sollen störanfällige mechanisch-starre Verbindungen zwischen den Antriebseinheiten einerseits und andererseits dem System träger vermieden werden. Es wird also nicht der Systemträger selbst unmittelbar bewegt, sondern die sphärische Abstützung, längs der die Reaktionsbahn sich verschiebt, wird so bewegt, daß daraus die gewünschte Antennen-Bewegung resultiert. Der dafür erforderliche Montageraum ist allerdings sehr groß, und trotz des zu erwartenden hohen Steuerungsaufwandes für die untereinander, unter Berücksichtigung des festen Radius bezüglich des Kuppelgleitlagers unterschiedlich, einzustellenden Gleitlagerpunkte für die Rotationsbahn ist nur eine mäßige Systemträger-Dynamik zu erwarten. Such a platform is known from DE-AS 25 34 768. There It is provided that an antenna system carrier can be moved on all sides on the one hand on a spherical plain bearing on a mast tip and on the other on the side of a mast-fixed spherical reaction path. As a result, the platform rotates - as well as simultaneously in compensation movement compared to the current mast movement - offset, that a system of linear thrust drive devices with that Rotation axis of the antenna system surrounding, reaction path together works. This is intended to cause mechanically rigid connections that are susceptible to faults between the drive units on the one hand and the system on the other carriers are avoided. So it does not become the system carrier itself immediately moved, but the spherical support, along the the reaction path is shifted so that the desired antenna movement results. The necessary one Assembly room is very large, however, and despite the expected high control effort for each other, taking into account the fixed radius is different with respect to the dome sliding bearing, The sliding bearing points to be set for the rotation path is only one moderate system carrier dynamics to be expected.

Aus der US-PS 42 04 214 und aus der DE-AS 28 09 158 sind verschiedene Konstruktionen von Tragwerksknoten-Gelenken bekannt, die dafür ausge legt sind, eine Antenne mit möglichst wenigen Linear-Aktuatoren in allen räumlichen Freiheitsgraden ausrichten zu können. Die Ab stützung der Tragwerksknoten-Konstruktionen bedingt aber einen großen Raumbedarf, und die unterschiedlich orientierten Stäbe sind knick kritisch bei hohen mechanischen Belastungen. Aus der EP-OS 00 43 772 ist die Abstützung einer Antennen-Plattform auf einer gerätefesten Zylinderfeder bekannt, mit Verschwenkung der Feder samt der Plattform über Aktuatoren, die an der Plattform bzw. an ihrer Trägerkonstruktion angeordnet sind. Problematisch ist bei dieser Lösung jedoch insbesondere, daß in bezug auf die Aktuator-Wirkrichtungen unkontrollierte Bewegungs komponenten auftreten können, für deren konstruktive und kinetische Beherrschung aufwendige Gelenkkonstruktionen erforderlich sind, die zu extrem nicht-linearem Steuerungsverhalten bei der Plattform-An steuerung führen.From US-PS 42 04 214 and from DE-AS 28 09 158 are different Constructions of structural knuckle joints known for this an antenna with as few linear actuators as possible to be able to align in all spatial degrees of freedom. The Ab support of the structural node constructions requires a large one Space requirements, and the differently oriented bars are kinked critical for high mechanical loads. From EP-OS 00 43 772 is the support of an antenna platform on a fixed device Cylinder spring known, with pivoting of the spring including the platform via actuators on the platform or on its support structure are arranged. However, the problem with this solution is in particular that uncontrolled movement with respect to the actuator directions of action components can occur for their constructive and kinetic Mastery of complex joint designs are required, the too non-linear control behavior when platform-on control.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Plattform gattungs gemäßer Art als Systemträger zur Aufnahme von Ortungseinrichtungen derart auszulegen, daß sie, eingebaut in ein Projektil als Träger- Objekt, nicht nur für schnelle, definierte Bewegungen zur Zielsuche und Zielverfolgung angesteuert werden kann, sondern insbesondere auch konstruktive Möglichkeiten für einen abschußfesten Aufbau er öffnet.The invention has for its object a generic type according to the type as a system support for accommodating location devices to be interpreted in such a way that they are built into a projectile as a carrier Object, not only for fast, defined movements to search for a destination and target tracking can be controlled, but in particular constructive options for a fireproof structure he opens.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung gemäß dem Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches gelöst. Nach dieser Lösung sind robuste Tauch anker-Linearmotoren vorgesehen, die sich duch besonders hohe Dynamik auszeichnen. Die jeweilige dämpfende Gegenkraft, die bei einem Antrieb hoher Dynamik erforderlich ist, wird ebenfalls durch Tauchankermotore aufgebracht, welche dann gegensinnig zu den Einstellmotoren wirken und dadurch das kinematische Verhalten des Systems bei hoher Dynamik in weiten Grenzen relativ leicht beherrschbar machen. This object is according to the invention according to the labeling part of the main claim solved. After this solution are robust diving anchor linear motors are provided, which are characterized by particularly high dynamics award. The respective damping counterforce that occurs with a drive high dynamics is also required by submersible motors applied, which then act in the opposite direction to the setting motors and thereby the kinematic behavior of the system with high dynamics make it relatively easy to control within wide limits.

Die antreibenden und die gegenwirkenden Tauchanker-Linearmotore sind, bei einer im wesentlichen normal zur Plattform ausgerichteten Krafteinleitungs-Orientierung, unmittelbar gelenkig mit der Plattform verbunden, so daß sich bei kleinen zu bewegenden Massen und geringen Einbauabmessungen unter kinetisch günstigen Gegebenheiten relativ große Plattform-Schwenkwinkel rasch durchfahren lassen.The driving and counteracting submersible linear motors are, with a substantially normal to the platform Force application orientation, directly articulated with the platform connected so that small masses to be moved and small Installation dimensions under kinetically favorable conditions relative allow large platform swivel angles to be traversed quickly.

