[实用新型]高精度四自由度锁定装置

说明书

本实用新型提供了一种高精度四自由度锁定装置，包括动力单元、传动单元、V型块和电控单元，动力单元包括伺服电机和行星减速器，传动单元包括六对弧形锥齿轮组成的两个转向系结构和两对滑动丝杆组件，伺服电机带动行星减速器，行星减速器输出轴通过联轴器与转向系结构底部第一换向轴系相连，第一换向轴系通过第二换向轴系分别与两对滑动丝杆组件连接，滑动丝杆组件连接V型块。本实用新型不仅保证了侦察监视设备内部的车载惯性定位定向导航精度，同时与传统的方法相比大大提升了经济效率、可实施操作性。

技术领域

本实用新型涉及精密机械与伺服控制和定位定向领域，具体是一种高精度四自由度锁定装置。

背景技术

目前高精度定位定向导航设备已应用于车载侦察监视系统，单个定位定向导航设备的导航精度已很高，但是当其装载于车载系统，尤其安装于车载监视设备上时，由于行车过程中的路面颠簸、车辆加减速等振动与冲击效应带来定位定向设备在行车过程中与车体的连接位置关系发生变化，而这一变化无法预测或评估，这严重影响车载定位定向导航设备的精度，解决这一方法的通用途径是在车载系统内部安装两个惯性定位定向导航设备，其一用于修正安装于车载监视系统内部的惯性定位定向设备与车体位置变化，其经济性很差。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种高精度四自由度锁定装置，不仅保证了侦察监视设备内部的车载惯性定位定向导航精度，同时与传统的方法相比大大提升了经济效率、可实施操作性。

本实用新型包括动力单元、传动单元、V型块和电控单元，动力单元包括伺服电机和行星减速器，传动单元包括六对弧形锥齿轮组成的两个转向系结构和两对滑动丝杆组件，伺服电机带动行星减速器，行星减速器输出轴通过联轴器与转向系结构底部第一换向轴系相连，第一换向轴系通过第二换向轴系分别与两对滑动丝杆组件连接，第一换向轴系将动力沿正负x轴方向传导到第二换向轴系，第二换向轴系将沿正负x轴方向的力通过y轴方向换向到负正x轴方向并传递到滑动丝杆组件，滑动丝杆组件包括在丝杆上滑动的丝母，丝母与V型块连接，传动单元推动丝母在丝杆上滑动从而带动V型块运动。

所述的电控单元包括电机驱动与控制模块、两个微动开关、两个高重复位置精度接近开关以及安装在电机尾部的编码器。电机驱动与控制模块为传感器、编码器、电机供电，并能够依据编码器、接近传感器、微动开关反馈的信息控制电机的正、反转以及电机需要转动的圈数。

所述的伺服电机为空心杯有刷直流伺服电机。

本实用新型有益效果在于：

1、相比于圆柱锁销锁紧的形式带来其在解锁时可能会出现由于车辆颠簸导致锁销无法解锁的现象，现行的锁紧方式借鉴机床滑台和燕尾槽的定位原理，选用最可靠性的定位方法——双V型块定位，但是双V型块存在过约束的缺陷，通过控制V型块运动精度克服了这一缺陷。当用于锁定光电稳台的V型块到达指定位置后，使用丝杠丝母螺旋副传动，丝母反向自锁的原理，实现惯性定位定向设备位置的完全定位和锁定。这一锁定方式大大降低了在车载装配过程中较高的装配工艺要求，提高了装配效率。

2、为保证单个电机分配给高精度四自由度锁定装置左右两侧的动力均衡，在传动设计时借鉴汽车前、后桥分配左、右轮动力的原理，改进齿轮机构，使高精度四自由度锁定装置左右侧获得均衡的动力输入。

高精度四自由度锁定装置由于尺寸控制和换向的要求，其传动需由四节传动组成，这给传动精度的设计与控制带来了较大的困难，在传动设计中改用选型的弧形锥齿轮、轴、轴承、轴套并分解传动设计精度到每个零件，依据精度要求设计了轴承座、输入轴、传动箱等关键零件，结合各节传动装配工艺要求，最终保证了左右侧V型块的重复位置精度在0.01mm以内，同时保证了推杆同步性输出的要求。