[发明专利]一种具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台

说明书

技术领域

本发明涉及惯性稳定平台机械结构设计领域，特别涉及一种具有三角镂 空结构的球形惯性稳定平台。

背景技术

陀螺稳定平台的主要作用是在弹(箭)内按给定的技术指标，建立一个 与弹(箭)的角运动无关的导航坐标系，为加速度的测量和姿态角的测量提供 必要的坐标基准。

传统平台结构采用环形框架和矩形台体，框架的轴端连接处放置电机和 角度/角速度测量电路等，由于容纳体积及环形结构限制，轴端设计为外凸起 结构，为了使各框架自由旋转，则需要加大框架尺寸，因此会占用较大的回转 空间，体积较大，无法满足目前轻小型化的平台发展趋势，而且这种结构会产 生二阶干扰力矩；同时平台结构采用开放式环架，受外界温度环境影响较大， 容易影响惯性仪表的恒温性。

因此，对于三框架平台系统或四框架平台系统来说，内框架和基座采用 球面框架有利于为惯性仪表提供一个良好的工作环境。但如果外框架和随动框 架也采用密闭的球面框架时，将对热量由内向外传导不利，也会影响惯性仪表 的恒温性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有三角镂空结构的球 形惯性稳定平台，该稳定平台的内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架 为具有三角镂空结构的球形壳体，该三角镂空结构为近似等分的三角形，均匀 分布在除轴端和安装区域以外的球形壳体上；该稳定平台相对于环形结构的稳 定平台，具有等刚度特点，并且有利于与减小干扰误差；相比完全封闭的球形 结构的稳定平台，具有良好的热传导和热对流功能，有利于建立良好的温度场。

本发明通过以下方案实现上述目的：

一种具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、 随动框架、基座和轴端，其中：内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架 为具有均匀分布三角镂空结构的球形壳体；所述四个球形壳体的中心重合且由 内到外的嵌套顺序为内框架、外框架、随动框架和基座；每相邻两个球形壳体 之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形壳体绕所述轴端的转轴转动；台体 位于内框架内部且通过两个轴端连接，并绕所述轴端的转轴转动；基座与外部 载体固定连接；其中，台体、内框架、外框架和随动框架转动时的中心轴彼此 正交。

在上述的具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台中，外框架和随动框架为 具有均匀分布的三角镂空结构的球形壳体，其中：外框架和随动框架的球形壳 体在框架本体坐标系的X轴、Y轴上共设置四个轴端安装孔，即四个轴端安装 孔分别位于框架本体坐标系的+X轴、-X轴、+Y轴、-Y轴；所述每个轴端安装 孔周围设置有安装电路和惯性仪表的区域，即所述区域为连续球壳弧面。

在上述的具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台中，外框架和随动框架的 球形壳体由两个半球壳体连接构成，当两个半球壳体分开时，在球壳内表面的 轴端安装孔周围的连续球壳弧面上安装电路和惯性仪表，安装结束后，将两个 半球壳体连接为一个球形壳体。

在上述的具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台中，连接台体和内框架的 两个轴端与内框架的球形壳体外表面共面；连接内框架和外框架的两个轴端与 外框架的球形壳体外表面共面；连接外框架和随动框架的两个轴端与随动框架 的球形壳体外表面共面；连接随动框架和基座的两个轴端与基座的球形壳体外 表面共面。

在上述的具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台中，在外框架和随动框架 的球形壳体上，通过如下步骤确定三角镂空结构的位置：

(1)、在球形壳体上选取20个顶点，所述20个顶点通过直线连接构成一 个内接于球形壳体的正12面体，所述正12面体具有30条边；

(2)、将所述12面体的30条边映射到球形壳体表面，得到30条短程线， 所述30条短程线在球面壳体表面划分出12个相同的五边形曲面，将每个五边形 曲面的中心点与所述曲面的5个顶点通过短程线连接，所述短程线将1个五边形 曲面划分为5个三角形曲面，即将球形壳体划分为60个相同的三角形曲面；

(3)、在每个三角形曲面内，选取构成三角形曲面的三条短程线的中点， 通过3条短程线连接3个中点，将每个三角形曲面划分为4个二级三角形曲面， 即将球形壳体划分为240个二级三角形曲面；