[发明专利]双自由度直驱扫描跟踪转台

说明书

技术领域

本发明属于多波段红外物体追踪和探测技术领域，涉及扫描跟踪转台，尤其是涉及一种双自由度直驱式扫描跟踪转台。

背景技术

双自由度转台常应用于各行各业，在民用中常见于机床行走等机构；在军事领域，常用于模拟探测目标的空间分布或探测器本身在空间中的目标搜寻（常金彪.红外热像源二维转台的设计研究[D].南京理工大学,2013）。红外制导是精确制导武器的一种重要制导方式。特别是作为红外制导导引头的伺服机构（靳鹏飞.红外导引头跟踪器设计[D].西安电子科技大学,2007），双自由度转台的性能对导引头有着重大影响。无论是战略弹道导弹，还是战术导弹，都向体积小、射程远、速度快、制导精度高等方向发展，以满足未来战争的要求（姚秀娟,彭晓乐,张永科.几种精确制导技术简述[J].激光与红外,2006(5)）。相应地，双自由度转台必须能适应这种趋势的发展，减小体积、提高控制精度。目前，用于红外追踪的双自由度转台主要是利用两种电机进行运动控制：如专利申请号为200410080341.0提供了一种双自由度云台，所用电机为步进电机，但步进电机具有噪声大、动作点离散、回程间隙误差大、动态性能差等缺点，无法满足精确控制的要求；另一种是力矩电机（艾敏.二维转台结构分析及动力学仿真[D].长春理工大学,2011），虽然能获得较好的动态特性和精度，但需要外加齿轮减速机构，体积大、相较于步进电机略显笨重。因此，如何同时获取良好的动态性能、较小的体积重量、足够的旋转扭矩以及较小的噪声振动是双自由度转台亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积小、结构简单，能在垂直和水平方向摇摆和俯仰，并能显著提高运动控制精度的双自由度直驱扫描跟踪转台。

本发明设有底座、支座、镜片、镜片夹座、俯仰电机、摆臂、摇摆电机、俯仰接近开关、摇摆接近开关、摇摆接近开关安装板、摇摆触板、俯仰触板、俯仰接近开关安装板、俯仰硬限位、摆动支架和摇摆硬限位；

底座固定在外部水平台面上；支座与底座固连；镜片设于镜片夹座上，镜片夹座与摆动支架固连，摆动支架与摆臂上端固连；俯仰电机与支座固连，俯仰电机的转子穿过支座与摆臂固定连接，俯仰接近开关设于俯仰接近开关安装板上，俯仰接近开关安装板与支座固连，俯仰触板与俯仰接近开关面对，俯仰触板固连在摆臂上；摇摆电机与支座固连，摇摆电机的转子穿过支座与底座固连，摇摆接近开关设于摇摆接近开关安装板上，摇摆接近开关安装板与支座固连，摇摆触板固连在底座上，摇摆触板与摇摆接近开关面对，俯仰电机和摇摆电机的驱动器与支座固连，俯仰硬限位设于摆臂上，摇摆硬限位设于支座上。

所述摆动支架与摆臂最好为一体式构件。

所述摆臂上设有弧形凹槽，该弧形凹槽与设于所述支座上的螺钉配合形成俯仰硬限位；所述支座上设有也弧形凹槽，该弧形凹槽与设于底座的螺钉配合形成摇摆硬限位。

所述俯仰电机和摇摆电机均采用高精度伺服谐波减速电机。

与现有技术比较，本发明的有益效果如下：

本发明采用捷联稳定的常平架结构，将负载简化成一伺服镜，与惯性器件分离，并采用高精度谐波减速电机，有效减小了系统的体积和质量并提高了控制精度，使用限位开关和机械硬限位进行双重限位，能最大程度上保证转台系统安全。

它能实现垂直和水平方向的二维度精密运动，有效提高运行控制精度，可用于物体的红外光谱追踪探测和红外成像追踪探测。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的正视结构示意图。

图3为本发明实施例的侧视结构示意图。

图4为体现了本发明实施例的摇摆硬限位结构的示意图。

图1～4中各标记表示：1镜片；2镜片夹座；3俯仰电机；4驱动器；5摆臂；6支座；7摇摆电机；8底座；9俯仰接近开关；10摇摆接近开关；11摇摆接近开关安装板；12摇摆触板；13俯仰触板；14俯仰接近开关安装板；15俯仰硬限位；16摆动支架；17摇摆硬限位；18固定螺钉。

具体实施方式

参见图1～4，本实施例设有底座8、支座6、镜片1、镜片夹座2、俯仰电机3、驱动器4、摆臂5、摇摆电机7、俯仰接近开关9、摇摆接近开关10、摇摆接近开关安装板11、摇摆触板12、俯仰触板13、俯仰接近开关安装板14、俯仰硬限位15、摆动支架16和摇摆硬限位17。