Damit ist ein anderer Weg eingeschlagen, als nach der gattungsbildenden Vorveröffentlichung bei einem sphärischen Lager für eine gesonderte Plattform-Stütze mit Reaktionsbahn unterschiedliche Einstellungen vorzusehen. Denn eine solche Reaktionsbahn ist nach der erfindungs gemäßen Lösung überhaupt nicht erforderlich. Andererseits eröffnet die Lösung nach der Erfindung die unten näher erläuterte Möglichkeit, eine Reaktionsfläche in der Funktion eines Kugel-Gleitlagers zu realisieren, bei der dann aber ebenfalls nicht die Gleitbahn eingestellt wird, sondern die Tauchanker-Linearstellglieder unmittelbar gelenkig an die kugelig abgestützte Plattform angreifen.This is a different path from that of the generic one Pre-release for a spherical bearing for a separate one Platform support with reaction track different settings to provide. Because such a reaction path is according to the Invention appropriate solution at all not required. On the other hand, opened the solution according to the invention, the possibility explained in more detail below, a reaction surface in the function of a spherical plain bearing realize, but then also not set the slideway but the plunger linear actuators are directly articulated attack the spherically supported platform.

Für die Realisierung besonders rascher Verschwenkbewegungen mit präziser Endausrichtung der Plattform ist somit nun auch nicht mehr der Rückgriff auf rotatorische Servo-Stellsysteme erforderlich, deren dynamisches Verhalten kritisch ist und bei denen Betriebs beschränkungen infolge der Trägheit der rotatorisch zu bewegenden Massen mit unvermeidlichem Spiel bei der getrieblichen Bewegungs übertragung zu berücksichtigen sind. For the realization of particularly fast swiveling movements with The final final alignment of the platform is no longer necessary the use of rotary servo control systems is required, whose dynamic behavior is critical and where operational restrictions due to the inertia of the rotating Crowds with inevitable play in gear movement transmission must be taken into account.

Statt dessen können die Stellmotore nun - apparativ sogar weniger au wendig - einfach als elektromagnetisch betreibbare Tauchankersysteme oder andere Linearmotoranordnungen ausgebildet sein, die an verschie denen Punkten der Plattform angreifen und so durch ihre Linearver stellung die Plattform in weiten Winkelbereichen im Raum verschwenken können. Die Linearmotore können dabei im Interesse dynamisch stabiler Verstellbewegungen gegen elastische Rückstellkräfte arbeiten; als die nicht gesteuerte oder vorzugsweise gegensinnig gesteuerte entsprechen de Linearmotore vorgesehen sein können, mit Berücksichtigung des dyna mischen Systemverhaltens bei der Ansteuerung des jeweils gerade gegen sinnig arbeitenden Linearmotors.Instead, the servomotors can now - even less in terms of equipment manoeuvrable - simply as electromagnetically operated immersion anchor systems or other linear motor arrangements can be formed, which different attack the points of the platform and thus through their linear position swivel the platform in wide angular ranges in space can. The linear motors can be dynamically more stable in the interest Adjustment movements work against elastic restoring forces; as the not controlled or preferably controlled in opposite directions de Linear motors can be provided, taking into account the dyna mix system behavior when controlling the currently counter sensible linear motor.

Insbesondere für die Zielauffassung und Zielverfolgung von einem Flug körper als Plattform-Trägerobjekt aus braucht die Plattform-Orientie rung lediglich einen begrenzten Raumwinkel zu überstreichen; wobei jedoch zum Ausgleich der Eigenbewegung des Trägerobjektes gegenüber einem raumfesten Bezugssystem bzw. dem Zielpunkt eine Vielzahl von Be wegungskomponenten einander zu überlagern sind. Während es grund sätzlich für die Plattform-Bewegung ausreichen würde, die Plattform an den Ecken eines Dreiecks gelenkig abzustützen und eine dieser Stützstellen am Trägerobjekt selbst anzulenken, also nur zwei An griffsstellen für die Linearmotore vorzusehen, ist es deshalb zweck mäßig, die Plattform vollständig beweglich im Trägerobjekt aufzu hängen, nämlich mit Anlenkung von drei oder vorzugsweise sogar vier Line armotoren an in der Hauptebene der Plattform möglichst weit ausein anderliegenden Angriffsstellen. Die mechanisch stabile Halterung der Plattform im Trägerobjekt ist einfach dadurch sicherstellbar, daß wenigstens einer der Linearmotore seinerseits starr am Trägerobjekt gehaltert ist. In particular for the target acquisition and target tracking of a flight body as a platform carrier object needs the platform orientation tion only over a limited solid angle; in which however to compensate for the self-movement of the carrier object a fixed reference system or the target point a variety of Be motion components are to be superimposed on one another. While it's basic the platform would also suffice for the platform movement articulated at the corners of a triangle and one of these To articulate support points on the carrier object itself, i.e. only two types It is therefore appropriate to provide handle points for the linear motors moderate, the platform to move completely movable in the carrier object hang, namely with articulation of three or preferably even four lines arm motors on the main level of the platform as far apart as possible other points of attack. The mechanically stable bracket of the The platform in the carrier object can be secured simply by at least one of the linear motors in turn rigid on the carrier object is supported.

Insbesondere bei betriebsbedingt begrenzt vorgegebenem Schwenkwinkel der Plattform kann es andererseits zweckmäßig sein, diese selbst als Hebelarm zwischen zwei gegensinnig zu beaufschlagenden Linearmotoren auszubilden und dafür die Plattform nach Maßgabe ihrer Bewegungs- Freiheitsgrade im Hebel-Drehpunkt am Trägerobjekt anzulenken, näm lich für eindimensionale Schwenkbewegungen längs einer zylindrischen Fläche und für zweidimensionale Schwenkbewgungen längs einer kugel förmigen Fläche abzustützen.Especially when the swivel angle is limited due to the operating conditions the platform, on the other hand, it may be expedient to use this itself Lever arm between two opposing linear motors train and therefore the platform according to their movement To direct degrees of freedom in the fulcrum of the lever on the carrier object Lich for one-dimensional swivel movements along a cylindrical Surface and for two-dimensional swivel movements along a sphere shaped surface.

