專利名稱:一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械臺(tái)體。所述三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)臺(tái)體機(jī)械結(jié)構(gòu)包括橫滾軸系、方位軸系和速度軸系三個(gè)軸系。方位軸系和速度軸系同軸，均為懸臂式工作臺(tái)，方位軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)上，第一產(chǎn)品安裝在方位軸系工作臺(tái)末端；第二產(chǎn)品安裝在橫滾軸上，橫滾軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)末端，第一產(chǎn)品繞方位軸系旋轉(zhuǎn)，第二產(chǎn)品跟隨第一產(chǎn)品繞速度軸系旋轉(zhuǎn)，從而完成伺服運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型創(chuàng)造了一種結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，可擴(kuò)展升級(jí)空間大，占用場地小，相應(yīng)成本較低的一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)新型結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于測試仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械臺(tái)體。

【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)臺(tái)是實(shí)現(xiàn)飛行器的地面半實(shí)物仿真的關(guān)鍵設(shè)備，它具有良好的可控性、無破壞性、安全性、不受氣象條件和空域場地限制等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、航海等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]目前，相類似功能的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)主要包括兩種類型，一種是第一產(chǎn)品與第二產(chǎn)品分別安裝在兩臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)上，譬如有一種設(shè)備，該設(shè)備由具有水平方向和豎直方向直線運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)臺(tái)和具有繞XYZ三個(gè)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的三軸轉(zhuǎn)臺(tái)組成，兩臺(tái)轉(zhuǎn)臺(tái)之間間隔一定的距離。另一種類型設(shè)備為五軸轉(zhuǎn)臺(tái)，一種五軸轉(zhuǎn)臺(tái)由一個(gè)具有繞XYZ三個(gè)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三軸臺(tái)和一個(gè)具有繞XZ兩個(gè)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的兩軸臺(tái)組成；另一種五軸轉(zhuǎn)臺(tái)是三軸臺(tái)和兩軸臺(tái)為一體結(jié)構(gòu)，三軸臺(tái)的外框軸和兩軸臺(tái)的外框軸采用一種套裝結(jié)構(gòu)同軸安裝。這兩種伺服轉(zhuǎn)臺(tái)成本都較高，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，所需場地也較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的:提出一種新的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械臺(tái)體結(jié)構(gòu)。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，包括橫滾軸系、方位軸系和速度軸系三個(gè)軸系，其特征是，方位軸系和速度軸系同軸，均為鉛錘軸，方位軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)上，第一產(chǎn)品安裝在方位軸系工作臺(tái)末端；第二產(chǎn)品安裝在橫滾軸上，橫滾軸線為水平軸，橫滾軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)末端。
[0006]方位軸系設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)的第一無刷力矩電機(jī)及作為位置測量元件的整體式角度編碼器，該整體式角度編碼器轉(zhuǎn)子和定子分別與無刷力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子對接。
[0007]方位軸系所用軸承為推力角接觸球軸承。速度軸系設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)的第二無刷力矩電機(jī)及作為位置測量元件的分體式角度編碼器，該分體式角度編碼器轉(zhuǎn)子和定子分別與第二無刷力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子對接。
[0008]速度軸系所用軸承為四點(diǎn)接觸軸承。
[0009]方位軸系和速度軸系的工作臺(tái)均為懸臂式工作臺(tái)。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)效果:本實(shí)用新型提出的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械臺(tái)體，第一產(chǎn)品和第二產(chǎn)品均繞同一鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)，在進(jìn)行試驗(yàn)產(chǎn)品的測試或調(diào)試時(shí)，方位軸系帶動(dòng)第一產(chǎn)品6旋轉(zhuǎn)，控制第一產(chǎn)品6模擬真實(shí)環(huán)境中的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)行多種角速度和角加速度運(yùn)動(dòng)，速度軸系帶動(dòng)橫滾軸系，控制第二產(chǎn)品進(jìn)行對第一產(chǎn)品6的伺服運(yùn)動(dòng)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對試驗(yàn)產(chǎn)品進(jìn)行測試、調(diào)試，進(jìn)而對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化及相關(guān)數(shù)據(jù)輸出。
[0011]本轉(zhuǎn)臺(tái)各軸系所用軸承均為整體盤式軸承，各軸系均未設(shè)計(jì)軸，電機(jī)直接與軸承連接，裝配簡單；無刷力矩電機(jī)和角度編碼器具有軸系角速度擴(kuò)展空間，懸臂式工作臺(tái)使產(chǎn)品外形及尺寸可變，與功能類似的伺服轉(zhuǎn)臺(tái)相比，本轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，可擴(kuò)展升級(jí)空間大，占用場地小，相應(yīng)成本較低。

