[发明专利]一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统

权利要求书

1.一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于包括结构部分、平台框架驱动部分及控制部分；所述的结构部分包括基座(3)、四个线振动减振器(4)、三个框架锁紧装置(17)、横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)；所述平台框架驱动系统包括三部直流无刷力矩电机(13)和三套减速装置(14)，三部直流无刷力矩电机(13)和三套减速装置(14)分别用于横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)的驱动；所述控制部分包括测量组件和控制电路，测量组件包括三支光电编码器(6)、三支MEMS陀螺仪(12)、两支MEMS加速度计(18)以及位置姿态测量系统POS(5)，控制电路的主电路板集中安装在电路箱(1)内，电路箱(1)通过紧固安装在基座(3)上；遥感载荷(2)通过过渡架(15)安装在方位框架(8)上，POS(5)通过POS托架(7)安装在基座(3)上，基座(3)通过四个线振动减振器(4)与飞机相连；三个框架锁紧装置(17)用于横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)的锁紧。

2.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)由外到内分布，三框架回转轴线正交于一点；横滚框架(10)沿X轴方向安装在基座(3)上，绕X轴旋转；俯仰框架(9)沿Y轴安装在横滚框架(10)上，绕Y轴旋转；方位框架(8)沿Z轴安装在俯仰框架(9)上，绕Z轴旋转；横滚框架(10)和俯仰框架(9)跟踪当地地理水平，方位框架(8)跟踪飞行航向；控制部分根据三支MEMS陀螺仪(12)提供的框架角速率信息、POS(5)或两支MEMS加速度计(18)提供的姿态信息产生控制信号，驱动三部直流无刷电机(13)输出力矩，通过三套减速装置(14)反向驱动三个框架转动，实现抵消干扰力矩，实时跟踪和稳定遥感载荷(2)视轴的目的。

3.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的三支光电编码器(6)分别安装在横滚框架(10)回转轴、俯仰框架(9)回转轴和方位框架(8)的电机轴上，三支光电编码器(6)采集三个框架的相对转角信息，POS(5)提供基座(3)对当地水平的姿态信息，控制部分将上述信息与水平姿态零位值及航向角度设定值进行比较，并根据比较结果实时反向补偿框架转角。

4.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的三套减速装置(14)均采用一级同步带-带轮减速系统，每套减速装置包括一个小带轮(1401)、一个同步齿轮带(1402)、一个大带轮(1403)；小带轮(1401)与电机轴通过销钉紧固，大带轮(1403)通过螺钉紧固在框架上；小带轮(1401)与大带轮(1403)外径设有弧形齿，由同步齿轮带(1402)通过啮合方式进行连接和传动。

5.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的基座(3)、横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)采用硬铝合金材料。

6.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的三个框架锁紧装置(17)包括横滚框架锁紧装置(1701)、俯仰框架锁紧装置(1702)和方位框架锁紧装置(1703)；三个框架锁紧装置(17)均为弹簧回程助推式插轴机构，分别对横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)进行零位锁紧；横滚框架锁紧装置(1701)通过紧固安装在横滚框架(10)侧壁上，俯仰框架锁紧装置(1702)与方位框架锁紧装置(1703)均通过紧固安装在俯仰框架(9)正面上。

7.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的两支MEMS加速度计(18)通过加速度计支架(16)正交安装在俯仰框架(9)底部，用于测量俯仰框架(9)相对当地地理坐标系的姿态角，为稳定平台提供姿态基准。

8.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的横滚框架驱动电机(1301)通过电机位置调整板(1901)安装在基座(3)上，俯仰框架驱动电机(1302)通过电机位置调整板(1902)安装在横滚框架(10)上，方位框架驱动电机(1303)通过电机位置调整螺钉(20)安装在俯仰框架(9)上。

9.根据权利要求1所述的一种轻量型航空遥感三轴惯性稳定平台系统，其特征在于：所述的三支MEMS陀螺仪(12)采用正交方式安装；三支MEMS陀螺仪(12)的敏感轴分别平行于横滚框架(10)、俯仰框架(9)和方位框架(8)的回转轴线X、Y和Z轴；用于测量横滚框架(10)和俯仰框架(9)转动角速率的两个MEMS陀螺仪(1201、1202)通过陀螺支架(1101)安装在俯仰框架(9)底部，测量方位框架(8)转动角速率的MEMS陀螺仪(1203)通过陀螺支架(1102)安装在方位框架(8)的减速装置大带轮(1403)上。