Wenn die Plattform-Träger von Ortungselementen im Suchkof eines Flug körpers ist, treten beim Abschuß ganz erhebliche mechanische Bean spruchungen der Plattform-Abstützung dem Trägerobjekt gegenüber auf. Gemäß einer Weiterbildung von insoweit auch selbständiger Bedeutung ist vorgesehen, zur Erhöhung der mechanischen Beanspruchbarkeit der Plattform-Lager aufgrund der bei Beschleunigung eines Trägerobjekt- Flugkörpers auftretenden Reaktionskräfte eine derartige kugelförmige Abstützung für zwei Freiheitsgrade der Plattform-Schwenkbewegungen an den Außenrand der Plattform und damit außerhalb der Angriffsbe reiche der Linearmotoren zu verlegen. Dafür ist am Trägerobjekt eine in dessen Beschleunigungsrichtung offene hohlkugelförmige Stützfläche nach Art einer Kugelabschnitt-Geometrie ausgebildet, gegen die die Plattform mit entsprechend konfigurierten seitlichen Führungsflan schen anliegt. Die großflächige Abstützung längs einer Kugelgeometrie ergibt somit eine überaus hohe mechanische Beanspruchbarkeit aufgrund entsprechend verringerten spezifischen Flächendruckes.If the platform carrier of location elements in the search box of a flight is body, kick very considerable mechanical Bean when shot the platform support against the carrier object. According to a further education of independent importance is intended to increase the mechanical strength of the Platform storage due to the acceleration of a carrier object Missile reaction forces occurring such a spherical Support for two degrees of freedom of the platform swivel movements to the outer edge of the platform and thus outside the attack area range of linear motors. For this there is a on the carrier object hollow spherical support surface open in its acceleration direction formed in the manner of a spherical segment geometry against which the Platform with appropriately configured side guide flange is concerned. The extensive support along a spherical geometry thus results in an extremely high mechanical strength due to correspondingly reduced specific surface pressure.

Zusätzliche Weiterbildungen und Alternativen sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen sowie aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Be schränkung auf das Wesentliche stark vereinfacht skizzierten bevor zugten Ausführungsbeispielen zu den erfindungsgemäßen Lösungen. Es zeigt Additional training and alternatives as well as other features and advantages of the invention result from the further claims and from the following description of in the drawing under Be Limitation to the essentials simplified before preferred embodiments of the solutions according to the invention. It shows

Fig. 1 in symbolisch vereinfachter Darstellung, dabei teilweise perspektivisch skizziert, eine freie Aufhängung einer ebenen Plattform zwischen je weil zwei einander unmittelbar gegenüberlie genden und entgegengesetzten Linearmotoren, die in einen Flugkörper als deren Trägerob jekt eingebaut sind, Fig. 1 in symbolic simplified representation, thereby partially perspective sketched, a free suspension of a planar platform between each two mutually directly because gegenüberlie constricting and opposite linear motors, which are installed ject in a missile as its Trägerob,

Fig. 2 in Prinzipdarstellung die Plattform als Hebel zur Kraftübertragung zwischen in gleicher Rich tung gegensinnig angreifenden Linearmotoren mit kugelgelenkförmiger Abstützung des Hebe-Dreh punktes am Trägerobjekt, und Fig. 2 in a schematic representation of the platform as a lever for power transmission between in the same direction Rich attacking linear motors with ball-shaped support of the lifting pivot point on the support object, and

Fig. 3 in Weiterbildungen der Maßnahmen entsprechend Fig. 2 eine Verlagerung der kugelförmigen Platt form-Abstützung in deren Randbereich bei Einbau der Plattform in den Suchkopf eines Flugkörpers. Fig. 3 in developments of the measures corresponding to FIG. 2, a displacement of the spherical platform support in its edge area when installing the platform in the seeker head of a missile.

Die in Fig. 1 als rechteckig berandete, ebene Platte skizzierte Platt form 1 kann jede beliebige geometrische zweidimensionale oder drei dimensionale Formgebung aufweisen. Im konkreten Realisierungsfalle richtet sich die Formgebung nach dem Anwendungszweck. Insbesondere wenn die Plattform 1 gemäß dem bevorzugten Anwendungsbeispiel als Träger für ein aktives (Auswertung reflektierter Energie) oder für ein passives (Auswertung allein aus der Umgebung aufgenommener Ener gie) Ortungselement 2 dient, kann es zweckmäßig sein, durch entspre chende dreidimensionale Ausbildung der Plattform 1 ihr zugleich die Wir kung eines Reflektors für eine wünschenswerte Geometrie der Ortungs charakteristik 3 zu geben. Beim Ortungselement 2 kann es sich bei spielsweise um eine Anordnung passiver und gegebenenfalls auch akti ver, im Infrarotbereich ansprechender elektrooptischer Bauteile oder um eine Anordnung von Höchstfrequenz-Antennen im Brennpunkt eines hohlspiegelförmigen Millimeterwellen-Reflektors handeln. The sketched as a rectangular edged flat plate in Fig. 1 Platt form 1 can have any geometrical two-dimensional or three dimensional shape. In the specific implementation case, the shape depends on the application. In particular, if the platform 1 according to the preferred application example serves as a carrier for an active (evaluation of reflected energy) or for a passive (evaluation of energy taken only from the environment) locating element 2 , it may be expedient by appropriate three-dimensional design of the platform 1 to give her at the same time the effect of a reflector for a desirable geometry of the location characteristic 3 . The locating element 2 can be, for example, an arrangement of passive and possibly also active, in the infrared range responsive electro-optical components or an arrangement of high-frequency antennas in the focus of a hollow mirror-shaped millimeter-wave reflector.

