專利名稱：一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空遙感技術(shù)領(lǐng)域，適用于承載較大而又要求自重較小的航空遙感大負(fù)載三軸慣性穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)，涉及一種安裝于大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)內(nèi)部的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)方位方向的自由、精確調(diào)整，是一套完整的支撐驅(qū)動(dòng)一體化結(jié)構(gòu)。是磁軸承在慣性穩(wěn)定技術(shù)領(lǐng)域的一種結(jié)構(gòu)及方法創(chuàng)新，也可用于其它需要高精度驅(qū)動(dòng)支撐的機(jī)械機(jī)構(gòu)之中如數(shù)控車床等。
背景技術(shù)：
航空遙感大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)是機(jī)載對(duì)地觀測(cè)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其功能是支承成像載荷并隔離飛行載體三個(gè)方向姿態(tài)角運(yùn)動(dòng)及外部擾動(dòng)，使成像載荷視軸在慣性空間內(nèi)始終跟蹤并垂直于當(dāng)?shù)厮?，提高成像分辨率。然而由于航空?yīng)用環(huán)境的限制，慣性穩(wěn)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)上需要同時(shí)具有體積小、重量輕和承載比大等特點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)上需要在滿足動(dòng)靜態(tài)性能要求的前提下進(jìn)行緊湊性優(yōu)化設(shè)計(jì)。在現(xiàn)有的航空慣性穩(wěn)定平臺(tái)設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有慣性穩(wěn)定平臺(tái)存在許多不足，總體表現(xiàn)為在體積大、負(fù)載/自重比小、精度差等方面的系統(tǒng)性不足，即難以找到集以上各方面優(yōu)點(diǎn)為一體的產(chǎn)品。由于商品化等因素影響，國(guó)外體積小重量輕的產(chǎn)品往往精度較低、承載力小，而精度高的產(chǎn)品又往往體積和重量較大；另外，許多產(chǎn)品國(guó)外穩(wěn)定平臺(tái)的代表如瑞士 Leica公司的PAV30及最新的產(chǎn)品PAV80，國(guó)內(nèi)穩(wěn)定平臺(tái)如專利200910089155.6和201110214640.9等，其框架軸系都是采用純機(jī)械支撐，多以鋼絲軸承作為支撐部件，當(dāng)承載大負(fù)載時(shí)，各框架軸承承擔(dān)的壓力很大，因此增大了機(jī)械軸承的摩擦力，當(dāng)各框架軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)控制負(fù)載姿態(tài)時(shí)，該摩擦力會(huì)進(jìn)一步影響控制精度。方位框與平臺(tái)本體直接接觸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)姿態(tài)微調(diào)，導(dǎo)致其精度難以進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:針對(duì)航空遙感三軸慣性穩(wěn)定平臺(tái)中方位驅(qū)動(dòng)、支撐的不足，提出一種精度高、體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊的磁懸浮方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)。本發(fā)明技術(shù)方案具體如下:一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括:方位內(nèi)框托盤1、方位下外框2、徑向磁軸承定子3、方位上外框4、深溝球軸承5、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、方位內(nèi)框蓋板7、止推軸承轉(zhuǎn)軸8、止推軸承9、軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11、方位電機(jī)定子12、方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15、方位內(nèi)框16、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18 ;所述方位內(nèi)框托盤1、方位下外框2、方位上外框4、方位內(nèi)框蓋板7和方位內(nèi)框16構(gòu)成方位框體結(jié)構(gòu)部分；所述方位電機(jī)定子12和方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13構(gòu)成方位驅(qū)動(dòng)部分；所述徑向磁軸承定子3、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15、徑向磁軸承傳感器11、軸向磁軸承定子18、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承傳感器10構(gòu)成方位支撐部分；所述深溝球軸承5、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、止推軸承轉(zhuǎn)軸8和止推軸承9構(gòu)成磁懸浮軸承保護(hù)部分；方位內(nèi)框16為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子核心部件，軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17箍入方位內(nèi)框16突出的圓盤面上，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15依次從下方套入方位內(nèi)框16的下側(cè)圓柱面上，徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15頂死在方位內(nèi)框16的直口上，方