[发明专利]适用于机载环境的高集成化、高负载自重比双轴云台装置

权利要求书

1.一种适用于机载环境的高集成化、高负载自重比双轴云台装置，其特征在于，该云台装置包括防护支撑结构组件(1)、俯仰机构(2)、方位机构(3)和测控系统(4)；

所述防护支撑结构组件(1)包括顶盖(1-1)、过度段(1-2)、俯仰壳体(1-3)、左防护罩(1-4)、右防护罩(1-5)，所述过渡段(1-2)与顶盖(1-1)紧固连接，所述左防护罩(1-4)、右防护罩(1-5)与俯仰壳体(1-3)紧固连接；

所述俯仰机构(2)包括俯仰驱动单元(2-1)、俯仰驱动单元支架(2-2)、联轴器(2-3)、蜗轮蜗杆副(2-4)、第一角接触球轴承(2-5)、第二角接触球轴承(2-6)、第一平键(2-7)、第二平键(2-8)、俯仰限位轴(2-9)、轴承座(2-10)、第一俯仰轴(2-11)、第二俯仰轴(2-12)、第一轴承端盖(2-13)、第二轴承端盖(2-14)、第三轴承端盖(2-15)、锁紧螺母(2-16)、止动垫圈(2-17)、模拟负载(2-18)；所述俯仰驱动单元(2-1)通过俯仰驱动单元支架(2-2)安装至俯仰壳体(1-3)上；所述蜗轮蜗杆副(2-4)由蜗轮(2-4-1)、蜗杆(2-4-2)组成，所述蜗轮(2-4-1)通过第二平键(2-8)传递驱动扭矩至第一俯仰轴(2-11)；所述蜗杆(2-4-2)通过俯仰驱动单元支架(2-2)、第一角接触球轴承(2-5)、第一轴承端盖(2-13)安装至俯仰壳体(1-3)上；所述蜗轮蜗杆副(2-4)为俯仰机构(2)提供机械自锁、大负载驱动功能；所述俯仰限位轴(2-9)安装在俯仰壳体(1-3)上；所述第一俯仰轴(2-11)作为驱动轴，通过第二角接触球轴承(2-6)、第二轴承端盖(2-14)安装至俯仰壳体(1-3)上，通过两个锁紧螺母(2-16)防松锁紧轴向位置，通过蜗轮(2-4-1)将驱动扭矩传递到第一俯仰轴(2-11)上，进而驱动光电设备模拟负载(2-18)俯仰运动；所述第二俯仰轴(2-12)作为从动轴，通过模拟负载(2-18)传递的驱动力矩带动其俯仰运动，通过第二角接触球轴承(2-6)、第三轴承端盖(2-15)安装至轴承座(2-10)上，通过锁紧螺母(2-16)和止动垫圈(2-17)防松锁紧轴向位置；

所述方位机构(3)包括方位驱动单元(3-1)、方位驱动单元支架(3-2)、驱动齿轮(3-3)、回转支撑(3-4)、方位轴(3-5)、方位限位块(3-6)；所述方位驱动单元(3-1)通过方位驱动单元支架(3-2)安装至俯仰壳体(1-3)；所述驱动齿轮(3-3)为圆柱直齿轮，固定至方位驱动单元(3-1)输出轴上，用于传递驱动力矩；所述回转支承(3-4)为带外圆柱直齿的交叉滚子轴承，与驱动齿轮(3-3)组成齿轮传动副；所述回转支承(3-4)内圈与过渡段(1-2)紧固作为方位固定端，回转支承(3-4)外圈与俯仰壳体(1-3)紧固作为方位转动端；所述方位轴(3-5)结构侧壁开有窗口，紧固安装在俯仰壳体上(1-3)；所述方位限位块(3-6)通过一个销钉紧固到过渡段(1-2)上，允许方位限位块(3-6)以销钉为轴旋转一定角度；

所述测控系统(4)包含俯仰编码器(4-1)、方位编码器(4-2)、陀螺仪(4-3)、控制器(4-4)、俯仰驱动器(4-5)、方位驱动器(4-6)、制动模块(4-7)、制动电阻(4-8)；所述俯仰编码器(4-1)为抱轴式绝对式编码器，安装在第二俯仰轴(2-12)末端，用于反馈俯仰终端绝对角度信号；所述方位编码器(4-2)为中空式绝对式编码器，安装在方位轴(3-5)末端，用于反馈方位终端绝对角度信号；所述陀螺仪(4-3)通过转接板安装在顶盖(1-1)上，用于反馈机身抖动方向、频率和幅度；所述控制器(4-4)安装在顶盖(1-1)上，通过RS485通信接口采集方位编码器(4-2)、俯仰编码器(4-1)、陀螺仪(4-3)反馈的角度、姿态数据信号，基于PID速度、位置双闭环控制算法，通过CAN通信接口发送控制指令给俯仰驱动器(4-5)、方位驱动器(4-6)，进而驱动俯仰电机、方位电机工作到指令位置，实现俯仰作动、方位作动以及防抖动控制，再通过RS422通信串口将俯仰、方位角度位置实时反馈给上位机；所述制动模块(4-7)和制动电阻(4-8)用于电机减速时消耗电机的回馈能量来保护驱动器。

2.根据权利要求1所述的适用于机载环境的高集成化、高负载自重比双轴云台装置，其特征在于，所述防护支撑结构组件(1)各个零件均在安装端面上设计异型密封槽结构，用于安装密封件。