【附圖說明】

[0012]圖1為本實(shí)用新型三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖。
[0013]其中，1-橫滾軸系、2-第二產(chǎn)品、3-整體式角度編碼器、4-第一無刷力矩電機(jī)、5-第一無刷力矩電機(jī)、6-第一產(chǎn)品、7-方位軸系工作臺(tái)、8-第一無刷力矩電機(jī)定子座、9-速度軸系工作臺(tái)、10-四點(diǎn)接觸軸承、11-第二無刷力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子套、12-第二無刷力矩電機(jī)、13-分體式角度編碼器、14-底座。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0015]請參閱圖1，本實(shí)用新型三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)包括橫滾軸系、方位軸系和速度軸系。其中，第二產(chǎn)品2安裝在橫滾軸系I上與其同軸，橫滾軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)9臺(tái)面上表面末端。第一產(chǎn)品6安裝在方位軸系工作臺(tái)7上表面末端，方位軸系與速度軸系均為懸臂式工作臺(tái)。
[0016]方位軸系主要包括第一產(chǎn)品6、方位軸系工作臺(tái)7、第一無刷力矩電機(jī)4、第一無刷力矩電機(jī)定子座8、整體式角度編碼器3和推力角接觸球軸承5。跟蹤目標(biāo)6安裝在方位軸系工作臺(tái)7上表面末端，方位軸系工作臺(tái)7固定在推力角接觸球軸承5動(dòng)圈上，推力角接觸球軸承5定圈固定在速度軸系工作臺(tái)9臺(tái)面上表面上，與速度軸系同軸。第一無刷力矩電機(jī)4，第一無刷力矩電機(jī)定子座8和整體式角度編碼器3安裝在方位軸系工作臺(tái)7中心圓柱形空腔內(nèi)，第一無刷力矩電機(jī)定子座8固定在推力角接觸球軸承5定圈上；第一無刷力矩電機(jī)4定子固定在第一無刷力矩電機(jī)定子座8上，轉(zhuǎn)子固定在方位軸系工作臺(tái)7上；整體式角度編碼器3外殼部分固定在第一無刷力矩電機(jī)定子座8上，內(nèi)軸部分固定在第一無刷力矩電機(jī)4轉(zhuǎn)子上。方位軸系運(yùn)動(dòng)時(shí)第一無刷力矩電機(jī)4直接驅(qū)動(dòng)方位軸系，由整體式角度編碼器3作為位置測量元件，給方位軸系提供位置信號(hào)，構(gòu)成方位軸系的角位置、角速率測量雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對方位軸系各種角運(yùn)動(dòng)和速率運(yùn)動(dòng)等的精確控制。
[0017]速度軸系主要包括速度軸系工作臺(tái)9、第二無刷力矩電機(jī)12、第二無刷力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子套11、分體式角度編碼器13、四點(diǎn)接觸軸承10和底座14。速度軸系工作臺(tái)9固定在四點(diǎn)接觸軸承10動(dòng)圈上，四點(diǎn)接觸軸承10定圈固定在底座14上表面上。第二無刷力矩電機(jī)12，第二無刷力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子套11和分體式角度編碼器13安裝在底座14中心圓柱形空腔內(nèi)，第二無刷力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子套11固定在四點(diǎn)接觸軸承10動(dòng)圈上；第二無刷力矩電機(jī)12定子固定在底座14上，轉(zhuǎn)子固定在第二無刷力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子套11上；分體式角度編碼器13運(yùn)動(dòng)部分固定在第二無刷力矩電機(jī)轉(zhuǎn)子套11上，固定部分固定在第二無刷力矩電機(jī)12定子上。速度軸系運(yùn)動(dòng)時(shí)第二無刷力矩電機(jī)12直接驅(qū)動(dòng)速度軸系，由分體式角度編碼器13作為位置測量元件，給速度軸系提供位置信號(hào)，構(gòu)成速度軸系的角位置、角速率測量雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對第一產(chǎn)品6的伺服運(yùn)動(dòng)。
[0018]橫滾軸系根據(jù)試驗(yàn)產(chǎn)品需要可以為旋轉(zhuǎn)軸或非旋轉(zhuǎn)軸；方位軸系與速度軸系的軸承也可選用其它軸承，如角接觸軸承和單向推力軸承的組合，或者空氣軸承，液壓軸承等，電機(jī)也可選用直流力矩電機(jī)或交流伺服電機(jī)等。
【權(quán)利要求】
1.一種三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，包括橫滾軸系、方位軸系和速度軸系三個(gè)軸系，其特征是，方位軸系和速度軸系同軸，均為鉛錘軸，方位軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)上，第一產(chǎn)品安裝在方位軸系工作臺(tái)末端；第二產(chǎn)品安裝在橫滾軸上，橫滾軸線為水平軸，橫滾軸系安裝在速度軸系工作臺(tái)末端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，其特征是，方位軸系設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)的第一無刷力矩電機(jī)(4)及作為位置測量元件的整體式角度編碼器(3)，該整體式角度編碼器(3)轉(zhuǎn)子和定子分別與無刷力矩電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)子和定子對接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，其特征是，方位軸系所用軸承(5)為推力角接觸球軸承。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，其特征是，速度軸系設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)的第二無刷力矩電機(jī)(12)及作為位置測量元件的分體式角度編碼器(13)，該分體式角度編碼器(13)轉(zhuǎn)子和定子分別與第二無刷力矩電機(jī)(12)的轉(zhuǎn)子和定子對接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，其特征是，速度軸系所用軸承(10)為四點(diǎn)接觸軸承。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，其特征是，方位軸系和速度軸系的工作臺(tái)均為懸臂式工作臺(tái)。
【文檔編號(hào)】G05B17-02GK204301748SQ201420760961
【發(fā)明者】熊霞元, 楊春輝 [申請人]中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空精密機(jī)械研究所