[发明专利]一种洛伦兹惯性稳定平台

说明书

本发明公开了一种洛伦兹惯性稳定平台，由动子系统和定子系统两部分组成，动子系统，主要包括：球形外动子骨架、偏转轴承组件、外动子挡圈、球形内动子骨架、内动子挡圈；定子系统主要包括：球形支撑球座、万向滚珠轴承、支撑柱、底座、定子骨架、绕组、环氧树脂胶，动子系统和定子系统之间存在球形气隙。本发明的洛伦兹惯性稳定平台，采用球面支撑结构，具有减摇和机动两种稳姿模式，通过高线性洛伦兹轴承为平台提供偏转控制力矩，保证平台高稳定精度。

技术领域

本发明涉及一种惯性稳定平台，尤其涉及一种大角度偏摆、高精度快速姿态稳定、高控制带宽的洛伦兹惯性稳定平台，特别适用于车辆、船舶、飞行器等需要对载荷进行姿态补偿的场合。

背景技术

车辆在行驶过程中由于路面的崎岖不平引起车身摇晃，会导致车上载荷晃动，造成载荷姿态不稳。船舶在航行过程中受到风浪的影响，干扰船上稳瞄装置的指向精度，降低瞄准精度。高空摄像头在大风天气的作用下，会发生镜头偏摆，造成成像模糊，因此需要对载荷进行姿态补偿。现有的多轴转台、摇摆台等惯性稳定装置，常采用电机和减速箱方案，减速箱传动机构在正反转的过程中存在回转间隙，且回转间隙随工作时间的增加而增大，降低了稳定精度。

气浮平台消除了机械回转间隙和摩擦，且对于载体振动、冲击等有良好的隔离作用，但气浮平台属于被动控制，承载力有限，稳定性能比较差，控制带宽比较低。磁悬浮稳定平台控制精度高，响应速度快，是稳定平台一种发展新方向。

现有磁悬浮平台控制偏角较小，一般为1°以内，不能满足大角度姿态补偿需求。此外，磁悬浮平台大部分通过非线性的磁阻力磁轴承进行悬浮，制约了稳定控制精度和控制带宽的提升。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种高动态响应、高控制带宽、小体积、低质量的球面结构洛伦兹惯性稳定平台，可实现±15°大角度偏转，用于车辆、船舶、飞行器上的载荷姿态补偿。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的洛伦兹惯性稳定平台，主要由动子系统和定子系统两部分组成，动子系统主要包括：球形外动子骨架、偏转轴承组件、外动子挡圈、球形内动子骨架和内动子挡圈；定子系统主要包括：球形支撑球座、上万向滚珠轴承、下万向滚珠轴承、支撑柱、底座、定子骨架、前绕组、后绕组、左绕组、右绕组和环氧树脂胶；球形外动子骨架位于偏转轴承组件、外动子挡圈、球形内动子骨架和内动子挡圈的径向外侧，偏转轴承组件位于球形外动子骨架的径向内侧，与球形外动子骨架同球心位置安装，偏转轴承组件通过球形外动子骨架与外动子挡圈之间的螺纹配合固定安装在球形外动子骨架上，球形内动子骨架位于偏转轴承组件的径向内侧，球形内动子骨架轴向上端与球形外动子骨架通过螺纹方式固连，球形内动子骨架轴向下端与内动子挡圈通过螺纹方式固连，球形支撑球座位于球形外动子骨架、偏转轴承组件、外动子挡圈、球形内动子骨架和内动子挡圈的同球心径向内侧，上万向滚珠轴承和下万向滚珠轴承安装在球形支撑球座外球面的螺纹孔内，上万向滚珠轴承和下万向滚珠轴承的顶端与球形内动子骨架内球面相切，支撑柱位于球形支撑球座的轴向下端，通过螺纹配合固定安装在球形支撑球座上，底座位于支撑柱的轴向下端，并通过螺纹配合固定安装在支撑柱上，定子骨架位于支撑柱的径向外侧，并通过螺纹配合固定安装在支撑柱上，定子骨架的外侧球面上有前、后、左、右四个凸台，前绕组、后绕组、左绕组和右绕组分别缠绕绕在定子骨架的前、后、左、右四个凸台上，并通过环氧树脂胶固定在定子骨架上，偏转轴承组件的外部径向内球面与和偏转轴承组件的内部径向外球面之间形成球壳气隙。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的洛伦兹惯性稳定平台，采用球面支撑结构，具有减摇和机动两种稳姿模式，通过高线性洛伦兹轴承为平台提供偏转控制力矩，保证平台高稳定精度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的洛伦兹惯性稳定平台结构原理图；

图2为本发明实施例二提供的洛伦兹惯性稳定平台结构原理图；