Um die, bevorzugt mit der Hauptrichtung der Ortungscharakteristik 3 übereinstimmende, Normale auf der Hauptebene der Plattform 1 in einer gewünschten Richtung im Raum zu orientieren, ist die Plattform 1 in ihrem im Raum beweglichen Trägerobjekt 4, beispielsweise im Suchkopf eines Flugkörpers 5, beweglich aufgehängt. Für eine Bewegung der Platt form 1 gegenüber dem Trägerobjekt 4 wirken an räumlich gegeneinander versetzten Angriffsstellen 6 Stellmotore 7 auf die Plattform 1, z. B. in voneinander abweichenden Richtungen, ein. Die Stellmotore 7 sind zur Aufnahme der Reaktionskräfte ihrer Stellbewegungen gegenüber dem Trägerobjekt 4 abgestützt, z. B. an trägerobjektfesten Halterungsrah men 8 montiert.To the, preferably with the main direction of the tracking characteristic 3 to orient matching normal to the main plane of the platform 1 in a desired direction in space, is the platform 1 in its moving in the room carrier object 4, movably suspended for example in the seeker head of a missile. 5 For a movement of the platform form 1 against the carrier object 4 act at spatially offset attack points 6 actuators 7 on the platform 1 , z. B. in mutually different directions. The servomotors 7 are supported to absorb the reaction forces of their actuating movements relative to the carrier object 4 , for. B. men 8 mounted on supporting frame Haltungsrah.

Die Plattform 1 ist raumfest, z. B. an wenigstens drei Punkten oder wie dargestellt an den vier Ecken eines Rechtecks, beweglich gehaltert. Wenigstens zwei dieser Halterungspunkte - im dargestellten Beispiels falle die vier Eckpunkte der Plattform 1 - dienen als Angriffsstellen 6 für Stellmotore 7 in Form von Linearmotoren 9. Unter Umständen können Hebelgestänge zwischengeschaltet sein, um spezifische kinematische Abhängigkeiten ohne das Erfordernis entsprechender elektrischer An regungsfunktionen zu gewährleisten. Bevorzugt stimmt jedoch deren Wirkrichtung mit deren Achsrichtung und somit mit der Verschieberich tung ihrer Stellglieder 10 überein, nämlich im wesentlichen parallel zur Plattform-Normalen verlaufend. Die Motore 9 können vollständig gelenkig (in der Zeichnungs-Skizze durch kleine Kreise symbolisiert) zwischen den Halterungsrahmen 8 und der Plattform 1 für Aufbringen allein von Zug- und Druckkräften eingebaut sein. Für definierte Bewegungsabläufe abhängig von der Motor-Ansteuerung, also zur Sicherung gegen uner wünschte Verlagerungen der Plattform 1 längs ihrer Hauptebene, kann es neben anderen Maßnahmen aber zweckmäßig sein, bei wenigstens einem der Liniearmotore 9, Freiheitsgrade der Bewegung gegenüber dem Rahmen 8 zu beschränken.The platform 1 is fixed in space, e.g. B. at least three points or as shown at the four corners of a rectangle, movable. At least two of these mounting points - in the example shown the four corner points of platform 1 fall - serve as points of attack 6 for servomotors 7 in the form of linear motors 9 . Under certain circumstances, lever linkages can be interposed in order to ensure specific kinematic dependencies without the need for corresponding electrical excitation functions. However, their direction of action preferably coincides with their axial direction and thus with the direction of displacement of their actuators 10 , namely essentially parallel to the platform normal. The motors 9 can be completely articulated (symbolized in the drawing sketch by small circles) between the mounting frame 8 and the platform 1 for the application of tensile and compressive forces alone. For defined motion sequences depending on the motor control, i.e. to secure against undesired displacements of the platform 1 along its main plane, it can be expedient, among other measures, to limit degrees of freedom of movement in relation to the frame 8 in at least one of the linear motors 9 .

Die Linearmotore 9 sind bevorzugt als elektromagnetische Tauchspulen systeme ausgebildet. The linear motors 9 are preferably designed as electromagnetic moving coil systems.

Dafür ist jedes Stellglied 10 Bestandteil von einem, oder Koppel glied zu einem, beispielsweise aus ferromagnetischem Material be stehenden Tauchanker 11, der je nach den elektromagnetischen Durch flutungsgegebenheiten und den entgegengerichteten äußeren Kraftein wirkungen mehr oder weniger tief in den hohlzylindrischen Innenraum eines Spulensystems 12 hineingezogen wird. Beim Tauchanker 11 kann es sich, wie in der Skizze dargestellt, um einen einfachen prismatischen Tauchanker handeln. Je nach der Ausbildung des Spulensystems 12 kann es sich aber auch beispielsweise um ein U-förmiges oder E-förmiges Gebilde handeln; beispielsweise wenn bei kurzen axialen Abmessungen des Linearmotors 9 in bestimmten radialen Richtungen Raum für Aufbau mehrerer nebeneinanderliegender einzelner Spulen des Spulensystems 12, für entsprechend größere elektromagnetische Kraftübertragung, zur Ver fügung steht.For this purpose, each actuator 10 is part of a, or coupling link to a, for example made of ferromagnetic material be existing plunger anchor 11 , the effects depending on the electromagnetic flow conditions and the opposing external force effects more or less deep into the hollow cylindrical interior of a coil system 12 . As shown in the sketch, the plunger anchor 11 can be a simple prismatic plunger anchor. Depending on the design of the coil system 12 , however, it can also be, for example, a U-shaped or E-shaped structure; for example, when there are short axial dimensions of the linear motor 9 in certain radial directions, there is space for the construction of several individual coils of the coil system 12 lying next to one another, for correspondingly greater electromagnetic force transmission.