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14隔開方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15，這樣避免了電磁干擾，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13由方位內(nèi)框托盤I頂住在方位內(nèi)框16上；蓋板7和方位內(nèi)框托盤I通過(guò)螺釘分別緊定在方位內(nèi)框16的上方和下方，阻止灰塵以及雜質(zhì)的入侵；方位下外框2、方位上外框4為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定子核心部件，兩者通過(guò)直口導(dǎo)向安裝和精確定位，并且用螺釘緊固；軸向磁軸承定子18反裝在方位上外框4的頂部，徑向磁軸承定子3固定在方位下外框2的上部；軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11分別固定在方位下外框2的上面和內(nèi)側(cè)面；深溝球軸承5、止推軸承9卡在方位上外框4的側(cè)槽內(nèi)部，深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、止推軸承轉(zhuǎn)軸8嵌入方位上外框4上孔內(nèi)部，各自貫穿深溝球軸承5和止推軸承9，分別為深溝球軸承5、止推軸承9提供旋轉(zhuǎn)的依托；軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18或者徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15隨著距離的減小磁力會(huì)急劇升高，也會(huì)隨著距離的加大而急劇下降，為了避免由于它們的吸合而造成的難以分開，也為了產(chǎn)生一定的負(fù)載動(dòng)力，必須設(shè)計(jì)合理的軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18間隙、徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15間隙；也必須設(shè)計(jì)合理的保護(hù)措施避免吸合現(xiàn)象:深溝球軸承5和深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6用于保護(hù)徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15，止推軸承9和止推軸承轉(zhuǎn)軸8用于保護(hù)軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18 ;除此之外必須保證深溝球軸承5和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17的間隙必須小于徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15的間隙，止推軸承9和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17的間隙必須小于軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18的間隙；采用軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11分別感知軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15的微小變動(dòng)，將該位移信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)通過(guò)與偏差的比較來(lái)主動(dòng)控制流經(jīng)軸向磁軸承定子18以及徑向磁軸承定子3的電流大小，電流的大小又會(huì)影響到磁力的大小，磁力會(huì)產(chǎn)生位移，這樣形成閉合回路控制軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15的微小變動(dòng)。所述方位下外框2和方位上外框4都含有一個(gè)階梯直口用于導(dǎo)向安裝和精確定位。為了有足夠負(fù)載承擔(dān)能力，所述軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18的間隙單邊為0.5mm。為了避免軸向磁軸承吸合，所述止推軸承9和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17的間隙單邊為0.3mmο為了有足夠負(fù)載承擔(dān)能力，所述徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15單邊為
0.3mmο為了避免徑向磁軸承吸合，所述深溝球軸承5和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17的間隙單邊為
0.15mm0所述方位下外框2上設(shè)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，用于安裝軸向磁軸承傳感器10和徑向磁軸承傳感器11。所述方位內(nèi)框16設(shè)計(jì)為“十”字形狀，這樣增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛度。本發(fā)明的原理是:本發(fā)明的慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了方位驅(qū)動(dòng)、支撐一體化。包括方位框體結(jié)構(gòu)部分:方位內(nèi)框、方位外框；方位驅(qū)動(dòng)部分:方位電機(jī)定子、方位電機(jī)轉(zhuǎn)子；方位支撐部分:徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子定子、軸向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子定子、徑向磁懸浮軸承傳感器、軸向磁懸浮軸承傳感器；磁懸浮軸承保護(hù)部分:深溝球軸承、止推軸承。方位驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方位方向自由度的控制，根據(jù)控制指令實(shí)現(xiàn)飛機(jī)方位方向角運(yùn)動(dòng)的隔離。方位支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了方位內(nèi)框架主動(dòng)懸浮，隔離了飛機(jī)低頻振動(dòng)，減小了摩擦，提高了承載能力，且能主動(dòng)控制方位框架扭轉(zhuǎn)，有效提高平臺(tái)穩(wěn)定精度。