[发明专利]一种可编程控制的电磁插销-齿轮副式轴系锁紧机构

说明书

技术领域

本发明属于航空遥感机电设计领域，涉及一种已应用在航空遥感两轴稳定跟踪平台系统的轴系锁紧机构，实现了可编程微控制器通过数字信号对航空遥感两轴稳定跟踪平台系统的方位轴、俯仰轴的锁紧与打开功能，亦可适用于含有轴系的需程序控制轴系锁紧与打开的场合，本发明适用于航空遥感设备、其他具有轴系锁紧要求的机电系统。

背景技术

稳定跟踪平台是航空遥感系统的关键设备，其主要作用为隔离载体扰动，使光轴(Line of Sight，LOS)根据上位机输出位置指令在惯性空间保持对目标的跟踪稳定。由于受风扰、飞行载体的非平稳飞行等因素影响，稳定跟踪平台姿态将发生变化，因此任务载荷的LOS将因基座的运动干扰而发生晃动，造成图像模糊，甚至丢失目标。在伺服状态下，稳定跟踪平台LOS实时跟踪目标在空间的运动变化，平台通过对框架的反向驱动实时隔离各种扰动因素影响，从而保持载荷姿态对目标的稳定跟踪。快速、准确的实现LOS在惯性空间下对目标的稳定跟踪是稳定跟踪平台的主要任务。然而，伴随遥感测量信息种类日益增多，遥感载荷集成的种类和重量不断增加，带来稳定跟踪平台的机械设计尺寸、重量等不断增长，这需要挂载遥感载荷的飞行器承载能力更强、飞行稳定性更好。此外，挂载遥感载荷的飞行器在爬升及降落过程中的颠簸及加速度过大，遥感载荷会造成对航空遥感稳定跟踪平台的较大冲击，在大冲击力作用下，力矩电机需要大电流输入以输出相适应的力矩抵消冲击力来保证载荷稳定，但这会造成电能过度消耗以及潜在的机械损坏，对稳定跟踪平台这种高精密设备带来不良影响。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种针对航空遥感双轴稳定跟踪平台轴系锁紧的可编程控制的电磁插销轴系锁紧机构，实现框架轴系的任意角度机械锁紧，并可以实现对齿轮副式锁紧齿轮的自动找正，使稳定平台在飞行器起飞、降落及工作时处于恶劣冲击状况下实现低功耗的载荷安全保护，其安装简单灵活、可靠性高、体积小、重量轻并可广泛适用于含有机械轴系锁紧需求的机电设备，适用于航空遥感设备、机电设计制造等领域。

本发明的技术解决方案是：一种可编程控制的电磁插销-齿轮副式轴系锁紧机构，由微控制器部分，法兰底盘，锁紧伸缩机构，锁紧齿轮轴系部分组成；微控制器部分用以控制锁紧伸缩机构，锁紧伸缩机构通过螺钉将电磁插销底座锁紧孔与法兰底盘上螺纹孔固定于法兰底盘上，锁紧齿轮轴系部分与法兰底盘的中心圆孔同心并通过螺钉固连，锁紧齿轮轴系部分中锁紧齿轮与轴系同轴安装在轴系驱动齿下方；在微控制器部分的可编程微控制器中添加程序代码，控制其I/O口数字信号输出，进而控制继电器控制芯片ULN2003实现对继电器串联回路的通断电控制；当锁紧伸缩机构中的电磁线圈断电时，锁紧伸缩机构与锁紧齿轮轴系部分脱离，轴系处于不锁紧自由回转状态，此时电磁线圈不产生磁场，锁紧伸缩机构中的插销弹簧弹力作用于柱状磁吸铁块带动插销弹射轴保持自由释放状态，电磁插销锁紧头与锁紧齿轮轴系部分的锁紧齿轮槽保持安全脱离距离，轴系自由回转；而当锁紧伸缩机构中的电磁线圈通电时，电磁线圈产生磁场，磁场产生磁力吸附锁紧伸缩机构中的柱状磁吸铁块，压缩锁紧伸缩机构中的插销弹簧，带动插销弹射轴弹出一定距离，电磁插销锁紧头卡住锁紧齿轮轴系部分的锁紧齿轮槽，实现对轴系的锁紧。

所述微控制器部分由可编程微控制器、继电器控制芯片ULN2003、继电器、电磁插销供电电源、电磁插销通电回路导线五个部分组成；通过在可编程微控制器中添加程序代码实现可编程微控制器I/0数字信号输出的控制，继电器控制芯片ULN2003在可编程微控制器I/0数字信号的控制下完成对继电器的打开与关闭操作，电磁插销供电电源的正负极与继电器的开关端连接，电磁插销供电电源通过电磁插销通电回路导线连接至锁紧伸缩机构上的线圈供电接口，继电器打开与关闭实现所串联回路的通断电开关控制，最终控制锁紧伸缩机构部分中电磁线圈产生磁场或不产生磁场，实现对锁紧轴系的锁紧与打开。