Der Tauchanker 11 kann polarisiert, also als permanent-magnetischer Dipol (Stabmagnet) ausgebildet sein, um allein über die elektroma gnetische Durchflutungsrichtung im Spulensystem 12 eine Umkehr der Richtung der mechanischen Verstell-Einwirkung auf die Plattform 1 zu ermöglichen. Steuerungstechnisch und insbesondere schaltungstechnisch einfachere Verhältnisse werden sich jedoch im allgemeinen ergeben, wenn nur eine Durchflutungsrichtung im Spulensystem 12 vorgesehen wird und demzufolge der Tauchanker 11 gegen entgegengesetzt auf die Plattform 1 einwirkende Rückstellkräfte arbeitet, wie sie ohnehin für Gewährleistung definierter stationärer Eintauchstellungen in Abhängig keit von den Spulen-Durchflutungen vorgesehen sind. Diese Rückstell kräfte können von einer in Richtung des Linearmotors 9 angreifenden Druckfeder oder von gegenüberliegend eingespannten Zugfedern aufge bracht werden; dann nimmt die Plattform 1 noch einer Verstellbewegung eine neue Ruhelage ein, die durch das Kräftegleichgewicht der Feder auslenkung gegenüber der elektromagnetischen Durchflutung des Spulen systems 12 gegeben ist. Anstelle mechanischer Rückstellfedern kann die Gegenkraft aber auch durch magnetische Rückstellfedern realisiert sein, die - gemäß der zeichnerischen Skizze - wie die Stellmotore 7 nach Art von Linearmotoren aufgebaut sind, jedoch nun mit nicht-ge steuerter sondern konstanter Durchflutung ihrer Spulensysteme 12. In diesem Falle ist die Federkonstante der Rückstellkraft durch die vom konstanten Magnetfeld auf den Tauchanker 11 ausgeübte magnetische Anzugskraft bzw. Abstoßungskraft gegeben.The plunger armature 11 can be polarized, that is to say designed as a permanent magnetic dipole (bar magnet), in order to enable a reversal of the direction of the mechanical adjustment action on the platform 1 solely via the electromagnetic flow direction in the coil system 12 . Control engineering and especially circuit engineering simpler conditions will generally result, however, if only one direction of flow is provided in the coil system 12 and consequently the plunger armature 11 works against restoring forces acting on the platform 1 in the opposite way, as it would anyway to guarantee defined stationary immersion positions depending on the Coil floodings are provided. These restoring forces can be brought up by a pressure spring engaging in the direction of the linear motor 9 or by tension springs that are clamped in opposite directions; Then the platform 1 takes an adjustment movement in a new rest position, which is given by the force balance of the spring deflection against the electromagnetic flooding of the coil system 12 . Instead of mechanical return springs, the counterforce can also be realized by magnetic return springs, which - according to the drawing - are constructed like the servomotors 7 in the manner of linear motors, but now with a non-controlled but constant flow of their coil systems 12 . In this case, the spring constant of the restoring force is given by the magnetic attraction force or repulsion force exerted on the plunger armature 11 by the constant magnetic field.

Am zweckmäßigsten jedoch wird es im Regelfalle, wie in der Zeichnung berücksichtigt, sein, die Rückstell- oder Gegenkräfte ebenfalls über Linearmotore 9 aufzubringen, die nun gegensinnig bezüglich des je weils gegenüberliegenden Linearmotors 9 angesteuert werden. Denn da durch lassen sich sehr rasche und sehr definierte Stelleinrichtungen zur Bewegung der Plattform 1 gegenüber dem Halterungsrahmen 8 hervor rufen.The most expedient, however, as a rule, as taken into account in the drawing, will be to apply the restoring or counterforces also via linear motors 9 , which are now controlled in opposite directions with respect to the opposite linear motor 9 . Because there can be very quick and very defined actuating devices for moving the platform 1 relative to the mounting frame 8 .

Derartige, rasche und definierte, Bewegungen der Plattform 1 über große Schwenkwinkel bezüglich räumlicher Orientierung ihres Trägerobjektes 4 sind beispielsweise erforderlich bei der Scanning-Zielsuche und Ziel verfolgung von einem Flugkörper 5 aus, bei raschem Ziel-Vorbeiflug in relativ kurzem Abstand; wenn also die Raumrichtung der Ortungscharak teristik 3 mit hoher Winkelgeschwindigkeit gegenüber der Orientierung des Flugkörpers 5 verschwenkt werden muß - und dabei im Regelfalle auch noch Knick-, Gier- und/oder Rollbewegungen des Trägerobjektes 4 gegen über einem raumfesten Bezugssystem ausgeglichen werden müssen.Such, rapid and defined, movements of the platform 1 over large swivel angles with respect to the spatial orientation of their carrier object 4 are required, for example, in the scanning target search and target tracking from a missile 5 , with rapid target flyby at a relatively short distance; So if the spatial direction of the locating characteristic 3 must be pivoted at high angular velocity relative to the orientation of the missile 5 - and as a rule also buckling, yaw and / or rolling movements of the carrier object 4 must be compensated for against a fixed reference system.

Selbst bei derart komplizierten Bewegungsabläufen der Plattform 1 ist die Ausnutzung aller verfügbarer Bewegungs-Freiheitsgrade durch Anlenkung der Linearmotoren 9 an vier in der Hauptebene der Platt form 1 gegeneinander versetzten Angriffsstellen 6, die ihrerseits dem Trägerobjekt 4 gegenüber verlagerbar sind, nicht unbedingt er forderlich. Grundsätzlich genügt, für Schwenkbewegungen der Ortungs charakteristik 3 in allen Raumrichtungen, eine Dreipunkt-Lagerung der Plattform 1 mit einem am Trägerobjekt 4 angelenkten Bewegungs- Punkt 23 und zwei dagegen in der Hauptebene der Plattform 1 versetzten Angriffsstellen 6 (wie oben diskutiert und in Fig. 2 zeichnerisch dargestellt). Even with such complicated movements of the platform 1 , the use of all available degrees of freedom by articulation of the linear motors 9 at four in the main plane of the platform 1 staggered attack points 6 , which in turn are relocatable to the object 4 , he is not necessarily required. Basically, for pivoting movements of the locating characteristic 3 in all spatial directions, a three-point mounting of the platform 1 with a movement point 23 articulated on the carrier object 4 and two attack points 6 offset against it in the main plane of the platform 1 (as discussed above and in FIG. 2 shown in the drawing).