方位磁浮保護(hù)結(jié)構(gòu)中的深溝球軸承、止推軸承用于產(chǎn)生固定的保護(hù)間隙，其旋轉(zhuǎn)的自由度降低了保護(hù)時(shí)的摩擦阻力，且避免方位磁懸浮軸承的吸合；本發(fā)明專門為大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)中方位運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)磁懸浮技術(shù)在慣性穩(wěn)定平臺(tái)中的應(yīng)用，有效隔離了飛機(jī)角運(yùn)動(dòng)及振動(dòng)，提高了平臺(tái)承載能力及穩(wěn)定精度，適用于航空遙感、目標(biāo)跟蹤。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:(I)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)方位的高精度、小體積、輕質(zhì)量且集驅(qū)動(dòng)、支撐為一體的緊湊設(shè)計(jì)。(2)本發(fā)明采用磁軸承實(shí)現(xiàn)了方位框的懸浮，減小了摩擦同時(shí)又能對(duì)方位框主動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)方位框的姿態(tài)微調(diào)，有助于平臺(tái)承載能力的提高及進(jìn)一步控制精度的提高。(3)本發(fā)明中徑向磁軸承、軸向磁軸承磁保護(hù)間隙分開進(jìn)行，各自為主，相互獨(dú)立、互不影響，便于磁軸承控制及調(diào)試。(4)本發(fā)明中精密尺寸及距離采用組合加工的方法，確保了尺寸、距離的精度使設(shè)計(jì)與實(shí)際更加切合，耐磨性很好的深溝球軸承、止推軸承保證了保護(hù)間隙的固定不變。(5)本發(fā)明中增加了方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)，這樣方位電機(jī)轉(zhuǎn)子、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子可以隨著方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)的高度變化而產(chǎn)生不同的間距可以隔離電機(jī)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子的電磁干擾。(6)起保護(hù)作用的深溝球軸承和止推軸承具有旋轉(zhuǎn)的自由度，避免了支撐結(jié)構(gòu)啟動(dòng)或是停止時(shí)的卡死現(xiàn)象。


圖1為慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖示；圖2為慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)圖示。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括:方位內(nèi)框托盤
1、方位下外框2、徑向磁軸承定子3、方位上外框4、深溝球軸承5、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、方位內(nèi)框蓋板7、止推軸承轉(zhuǎn)軸8、止推軸承9、軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11、方位電機(jī)定子12、方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15、方位內(nèi)框16、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17)和軸向磁軸承定子18。所述方位內(nèi)框托盤1、方位下外框2、方位上外框4、方位內(nèi)框蓋板7和方位內(nèi)框16構(gòu)成方位框體結(jié)構(gòu)部分；所述方位電機(jī)定子12和方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13構(gòu)成方位驅(qū)動(dòng)部分；所述徑向磁軸承定子3、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15、徑向磁軸承傳感器11、軸向磁軸承定子18、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承傳感器10構(gòu)成方位支撐部分；所述深溝球軸承5、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、止推軸承轉(zhuǎn)軸8和止推軸承9構(gòu)成磁懸浮軸承保護(hù)部分。方位內(nèi)框16為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子核心部件，將其設(shè)計(jì)為“十”字形狀，這樣增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛度，軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17箍入方位內(nèi)框16突出的圓盤面上，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15依次從下方套入方位內(nèi)框16的下側(cè)圓柱面上，徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15頂死在方位內(nèi)框16的直口上，方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)14隔開方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15避免了電磁干擾，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子13由方位內(nèi)框托盤I頂住在方位內(nèi)框16上。蓋板7和方位內(nèi)框托盤I通過(guò)螺釘分別緊定在方位內(nèi)框16的上方和下方，阻止灰塵以及雜質(zhì)的入侵；方位下外框2、方位上外框4為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定子核心部件，兩者通過(guò)直口導(dǎo)向安裝和精確定位，并且用螺釘緊固；軸向磁軸承定子18反裝在方位上外框4的頂部，徑向磁軸承定子3固定在方位下外框2的上部；軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11分別固定在方位下外框2的上面和內(nèi)側(cè)面；深溝球軸承5、止推軸承9卡在方位上外框4的側(cè)槽內(nèi)部，深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6、止推軸承轉(zhuǎn)軸8嵌入方位上外框4上孔內(nèi)部，各自貫穿深溝球軸承5、止推軸承9,分別為深溝球軸承5、止推軸承9提供旋轉(zhuǎn)的依托。所述軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18之間需要設(shè)計(jì)有間隙，設(shè)計(jì)為:
