[发明专利]一种航空遥感惯性稳定平台水平框架锁紧装置

说明书

技术领域

本发明属于航空遥感技术领域，涉及一种航空遥感惯性稳定平台水平框架锁紧装置，适用于轻小型航空遥感系统，可用于航空遥感惯性稳定平台在非工作状态时对框架及电机的安全保护，也可用于航空遥感作业时观测载荷的对地定向观测及测绘。

背景技术

航空遥感系统中的高精度实时运动成像要求飞行平台做理想运动（匀速直线运动），然而由于受各种扰动的影响，飞行平台的运动实际为复杂多模高阶的随机运动，导致成像质量退化。惯性稳定平台负责支撑并稳定载荷，可有效地隔离各种干扰力矩对遥感载荷视轴稳定的影响，使高分辨率成像载荷的视轴在惯性空间保持稳定，显著减小载机扰动对成像精度的影响，提高了成像分辨率。

近年来，惯性稳定平台技术在西方发达国家得到广泛重视，获得快速发展，广泛用于航空遥感领域，部分产品已商品化。国外代表性产品主要有：PAV30和PAV80是瑞士Leica公司研制的大负载高精度惯性稳定平台，其中PAV30最大转角范围为：俯仰及横滚为±5°，航向为±30°，平台的水平指向精度为±0.2°（水平飞行），自重36kg，体积参数为665×535×150mm；PAV80是Leica公司在PAV30基础上新近研制出的目前最为先进的惯性稳定平台，其最大旋角范围为：横滚±7°，俯仰-8°～+6°，航向±30°，平台自重36kg，承载范围5kg～100kg，体积参数为673mm×532mm×168mm；相对于PAV30，PAV80采用了大力矩驱动技术，指向精度提高了10倍左右，达到0.02°。AeroStab-3是德国研制的轻小型三轴稳定平台，其稳定精度为0.03°，角度稳定范围为：方位±15°，俯仰±23°，横滚±23°；俯仰、横滚最大角速度15°/s、方位最大角速度5°/s，具有快响应特性，平台自重13.5kg，体积参数为351mm×330mm×180mm。

然而，包括大负载高精度惯性稳定平台产品PAV30和PAV80，以及轻小型惯性稳定平台产品AeroStab-3在内，现有惯性稳定平台主流产品大多没有设置机械锁紧装置，使得平台框架及电机非工作状态下也一直处于自由运动状态，若平台上安装载荷，大的转动惯量和冲击则可能导致框架和电机遭受损坏。此外，测绘单位在实际作业中，有时需要相机对某一视轴方向定向作业，此时要求某一框架能够处于在某一姿态角度进行锁定不动，而另外两个框架仍然处于姿态伺服控制状态。在姿态仿真三轴转台中，框架锁紧装置通常采用插销式，只能进行零位锁紧。综上，无论从惯性稳定平台的安全存放考虑，还是从航空遥感作业的需求考虑，均需要设计方便可靠的、可进行任意姿态位置锁紧的机械锁紧装置。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有航空遥感惯性稳定平台的不足，提出一种操作方便、使用可靠、适用于轻小型航空遥感作业、可对航空遥感三轴惯性稳定平台两个水平框架在运动范围内进行任意姿态位置锁紧的锁紧装置。

本发明的技术解决方案是：一种航空遥感惯性稳定平台水平框架锁紧装置，包括后夹钳、椭圆轮、锥销、锁紧轴下导向片、锁紧位置行程开关、锁紧轴上导向片、第一紧固螺钉、锁紧转轴、转动旋钮、定位钢球、沉头螺钉、弹簧、夹钳支座、第二紧固螺钉、夹钳轴套、前夹钳、垫圈、圆盘式摩擦片底座和橡胶摩擦片；转动旋钮过盈安装在锁紧转轴的轴上端并能在90°范围内转动，当转动旋钮处于0°和90°两个极限位置时，椭圆轮的长轴和短轴分别与后夹钳和前夹钳的末端同时接触，在杠杆力的作用下，安装于后夹钳和前夹钳前端表面的橡胶摩擦片分别处于最大间隙和最小间隙两种极端状态；最大间隙时对应于平台的工作状态，此时两个水平框架可自由活动；最小间隙时对应于平台水平框架的锁紧状态，此时安装于两个圆盘式摩擦片底座内的橡胶摩擦片分别从两侧将安装于底座或俯仰框上的框架锁紧片进行压紧，产生静摩擦力；由于夹钳支座与横滚框固连，因此在静摩擦力的作用下，横滚框将相对于底座、俯仰框将相对于横滚框保持不动，实现横滚框和俯仰框两个水平框架任意姿态位置的摩擦锁紧。

夹钳支座是锁紧装置的基体部分，锁紧轴上导向片通过沉头螺钉紧固安装在夹钳支座的上部，后夹钳、前夹钳、夹钳轴套、锁紧轴下导向片通过第二紧固螺钉和垫圈紧固安装在夹钳支座下部；锁紧转轴中心线与夹钳支座中心线平行，锁紧转轴的轴上部从锁紧轴上导向片上开设的定位孔中穿过，锁紧转轴的轴下端从锁紧轴下导向片上开设的定位孔中穿过，实现水平X、Y方向定位，并通过锁紧转轴的轴肩与锁紧轴下导向片上表面的接触实现Z向定位，锁紧转轴的轴下端外径通过锥销将椭圆轮紧固。