[发明专利]一种框架式三自由度云台控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种框架式三自由度云台控制系统及其控制方法，该系统包括外、中、内三个框架、控制各个框架动作的电机、齿轮减速机构、用于位置和速度检测的传感器模块。其特殊之处是云台的方位微调和俯仰控制都是采用的稀土永磁直流力矩电机直接驱动。外框架采用普通直流电机和一对减速齿轮机构实现方位粗调，由稀土永磁直流力矩电机直接驱动的中框架结构实现拍摄装置的俯仰运动控制，由稀土永磁直流力矩电机直接驱动的内框架结构实现拍摄装置的方位微调。本发明还提供了一种基于上述系统的控制方法。本发明机械强度大，抗振动特性好，稳像性能好，结构简单、重量轻，适用于航空拍摄以及多种航天应用。

主权项

一种框架式三自由度云台控制系统，其特征在于，包括第一支座安装板、第二支座安装板、外框架驱动电机、齿轮减速机构、内框架稀土永磁直流力矩电机、中框架稀土永磁直流力矩电机、传感器模块、内框架、中框架、外框架和电机控制模块，所述第一支座安装板与外部固定连接，齿轮减速机构设置在第一支座安装板和第二支座安装板上，外框架设置在第二支座安装板上，外框架驱动电机通过驱动齿轮减速机构进而驱动外框架进行方位角调节；中框架与外框架连接，中框架稀土永磁直流力矩电机用于驱动中框架进行俯仰角调节；内框架与中框架连接，内框架稀土永磁直流力矩电机用于驱动内框架进行方位角调节；传感器模块包括3组传感器，分别用于检测内框架、中框架、外框架的位置和转动速率，传感器模块与电机控制模块相连，外框架驱动电机、内框架稀土永磁直流力矩电机、中框架稀土永磁直流力矩电机均分别与电机控制模块相连，电机控制模块用于接收各个传感器信号并根据信号向电机发出控制信号；内框架内固定设置一个安装板，检测装置固定安装在安装板上。