0.5mm,所述徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15之間需要設(shè)計(jì)有間隙設(shè)計(jì)為:0.3mm ；所述深溝球軸承5和深溝球軸承轉(zhuǎn)軸6用于保護(hù)徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15，止推軸承9和止推軸承轉(zhuǎn)軸8用于保護(hù)軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18，深溝球軸承5和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17的間隙必須小于徑向磁軸承定子3和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15的間隙，設(shè)計(jì)為:0.15mm，止推軸承9和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17的間隙必須小于軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和軸向磁軸承定子18的間隙，設(shè)計(jì)為:0.3mm ；采用軸向磁軸承傳感器10、徑向磁軸承傳感器11分別感知軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15的微小變動(dòng)，將該位移信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)通過(guò)與偏差的比較來(lái)主動(dòng)控制流經(jīng)軸向磁軸承定子18以及徑向磁軸承定子3的電流大小，電流的大小又會(huì)影響到磁力的大小，磁力會(huì)產(chǎn)生位移，這樣形成閉合回路控制軸向磁軸承轉(zhuǎn)子17和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子15的微小變動(dòng)。將它們分別安裝于下外框2上凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的上部和側(cè)面。本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。
權(quán)利要求
1.一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于包括:方位內(nèi)框托盤(I)、方位下外框(2)、徑向磁軸承定子(3)、方位上外框(4)、深溝球軸承(5)、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸(6)、方位內(nèi)框蓋板(7)、止推軸承轉(zhuǎn)軸(8)、止推軸承(9)、軸向磁軸承傳感器(10)、徑向磁軸承傳感器(11)、方位電機(jī)定子(12)、方位電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)(14)、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15 )、方位內(nèi)框(16 )、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17 )和軸向磁軸承定子(18 );所述方位內(nèi)框托盤(I)、方位下外框(2)、方位上外框(4)、方位內(nèi)框蓋板(7)和方位內(nèi)框(16)構(gòu)成方位框體結(jié)構(gòu)部分；所述方位電機(jī)定子(12)和方位電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)構(gòu)成方位驅(qū)動(dòng)部分；所述徑向磁軸承定子(3 )、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15 )、徑向磁軸承傳感器(11)、軸向磁軸承定子(18 )、軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和軸向磁軸承傳感器(10)構(gòu)成方位支撐部分；所述深溝球軸承(5)、深溝球軸承轉(zhuǎn)軸(6)、止推軸承轉(zhuǎn)軸(8)和止推軸承(9)構(gòu)成磁懸浮軸承保護(hù)部分；方位內(nèi)框(16)為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子核心部件，軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)箍入方位內(nèi)框(16)突出的圓盤面上，方位電機(jī)轉(zhuǎn)子(13)、方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)(14)、徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)依次從下方套入方位內(nèi)框(16)的下側(cè)圓柱面上，徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)頂在方位內(nèi)框(16)的直口上，方位轉(zhuǎn)子隔環(huán)(14)隔開方位電機(jī)轉(zhuǎn)子( 13)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)，這樣避免了電磁干擾；方位電機(jī)轉(zhuǎn)子(13 )由方位內(nèi)框托盤(I)頂住在方位內(nèi)框(16 )上；蓋板(7 )和方位內(nèi)框托盤(I)通過(guò)螺釘分別緊定在方位內(nèi)框(16)的上方和下方，阻止灰塵以及雜質(zhì)的入侵；方位下外框(2)、方位上外框(4)為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定子核心部件，兩者通過(guò)直口導(dǎo)向安裝和精確定位，并且用螺釘緊固；軸向磁軸承定子(18)反裝在方位上外框(4)的頂部，徑向磁軸承定子(3)固定在方位下外框(2)的上部；軸向磁軸承傳感器(10)、徑向磁軸承傳感器(11)分別固定在方位下外框(2)的上面和內(nèi)側(cè)面；深溝球軸承(5)、止推軸承(9)卡在方位上外框(4)的側(cè)槽內(nèi)部，深溝球軸承轉(zhuǎn)軸(6)、止推軸承轉(zhuǎn)軸(8)嵌入方位上外框(4)上孔內(nèi)部，各自貫穿深溝球軸承(5 )和止推軸承(9 )，分別為深溝球軸承(5 )、止推軸承(9 )提供旋轉(zhuǎn)的依托； 所述軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和軸向磁軸承定子(18)之間需要設(shè)計(jì)有間隙，所述徑向磁軸承定子(3)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)之間需要設(shè)計(jì)有間隙；所述深溝球軸承(5)和深溝球軸承轉(zhuǎn)軸(6 )用于保護(hù)徑向磁軸承定子(3 )和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)，止推軸承(9 )和止推軸承轉(zhuǎn)軸(8)用于保護(hù)軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和軸向磁軸承定子(18)，深溝球軸承(5)和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)的間隙必須小于徑向磁軸承定子(3)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)的間隙，止推軸承(9)和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)的間隙必須小于軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和軸向磁軸承定子(18)的間隙; 采用軸向磁軸承傳感器(10)、徑向磁軸承傳感器(11)分別感知軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)的微小變動(dòng)，將該位移信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)通過(guò)與偏差的比較來(lái)主動(dòng)控制流經(jīng)軸向磁軸承定子(18)以及徑向磁軸承定子(3)的電流大小，電流的大小又會(huì)影響到磁力的大小，磁力會(huì)產(chǎn)生位移，這樣形成閉合回路控制軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15 )的微小變動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述方位下外框(2)和方位上外框(4)都含有一個(gè)階梯直口用于導(dǎo)向安裝和精確定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)和軸向磁軸承定子(18)的間隙單邊為0.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述止推軸承(9)和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)的間隙單邊為0.3_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述徑向磁軸承定子(3)和徑向磁軸承轉(zhuǎn)子(15)單邊為0.3mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述深溝球軸承(5)和軸向磁軸承轉(zhuǎn)子(17)的間隙單邊為0.15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述方位下外框(2)上設(shè)有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，用于安裝軸向磁軸承傳感器(10)和徑向磁軸承傳感器(11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述方位內(nèi)框(16) 設(shè)計(jì)為“十”字形狀，這樣增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的剛度。
全文摘要
一種慣性穩(wěn)定平臺(tái)的方位驅(qū)動(dòng)支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括方位框體結(jié)構(gòu)部分方位內(nèi)框、方位外框；方位驅(qū)動(dòng)部分方位電機(jī)定子、方位電機(jī)轉(zhuǎn)子；方位支撐部分徑向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子定子、軸向磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子定子；磁懸浮軸承保護(hù)部分深溝球軸承、止推軸承。方位驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方位方向自由度的控制，隔離飛機(jī)方位方向角運(yùn)動(dòng)的。方位支撐結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了方位內(nèi)框架主動(dòng)懸浮，提高了承載能力，且能主動(dòng)控制方位框架扭轉(zhuǎn)，有效提高平臺(tái)穩(wěn)定精度。方位磁浮保護(hù)結(jié)構(gòu)中的深溝球軸承、止推軸承用于產(chǎn)生固定的保護(hù)間隙，避免方位磁懸浮軸承的吸合。本發(fā)明簡(jiǎn)化了大負(fù)載慣性穩(wěn)定平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了平臺(tái)承載能力及穩(wěn)定精度，適用于航空遙感、目標(biāo)跟蹤。
文檔編號(hào)G01C21/18GK103217156SQ20131008879
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者周向陽(yáng), 李貝, 房建成, 張建斌 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)