Für den Einzelfall einer Zielverfolgung mittels der Ortungscharakteri stik 3 vom Flugkörper 5 aus werden in als solcher bekannter Weise die Empfangssignale 13 des Ortungselementes 2 in einer Ortungsrichtung 14 ausgewertet, um Ablageinformationen zu gewinnen. In einer Nachführein richtung 15 werden aus diesen Ablageinformationen Stellsignale 16 für die Ansteuerung der Linearmotore 9, also für die Durchflutung deren Spulensysteme 12, gewonnen, um durch entsprechende Verschwenkung der Plattform 1 die Ortungscharakteristik 3 wieder auf das erfaßte und beispielsweise im Vorbeiflug des Flugkörper 5 weiterhin zu erfassende Ziel auszurichten. Durch eine Aufschaltung von Störgrößen 17 - bei spielsweise gemäß der Bewegung 18 des Flugkörpers 5 im Raum und/oder dessen Abstand zum zu verfolgenden Ziel - können in einer Führungs einrichtung 19 Einflußgrößen für Funktionen der Nachführeinrichtung 15 gewonnen werden, um beispielsweise bestimmte Randbedingungen der Be wegungsabläufe im Raum, und/oder von solchen Randbedingungen abhängige Zielvorhalte der Orientierung der Ortungscharakteristik 3, und/oder aus den Empfangssignalen 13 abzuleitende zusätzliche Wirkfunktionen zu berücksichtigen.For the individual case of target tracking by means of the locating characteristics 3 from the missile 5 , the received signals 13 of the locating element 2 are evaluated in a locating direction 14 in a manner known as such in order to obtain storage information. In a tracking device 15 , control signals 16 for controlling the linear motors 9 , i.e. for flooding their coil systems 12 , are obtained from this storage information in order to continue the locating characteristic 3 again by correspondingly pivoting the platform 1 to the detected and, for example, in the flyby of the missile 5 target to be captured. By applying disturbance variables 17 - for example according to the movement 18 of the missile 5 in space and / or its distance from the target to be tracked - 19 influencing variables for functions of the tracking device 15 can be obtained in a guiding device, for example certain boundary conditions of the movement sequences in the room, and / or target provision of the orientation of the locating characteristic 3 , which is dependent on such boundary conditions, and / or additional active functions to be derived from the received signals 13 .

Wegen der bei solchen Anwendungsfällen außerordentlich raschen vor kommenden und um mehrere Achsen gleichzeitig wirksamen Verstellbe wegungen der Plattform 1 kann es, wie in der Zeichnung berücksichtigt, zweckmäßig sein, die Nachführeinrichtung 15 nicht einfach als Steue rungssystem, sondern als Regler auszubilden, bei dessen Dimensionie rung das dynamische Verhalten des Kraft-Bewegungs-Systems aus Linear motoren 9 und Plattform 1 berücksichtigt wird. Die Stellsignale 16 repräsentieren dann Plattform-Lageabweichungen von einer über die Ortungseinrichtung 14 und gegebenenfalls die Führungseinrichtung 19 vorgegebenen momentanen Soll-Lage der Plattform 1 gegenüber dem Trägerobjekt 4. An den Linearmotoren 9 sind dann Stellungs-Istwert geber, beispielsweise in Form von mit den Stellgliedern 10 verbun denen Linearpotentiometern oder von berührungslosen Bewegungsauf nehmern (in der Zeichnung nicht berücksichtigt), vorgesehen, die für die Stellglieder 10 und damit die entsprechenden Angriffsstellen 6 an der Plattform 1 Positions-Signale 20 zur Ermittlung der Regelabweichung an die Nachführeinrichtung 15 rückliefern.Because of the extraordinarily rapid coming and multi-axis simultaneous movements of the platform 1 , it can be useful, as shown in the drawing, to design the tracking device 15 not simply as a control system, but rather as a controller, in its dimensioning the dynamic behavior of the force-motion system from linear motors 9 and platform 1 is taken into account. The actuating signals 16 then represent platform position deviations from a current target position of the platform 1 with respect to the carrier object 4 that is predetermined via the locating device 14 and possibly the guide device 19 . On the linear motors 9 position actual value are then provided, for example in the form of verbun with the actuators 10 linear linear potentiometers or contactless motion sensors (not taken into account in the drawing) provided for the actuators 10 and thus the corresponding points of attack 6 at the Platform 1 return position signals 20 for determining the control deviation to the tracking device 15 .

Im Gegensatz zur Prinzipskizze gemäß Fig. 1 ist bei der Systemskizze gemäß Fig. 2 die Plattform 1 quer zur Längsachse 21 des Flugkörpers 5, nämlich hinter einem halbkugelförmigen Radom 22 seines Zielsuchkopfes eingebaut. Für den gegensinnigen Angriff der Linearmotoren 9 sind nun nicht mehr einander unmittelbar gegenüberliegende und entgegenwirkende Linearmotore 9 paarweise an der jeweiligen Angriffsstelle 6 angelenkt; vielmehr erfährt die Plattform 1 eine trägerfeste Führung um ihren Be wegungspunkt 23, so daß die Plattform 1 zugleich als Schwenkhebel zwi schen den Stellmotoren 9 wirkt. Wenn zu bestimmter Verschwenkung der Plattform 1 das Stellglied 10 eines Linearmotors 9 ausgefahren wird, ergibt sich die Reaktionswirkung eines anderen angelenkten Linearmo tors 9 deshalb infolge der Hebelübertragung der auf die Plattform 1 selbst ausgeübten Kräfte. Dadurch ist sowohl der bauliche Aufwand wie auch der steuerungstechnische Aufwand gegenüber einem Aufbau gemäß Fig. 1 verringert, ohne auf die Stabilisierungsmöglichkeiten durch das gegensinnig ansteuerbare System zu verzichten.In contrast to the schematic diagram according to FIG. 1, in the system sketch according to FIG. 2 the platform 1 is installed transversely to the longitudinal axis 21 of the missile 5 , namely behind a hemispherical radome 22 of its seeker head. For the opposing attack of the linear motors 9 are no longer mutually directly opposite and counteracting linear motors 9 are mutually hinged at the respective point of engagement 6; rather, the platform 1 experiences a carrier-firm guide around its loading point 23 , so that the platform 1 also acts as a pivoting lever between the servomotors 9 . If the actuator 10 of a linear motor 9 is extended to a certain pivoting of the platform 1 , the reaction effect of another articulated linear motor 9 therefore arises as a result of the lever transfer of the forces exerted on the platform 1 itself. As a result, both the structural outlay and the outlay in terms of control technology are reduced in comparison with a construction according to FIG. 1, without foregoing the stabilization options provided by the system which can be controlled in opposite directions.

