[实用新型]陀螺与重力综合稳定船用夜视仪

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种陀螺与重力综合稳定船用夜视仪。 

背景技术：

目前船用夜视仪需求迫切，因一切海上的监控船，渔政船及较大的船只均需配置以满足监控、跟综及自身安保方面的需要，但遗憾的是船上设置各种夜视仪(例如热像仪)均需一个稳定平台，以隔离船舶的摇摆对它的干扰，这种稳定平台目前最好的是陀螺稳定平台，稳定精度能达0.5以内，但技术较复杂，价格昂贵，例如，西安航天长城科技公司生产的X、Y两轴稳定平台，广州华之航船舶配件有限公司生产的TN10型自稳定云台，售价都在15万元/台左右，而装有热像仪，低昭度相机及设有跟踪，检测等的整套系统装置价格需百万以上，例如彼岸公司生产的海狮3XT型，就需200万元/套，为减低成本计，本人在几年前也曾申请了一专利：船用夜视仪稳定平台(专利号：ZL200520117451.X)，它是采用二个相互用轴连接的水平环，外环的轴穿在支架上，内环的轴与外环垂直，内环上设一个平台，下面挂一个压重物，利用压重物的重力来达平台的稳定，这种结构很简单、廉价，但在海上实际测试时，发现因惯性力的存在，船舶稳定精度只能达到5°以内，故在风浪大，当摇摆落在摄像机纵轴方向时，那怕只5°，而目标物，例如见到的水天线，往往要脱离显示屏的上、下边框，严重影响观察；但也发现，当海浪摇摆落在摄像机左右方向时，则影响甚微，尽尽使目标物，例如上述那条水无线，只原地向左右对角线方向倾斜几度罢了，最多5°，不影响观察，究其理，其实摄像机是在左右方向滚动，在CCD上的像还是始终竖直向下的，相对于大幅摆动的机框，再附加摆动几度吧了，而机框的摆动与人的座位摆动是一致的，不会有感觉，感觉的只附加的那几度。 

发明内容：

本发明是取长补短，吸取了陀螺稳定平台稳定度高的优点，在摄像机的纵轴方向安装了陀螺稳定装置，使稳定度达到0.5°以内；而与镜轴垂直的方向，则采用成本低廉的重力稳定。为达到上述目的，本发明的结构是这样的：由支架装置、稳定装置、云台装置及热成像系统组成，还包括方位大齿轮(2)，方位小齿轮(3)、方位电动机(7)、U形连接板(9)、陀螺平台(10)、俯仰减速电机(11)和力矩电机(23)，支架装置包括机壳(27)和底座(1)，底座(1)的下部边缘处制成工字凹入状，其承载板(6)与机壳(27)是用螺钉连接成一体，并可水平转动先设置一个底座，在底座上设置一块承载板，用主轴穿入底座的轴孔中，使其可水平转动，在承载板上固定一方位电动机，其轴上固定一个方位小齿轮，小齿轮与固定在底座上的方位大齿轮相啮合，这样小齿轮转动时，就能迫使承载板与其上的一切承载物作水平相对转动；再制一个圆形机壳，套入并固定在承载板上，壳的中间部分是向下凹落的，设有一可俯仰的热像仪盒，盒固定在左右各一块过渡块上，过渡块其一套在力矩电机的空心轴上，另一块套入并固定在另一侧的蜗轮轴上，这样陀螺平台上的俯仰电机就可通过蜗杆蜗轮使热像仪盒作上、下俯仰。为使陀螺平台得到稳定，是在平台上设一单轴陀螺，它发出的不平衡信号送到另一侧的力矩电机上，力矩电机转动，通过二者间的U形连接板，使平台始终保持水平。为使热像仪在横轴方向(下称Y轴方向)得到稳定，是在热像仪盒中部设“Π”状的悬挂板，此板前后向上各固定着一个Y轴，此轴穿在下部固定在压重块上，并载有热像仪与可见光摄像机的热像仪挂架的前后立板上，这样就可重力稳定了。另外控制台上设有转换开关，以控制热像仪与可见光相机哪个进入使用。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著特点与积极效果： 

