[发明专利]一种三自由度大负载航空摄影陀螺稳定平台

摘要

一种三自由度大负载航空摄影陀螺稳定平台，包括平台台体、驱动系统、惯性测量单元、台体环架相对转角测量单元、高频线振动隔离单元和平台控制系统。惯性测量单元和台体环架相对转角测量单元监测飞机机体角运动引起的平台台体角运动信息；平台控制系统根据监测到的平台台体角运动信息，按照一定的控制算法实时解算出平台相对确定坐标系稳定时施加给驱动系统的控制指令；驱动系统根据控制指令驱动平台台体转动实现飞机机体角运动的隔离；高频线振动隔离单元实现飞机机体高频线振动的隔离。本发明涉及的三自由度大负载航空摄影陀螺稳定平台有效隔离了飞机机体角运动及高频线振动，提高了航拍相机视轴的稳定度，且成本较为低廉。

主权项

1、一种三自由度大负载航空摄影陀螺稳定平台，其特征在于：由平台台体、平台驱动系统、惯性测量单元、台体环架相对转角测量单元、高频线振动隔离单元和平台控制系统组成；平台台体由内而外依次由方位框(1)、俯仰框(2)、横滚框(3)和底座(4)组成；方位框(1)由回转支承轴承内环(5)与方位转动过渡架(6)连接构成，方位框(1)由回转支承轴承外环(7)固定在俯仰框(2)上，方位框(1)相对俯仰框(2)可绕方位框(1)轴向自由转动；俯仰框(2)由第一俯仰框转轴(8)、第二俯仰框转轴(9)支撑在横滚框(3)上，第一俯仰框转轴(8)、第二俯仰框转轴(9)同轴安装构成稳定平台的俯仰轴，第一深沟球轴承(10)的内环、外环分别紧固在第一俯仰框转轴(8)上和横滚框(3)的对应位置的轴承座上，第二深沟球轴承(11)的内环、外环分别紧固在第二俯仰框转轴(9)上和横滚框(3)的对应位置的轴承座上，俯仰框(2)相对横滚框(3)可绕稳定平台俯仰轴自由转动；横滚框(3)通过第一横滚框转轴(12)和第二横滚框转轴(13)支撑在底座(4)上，第一横滚框转轴(12)和第二横滚框转轴(13)同轴安装构成稳定平台的横滚轴，第三深沟球轴承(14)的内环、外环分别紧固在第一横滚框转轴(12)上和横滚框(3)对应位置的轴承座上，第四深沟球轴承(15)的内环、外环分别紧固在第二横滚框转轴(13)上和横滚框(3)对应位置的轴承座上，横滚框(3)相对底座(4)可绕稳定平台横滚轴自由转动；稳定平台方位框(1)的转轴、稳定平台的俯仰轴和横滚轴相互正交；平台驱动系统包括方位框组件驱动系统、俯仰框组件驱动系统和横滚框组件驱动系统；方位框组件驱动系统由安装在俯仰框(2)上的方位驱动力矩电机(16)、方位减速器主动齿轮轴(17)与方位减速器从动齿轮(19)串连构成，方位减速器主动齿轮轴(17)通过方位电机轴承座(18)安装在俯仰框(2)上，方位减速器从动齿轮(19)固定在方位框(1)上且方位减速器从动齿轮(19)中心线与方位框(1)的转轴同心；俯仰框组件驱动系统由安装在横滚框(3)上的俯仰驱动力矩电机(20)、俯仰减速器主动齿轮轴(21)与俯仰减速器从动齿轮(23)串连构成，俯仰减速器主动齿轮轴(21)通过俯仰电机轴承座(22)安装在横滚框(3)上，俯仰减速器从动齿轮(23)固定在俯仰框(2)上且俯仰减速器从动齿轮(23)中心线与俯仰轴同心；横滚框组件驱动系统由安装在横滚框上的横滚驱动力矩电机(24)、横滚减速器主动齿轮轴(25)与横滚减速器从动齿轮(27)串连构成，横滚减速器主动齿轮轴(25)通过横滚电机轴承座(26)安装在横滚框(3)上，横滚减速器从动齿轮(27)固定在底座(4)上且其中心线与横滚轴同心；惯性测量单元由X向光纤陀螺(28)、Y向光纤陀螺(29)、Z向光纤陀螺(30)和X向加速度计(31)、Y向加速度计(32)组成，X向光纤陀螺(28)、X向加速度计(31)、Y向加速度计(32)安装在俯仰框(2)上，Y向光纤陀螺(29)安装在横滚框(3)上，Z向光纤陀螺(30)安装在方位框(1)上，X向光纤陀螺(28)和X向加速度计(31)的敏感轴沿俯仰轴方向，Y向光纤陀螺(29)、Y向加速度计(32)敏感轴沿横滚轴方向，Z向光纤陀螺(30)敏感轴沿方位框(1)的转轴方向；台体环架相对转角测量单元由第一线性旋转变压器(33)、第二线性旋转变压器(34)、第三线性旋转变压器(35)组成，第一线性旋转变压器(33)串连在第二横滚框转轴(13)上测量横滚框(3)相对底座(4)的转角，第二线性旋转变压器(34)串连在俯仰减速器主动齿轮轴(21)上测量俯仰框(2)相对横滚框(3)的转角，第三线性旋转变压器(35)串连在方位转动齿轮轴(36)上测量方位框(1)相对俯仰框(2)的转角；高频线阵动隔离单元由第一立柱式橡胶减震器(37)、第二立柱式橡胶减震器(38)、第三立柱式橡胶减震器(39)、第四立柱式橡胶减震器(40)构成，四个橡胶减震器对称安装在底座(4)的四个角上。