Der (Bewegungs-)Punkt 23 soll den Ruhepunkt, um den herum die Ver schwenkbewegung der Plattform 1 stattfindet, darstellen. Bei Bewegungs komponenten, die ausschließlich in der Ebene der Darstellung wirken, handelt es sich beim Punkte 23 um den Druchtrittspunkt der Schwenk achse. Wenn dagegen bei der Bewegung der Plattform 1 solche Nick wegungen und quer dazu orientierte Gierbewegungen einander überlagert werden sollen, handelt es sich beim Punkt 23 um den Mittelpunkt von kugelabschnittsförmigen Hohlkugel Führungsflächen 26, gegen die eine an der Plattform 1 befestigte Gelenkkugel 30 abgestützt ist.The (movement) point 23 should represent the point of rest around which the pivoting movement of the platform 1 takes place. For motion components that only act in the plane of the representation, the point 23 is the point of passage of the pivot axis. If, on the other hand, such pitch movements and transverse yaw movements are to be superimposed on one another during the movement of the platform 1 , the point 23 is the center of spherical segment-shaped hollow ball guide surfaces 26 , against which a joint ball 30 fastened to the platform 1 is supported.

Ein axial gedrängter und hochbeanspruchbarer Aufbau für die Hebel drehpunkt-Abstützung der Plattform 1 gegenüber dem Trägerobjekt 4 ergibt sich wenn - wie für ein Anwendungsbeispiel in Fig. 3 skizziert - die Stützfunktion der Gelenkkugel 30 aus dem Mittenbereich der Platt form 1 heraus und an deren Randbereiche verlegt wird, wo eine Anlage gegen großflächigere Hohlkugel-Führungsflächen 26 mit damit ein ge ringerer spezifischer Flächen-Stützdruck realisierbar ist. Die Funk tion der Gelenkkugel 30 gemäß Fig. 2 wird nun durch, bezüglich der Füh rungsflächen 26 außen konzentrisch berandete, Führungsflansche 25 an den Seitenrändern 24 der Plattform 1 wahrgenommen, die jetzt um einen Bewegungspunkt 23 verschwenkbar ist, der zwischen den Führungsflan schen 25 der in der Mitte vor der Plattform 1 liegt.An axially crowded and heavy-duty structure for the fulcrum support of the platform 1 relative to the support object 4 results if - as outlined for an application example in Fig. 3 - the support function of the joint ball 30 from the center area of the platform 1 out and at its edge areas is relocated where a system against larger-area hollow ball guide surfaces 26 with a ge lower specific surface support pressure can be realized. The func tion of the joint ball 30 according to FIG. 2 is now perceived by, with respect to the guide surfaces 26 concentrically on the outside, guide flanges 25 on the side edges 24 of the platform 1 , which can now be pivoted about a movement point 23 which is between the guide flanges 25 is in the middle in front of platform 1 .

Wenn die Stützflächen zwischen Gelenkkugel 30 oder Führungsflanschen 25 und Führungsflächen 26 die Geometrie der Oberfläche von Kugelabschnitten aufweisen und wenigstens ein weiterer solcher Linearmotor 9 aus der Zeichenebene heraus versetzt an der Plattform 1 angreift, ergibt sich über Verstellung der Stellglieder 10 (im Rahmen des konstruktiv vorge gebenen Schwenkwinkels) die Möglichkeit einer beliebigen Rollbewegung der Plattform 1 um den Bewegungspunkt 23. Um für diesen weiteren Line armotor 9, für die Gierkomponente der Bewegung der Plattform 1, keines zusätzlichen gegenwirkenden Systems zu bedürfen, können die beiden in Fig. 2/3 skizzierten Linearmotore 9 (für die Nickkomponente der Be wegung), entgegen der Darstellung, aus der Vertikalebene durch die Längsachse 21 und damit aus der Zeichenebene heraus versetzt sein, so daß sie gemeinschaftlich zu dem erwähnten dritten Linearmotor 9 die gegenwirkende Komponente liefern (in der Zeichnung nicht berücksichtigt). Da dann keiner der Linearmotore 9 eine Bewegungsrichtung ausschließ lich beeinflußt, sondern die Bewegungen untereinander verkoppelt sind, erfolgt die Ansteuerung vorzugsweise über einen digitalen Regler, der die Abhängigkeiten durch entsprechende Algorithmen kompensiert.If the support surfaces between the joint ball 30 or guide flanges 25 and guide surfaces 26 have the geometry of the surface of spherical sections and at least one such linear motor 9 , offset from the plane of the drawing, acts on the platform 1 , this results in adjustment of the actuators 10 (within the framework of the design given pivot angle), the possibility of any rolling movement of the platform 1 around the movement point 23 . In order for this further line armotor 9 , for the yaw component of the movement of the platform 1 , to require no additional counteractive system, the two linear motors 9 sketched in FIG. 2/3 (for the pitch component of the movement), contrary to the illustration, can be used the vertical plane through the longitudinal axis 21 and thus be offset from the plane of the drawing, so that they jointly deliver the counteracting component to the third linear motor 9 mentioned (not taken into account in the drawing). Since none of the linear motors 9 then exclusively influences a direction of movement, but rather the movements are coupled to one another, the control is preferably carried out via a digital controller, which compensates for the dependencies by appropriate algorithms.

