[发明专利]一种双自由度具有惯性定向功能的跟踪云台

说明书

技术领域

本发明属于惯性测量领域，具体涉及一种双自由度具有惯性定向功能的跟踪云台。

背景技术

云台是为便携式激光照射引导系统配套使用的，需要方位和俯仰两个自由度的转动，并且需要实时输出载荷的真北方位角和相对水平的俯仰角。现有的云台结构利用螺纹锁紧机构进行两个自由度的转动和锁紧，这种结构导致系统的重量和体积较大，成本较高，且不具备惯性定向功能和微调自锁功能，无法满足便携使用的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种双自由度具有惯性定向功能的跟踪云台。

为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种双自由度具有惯性定向功能的跟踪云台，包括后盖板、方位轴角度传感器、俯仰轴组件、俯仰轴手轮、解脱锁紧机构、对外接口、指示灯、前面板、动调陀螺、上支架、信号处理电路、俯仰轴角度传感器、方位轴组件、金属法兰水准器、方位轴手轮、以及结构支架，其中，

结构支架为具有底面以及彼此相对的第一侧面和第二侧面的框架式结构；方位轴组件位于结构支架的下面，并且结构支架通过其底面可转动地支撑于方位轴组件上；方位轴角度传感器、俯仰轴组件、动调陀螺以及俯仰轴角度传感器均布置在结构支架内，俯仰轴手轮安装在结构支架第二侧面的外侧、并与俯仰轴组件相关联，方位轴手轮安装在结构支架第一侧面的外侧、并与解脱锁紧机构相关联，其中，动调陀螺安装在结构支架的底面上，并靠近于结构支架的第一侧面；俯仰轴组件安装在结构支架的底面上，并靠近于结构支架的第二侧面；俯仰轴角度传感器安装在俯仰轴组件上；方位轴角度传感器安装在结构支架底面的中部；

上支架位于结构支架的上面，并跨接结构支架的第一侧面和第二侧面，并且，当俯仰轴手轮转动时，俯仰轴组件能够将俯仰轴手轮的转动传递给上支架，使得上支架绕着其与第一侧面和第二侧面的连接点在俯仰方向转动；

解脱锁紧机构能够将方位轴手轮与方位轴组件相关联，从而当方位轴手轮转动时，整个结构支架能够相对于方位轴组件转动；并且解脱锁紧机构还能够解除方位轴手轮与方位轴组件的关联，从而使得整个结构支架能够在外力的作用下相对于方位轴组件转动；

前面板装配在结构支架的前侧，信号处理电路布置在前面板的内侧面，指示灯布置在前面板的外侧面；信号处理电路用于采集动调陀螺、方位轴角度传感器、俯仰轴角度传感器的输出信息，并将这些信息解算为整个跟踪云台相对于真北方向的方位角和上支架相对于水平面的俯仰角，通过对外接口输出；同时，信号处理电路还根据方位轴角度传感器的输出信息，通过指示灯提示操作者所述跟踪云台的工作状态；并且所述对外接口布置在结构支架的第一侧面的外侧面；

后盖板装配在结构支架的后侧，后盖板的内侧面布置有二次电源电路，用于为所述跟踪云台提供满足要求的电压及功率的电源输出；

金属法兰水准器安装在结构支架第一侧面的外侧，用于对所述跟踪云台调水平。

优选地，所述俯仰轴组件包括支架、主动锥齿轮、从动锥齿轮、第一蜗杆、扇形蜗轮以及传动轴，其中，支架包括背板、第一侧板以及第二侧板，第一侧板和第二侧板分别垂直地连接在背板的两侧；第一蜗杆的第一端和第二端分别通过轴承支撑于第一侧板和第二侧板，并且第一蜗杆的第一端穿过第一侧板伸出；从动锥齿轮安装在第一蜗杆的第二端，并位于第一侧板的外侧；主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，主动锥齿轮与俯仰轴手轮同轴，并且主动锥齿轮与俯仰轴手轮分别位于结构支架第二侧面的内侧和外侧；传动轴的第一端和第二端分别通过轴承支撑在支架的背板与结构支架第二侧面上，并且传动轴的第一端穿过背板与安装在背板背面的俯仰轴角度传感器的敏感轴连接，传动轴的第二端穿过结构支架的第二侧面与上支架的一端连接；扇形蜗轮与第一蜗杆配合，扇形蜗轮固定在传动轴上。

优选地，所述方位轴组件包括底座、中心轴、蜗轮以及支撑法兰套套；结构支架的底面具有自底面向上突起的罩部，方位轴角度传感器安装在罩部的顶面上；底座位于罩部的下面，中心轴的第一端固定至底座，其第二端垂直于底座向上延伸与方位轴角度传感器敏感轴连接；蜗轮固定套装在中心轴上，并位于罩部的内腔中；罩部的侧壁上开设有窗口，使得蜗轮部分地露出；支撑法兰套套包括法兰部和套筒部，法兰部固定至结构支架的底面，套筒部通过轴承可转动地套装在中心轴上，从而将结构支架可转动地支撑在中心轴上；