[发明专利]一种可平衡倾覆力矩的重载三维转台

说明书

一种可平衡倾覆力矩的重载三维转台，包括负载安装转盘、倒U型支座、U型底座、平衡连杆、配重滑块、方位转筒、转台底座，主要实现ZYZ欧拉角三维调姿。其中，负载安装转盘与倒U型支座之间构成上方位轴Z1轴，倒U型支座与U型底座构成俯仰轴Y轴，方位转筒与转台底座构成下方位轴Z2轴。Z1、Z2轴能够满足整周转动，俯仰轴Y轴能够实现大范围俯仰转动。俯仰轴上安装有平衡倾覆力矩的配重装置，以平衡由于俯仰产生的倾覆力矩，从而降低俯仰轴驱动电机的驱动力矩。该装置具有承载能力大、断电防倾覆、机械系统可靠性高等特点。

技术领域

本发明涉及一种调姿平台，特别是用于重型产品测试的调姿平台。

背景技术

在针对雷达或机载电子系统测试过程中，一般需要测试产品在不同姿态下的工作状态，所以需要能对该类产品进行姿态调整的装置或设备。在大型雷达、飞机航电系统等大型、重载测试条件下，不仅需要被测物体能够实现全方位整周转动，而且被测装置的重量一般较大。传统的液压驱动技术，成本较高且可靠性、清洁性以及可维护性大大降低。现有技术仍无法针对大型重载多方位姿态调整装置提出较好的电动解决方案。专利201410587952.8中提出了一种大型重载摇摆模拟台，针对重载需求提出了使用托辊辅助支撑的形式以增强转台的承载能力的方法，但是该发明只能实现纵摇和横摇两个转动自由度，且无法实现方位轴整周转动。专利201210154506.9提出了采用重力平衡系统以平衡负载重力，降低电机的驱动力矩的方法，该发明能够实现六自由运动，但其姿态调整的角度也无法实现整周转动。专利201310626116.1发明了一种高精度重载的回转台，具有承载力大、精度高的特点，但是只能实现单自由度运动，无法实现三维调姿要求。专利201220311413.8运用回转支撑轴承，实现单轴旋转运动，承载能力大，但是由于转盘轴承相对较小，其承载倾覆力矩的能力较差，且该装置无法实现三维调姿动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负载大、断电防倾覆、机械系统可靠性高的可平衡倾覆力矩的重载三维转台。本发明主要是基于ZYZ欧拉角调姿原理，提出带有俯仰倾覆力矩平衡系统的重载三维转台，以满足大负载、大角度的三维姿态调整装备的应用需求，其主要特点是俯仰轴上安装有平衡倾覆力矩的配重装置，以平衡由于俯仰产生的倾覆力矩，从而降低俯仰轴驱动电机的驱动力矩。

本发明主要包括负载安装转盘、倒U型支座、U型底座、平衡连杆、配重滑块、方位转筒和转台底座。其中，负载安装转盘通过第一转动副设在倒U型支座的顶部且第一转动副轴线垂直于负载安装转盘的平面；该第一转动副主要包括转盘轴承A，其安装于负载安装转盘底部环体中，转盘轴承A内圈的上安装面与负载安装转盘的环体内底面固连，倒U型支座上部为圆盘形顶板，该圆盘形顶板的上安装面与转盘轴承A的内圈下安装面固定。转盘轴承A的内圈上加工有内齿轮，该内齿轮与对称设置的两个减速齿轮A啮合，减速齿轮轴A穿过倒U型支座圆形顶板，与固连在倒U型支座圆形顶板上的驱动机构输出轴固连，以增大抵抗弯矩的能力，最好在负载安装转盘的周边与倒U型支座的圆形顶板的周边之间安装有4-8个压轮机构，每个压轮机构包括第一压轮、第二压轮，所有的压轮机构均布于负载安装转盘底部的环体中，第一压轮与第二压轮的底座均与负载安装转盘底部环体固连，第一压轮与倒U型支座圆形顶板的上平面压紧，第二压轮与倒U型支座圆形顶板的下平面压紧，第一压轮与第二压轮均与倒U型支座保持纯滚动。第一压轮、第二压轮与倒U型支座顶部圆盘的压紧力通过斜面调整装置调整。

倒U型支座与U型底座通过第二转动副相连，第二转动副轴线与第一转动副轴线垂直并靠近负载安装转盘，第二转动副轴线分别位于倒U形支座的根部与U型底座的顶部。该第二转动副的结构为：倒U型支座有一个圆环形顶板，顶板下面设两个与其垂直相连且相同的立板，每个立板上部各设一个同轴线的上通孔，其与U型底座两平行支耳内侧上部的短轴套接，倒U型支座两立板下部设两个对称设置的部分内齿圈，该部分内齿圈的轴线与第二转动副共轴，该部分内齿圈与U型底座两平行支耳内侧下部的减速齿轮B相啮合，减速齿轮轴B穿过支耳与设在支耳外侧的驱动机构B相连，该驱动机构固定在U型底座的底板上。