1、与双轴采用重力稳定的船用夜视仪相比，大大提高了热像仪在纵轴方向上的稳定精度，可以达到0.5°以内，不会使目标物跑出视屏上、下边框。 

2、与双轴陀螺稳定平台相比，在不影响观察效果的情况下，省去了 一个轴的陀螺稳定装置，节约了制造成本，也减少了体积，因外形没摆动，故可做得很美观。 

3、因有压重物的存在，故当陀螺发生故障时，在纵轴上也可得到重力稳定。 

4、机壳为整体铸造与承载板密合，故整体防水性极好。 

附图说明

附图1为本发明整体全剖正视图 

附图2为本发明整体全剖左视图 

附图3为本发明A-A向俯视图 

附图4为本发明的陀螺稳定平台相关原理方框图 

具体实施方式：

如附图1、2、3所示，本发明承载板(6)上设有一方位电动机(7)，它向下的轴上，固定着一个方位小齿轮(3)，与方位大齿轮(2)啮合，方位大齿轮(2)固定在底座(1)上，方位小齿轮(3)固定在承载板(6)上。底座(1)的下部边缘处制成工字凹入状其承载板(6)与机壳(27)用螺钉连接成一体，可水平转动。另外还设置着力矩电机驱动器(26)与必要的线路板(8)，支架装置的机壳(27)是整体铸造的，像个电饭煲，为嵌入可俯仰的热像仪盒(16)，其上部中间制成凹形，凹形处的二侧壁上各有一孔，其一可供力矩电机(23)的空心轴穿出，另一侧的孔，供陀螺平台(10)的空心轴穿出。机壳(27)凹下部分的一侧壳内，固定着力矩电机(23)，另一侧壳内设有一陀螺平台(10)与单轴陀螺(14)，二者的轴用U形连接板(9)相固连接成一体，为使热像仪盒(16)可俯仰，方法是俯仰减速电动机(1)固定在陀螺平台(10)上，通过其轴上的蜗杆(12)与蜗轮(13)相啮合，蜗轮(13)是有轴的，它从陀螺平台(10)的空心轴孔中穿出，与过渡块(15)用螺钉连接，过渡块(15)与热像仪盒(16)牢固相接。热像仪盒(16)是一个前后较宽、中间较狭像哑铃状的长方盒，其狭处上沿翻出部分，固定在左右各一的过渡块(15)上，其中有一块过渡块(15)套在力矩电机(23)转子上的空心轴(24)的轴端，是活动的。热像系统包括热像仪盒(16)及内的热 像仪(22)，可以左右摆动，进行重力稳定，方法是先制作一个方形的Y轴悬挂板(19)，它的上沿用螺钉固定在热像仪盒(16)上，其前后二侧是竖直向下弯曲的，上面各固定着一Y轴(20)，此轴穿入下部带有压重块(25)、块上设有热像仪(22)及可见光相机(18)的热像仪挂架(21)的前后二块板上，构成横向重力稳定，制作时支架的上部制成方形框，框前后立板上有轴孔，可供Y轴(20)穿入，这样重心在下，且很低，就可达到重力稳定目的。为使热像仪盒(16)能设置可见光摄像机(18)，方法是热像仪挂架(21)的上端水平弯出，整个热像仪盒(16)前端方向还各设有一块圆形的红外玻璃(28)与一块普通玻璃(30)，热像仪盒(16)与热像仪盒盖(17)是用前后端各一个螺钉及它们边缘的凹凸槽使二者结合的。工作过程是这样的，当风浪使热像仪(22)在纵轴方向摇摆时，陀螺(14)发出不平衡信号，经信息处理系统较复杂的计算处理后，向力矩电机(23)发出转动信号，由于U形连接板(9)的存在，可使陀螺平台(10)始终保持水平，需要使热像仪(22)上，下俯仰时，只要向俯仰减速电动机(11)输入电流即可。若欲使热像仪(22)水平转动，只要向方位电动机(7)输入电流，因方位大齿轮(2)是不动的，故方位小齿轮(3)及承载板(6)上的所有部件就作相对的水平转动，不会使热像仪(22)与陀螺平台(10)错位，也达到改变方位的目的。另外安装整机时，需先把机壳(27)的所有部件先装好，再套入底座(1)并用螺钉固定即可。