Im Beispielsfalle der Fig. 3 weist das Ortungselement 2 einen mm-Wellen-Strahlen 27 mit Parabolreflektor 28 auf, die zusammen mit den elektronischen Sende- und Empfangseinrichtungen 29 zwischen den Führungsflanschen 25 in der kugelabschnittförmigen Plattform 1 montiert und mit dieser innerhalb des Radom 22 verschwenkbar sind. Dadurch ergibt sich ein kompakter und besonders stabiler Aufbau, bei in Hinblick auf die Abschußbeschleunigung eines Flugkörpers 5 überaus stoßfester Lagerung infolge der großflächigen Abstützung der Rotations flächen der Plattform-Führungsflanschen 25 gegenüber den außen anlie genden trägerobjektfesten Führungsflächen 26. In the example of FIG. 3, the locating element 2 has a mm-wave beam 27 with a parabolic reflector 28 which, together with the electronic transmission and reception devices 29, is mounted between the guide flanges 25 in the platform 1 in the form of a spherical segment and can be pivoted with it within the radome 22 are. This results in a compact and particularly stable structure, in view of the launch acceleration of a missile 5 extremely shock-resistant storage due to the large-area support of the rotating surfaces of the platform guide flanges 25 with respect to the externally lying guide object-fixed guide surfaces 26th

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Plattform (als Träger von 2)
2 Ortungselement (für Gewinnung von 13 mittels 3)
3 Ortungscharakteristik (im Raum verschwenkbar mittels 1 gegenüber 4, 5)
4 Trägerobjekt (für 1)
5 Flugkörper (als 4)
6 Angriffsstellen (von 7 an 1 gegenüber 8/4)
7 Stellmotore (zur Bewegung von 1/3)
8 Halterungsrahmen (zur Befestigung von 7 an 4/5)
9 Linearmotore (als 7 zwischen 8 und 1/6)
10 Stellglieder (für die mechanische Kraftübertragung von 7/8 nach 1)
11 Tauchanker (von 10)
12 Spulensystem (für 11)
13 Empfangssignale (von 3/2 nach 14)
14 Ortungseinrichtung (zur Ansteuerung von 15)
15 Nachführeinrichtung (zur Gewinnungvon 16)
16 Stellsignale (zur Ansteuerung von 7/9)
17 Störgrößen (zur Berücksichtigung in 15 über 19)
18 Bewegung (von 4/5 im Raum)
19 Führungseinrichtung (zur Berücksichtigung von 17 bei 16)
20 Positions-Istsignale (von 6/10 gegenüber 8/4)
21 Längsachse (von 5)
22 Radom (an der Spitze von 5 vor 1/2)
23 Bewegungspunkt (Ruhepunkt der Bewegung bei Verschwenkungen von 1 gegenüber 4/5)
24 Seitenrand (von 1)
25 Führungsflansch (bei 24, um 23 als 30)
26 Führungsflächen (an 4/5 für 25)
27 Strahler (für 2)
28 Parabolreflektor (für 27)
29 Sende- und Empfangseinrichtungen (von 2; für 27)
30 Gelenkkugel (an 1 um 23 gegen 26) 1 platform (as carrier of 2 )
2 locating element (for obtaining 13 by means of 3 )
3 locating characteristics (pivotable in the room using 1 versus 4, 5 )
4 carrier object (for 1 )
5 missiles (as 4 )
6 attack points (from 7 to 1 versus 8/4 )
7 servomotors (for moving 1/3 )
8 mounting frames (for fastening 7 to 4/5 )
9 linear motors (as 7 between 8 and 1/6 )
10 actuators (for mechanical power transmission from 7/8 to 1 )
11 diving anchors (out of 10 )
12 coil system (for 11 )
13 receive signals (from 3/2 to 14 )
14 locating device (for controlling 15 )
15 tracking device (for obtaining 16 )
16 control signals (to control 7/9 )
17 disturbance variables (to be taken into account in 15 over 19 )
18 movement (from 4/5 in space)
19 guide device (to take 17 into account 16 )
20 actual position signals (from 6/10 versus 8/4 )
21 longitudinal axis (of 5 )
22 radome (at the top of 5 before 1/2 )
23 movement point (rest point of the movement in the case of pivoting from 1 to 4/5 )
24 margin (of 1 )
25 guide flange (at 24 , around 23 as 30 )
26 guide surfaces (on 4/5 for 25 )
27 spotlights (for 2 )
28 parabolic reflector (for 27 )
29 transmitting and receiving devices (of 2 ; for 27 )
30 joint ball (on 1 at 23 against 26 )

Claims

1. platform ( 1 ) for linear actuators ( 7/9 ) for their alignment with respect to a carrier object ( 4 ), characterized in that the linear actuators ( 7/9 ) are designed as plunger armature coil systems ( 11-12 ), the actuators ( 10 ) between the platform ( 1 ) and a missile ( 5 ) designed as a carrier object ( 4 ) with their directions of action essentially parallel to the normal to the main plane of the platform ( 1 ) counteracting return force sensors, which are also articulated as the platform ( 1 ) articulated linear servomotors ( 9 ) are designed and can be operated in opposite directions with respect to the setting servomotors ( 9 ) in accordance with the information supplied by the actual position sensors and by a guide device ( 19 ).

2. Platform according to claim 1, characterized in that it is articulated at at least three points, at least two of which are designed as engagement points ( 6 ) for the linear motors ( 9 ).

3. Platform according to claim 2, characterized in that in at least one of the linear motors ( 9 ) there is a restriction of its degrees of freedom of movement relative to a mounting frame ( 8 ).

4. Platform according to one of the preceding claims, characterized in that it is pivotally mounted in a carrier object ( 4 ) about a movement point ( 23 ) and is designed as a lever between linear motors ( 9 ) acting thereon.

5. Platform according to claim 4, characterized in that the point of movement ( 23 ) is selected as the center of spherical section-shaped hollow ball guide surfaces against which a joint ball ( 30 ) attached to the platform ( 1 ) is supported.

6. Platform according to claim 4 or 5, characterized in that the supporting joint ball ( 30 ) is formed out on the platform edge region.

7. Platform according to claim 5 or 6, characterized in that at least three linear motors ( 9 ) act on it, at least one of which lies in a different vertical plane than the other two.

8. Platform according to one of claims 4 to 7, characterized in that the linear motors coupled to each other in their movements ( 9 ) are equipped with actual position sensors for motion controllers.

9. Platform according to one of the preceding claims, characterized in that the linear motors ( 9 ) are equipped with polarized plunger anchors ( 11 ).

10. Platform according to one of the preceding claims, characterized in that the linear motors ( 9 ) are equipped with non-switchable coil systems ( 12 ).