[实用新型]三自由度自稳平台

摘要

本实用新型公开了一种三自由度自稳平台，包括支架组件、电机组件、拍摄设备以及电机控制装置：所述电机控制装置包括嵌入式驱动控制器、姿态检测装置、位置检测装置,所述电机组件为超声电机，直接驱动机架组件使拍摄设备转动以使拍摄角度在外界干扰时能自保持平衡。超声电机是依靠压电元器件作动,自身不会对平台安装的探测器产生电磁干扰，且超声电机工作原理是依靠定转子之间摩擦驱动转动，定转子之间有一定的预紧力，因此在不通电的情况下也可锁定平台，从而起到自稳作用。超声电机自身具有低速大扭矩的特点，不需要减速机构，可以直接驱动平台。定转子双陀螺检测工作方式有机的将超声电机工作原理的特殊性及稳定平台的具体要求巧妙地结合起来，实时动态的稳定拍摄设备。

主权项

一种三自由度自稳平台，其特征在于：包括第一支架（3）、第二支架（13）、第三支架（15）及第四支架（17），第一超声电机（1）、第二超声电机（12）、第三超声电机（14）、第一连接轴（7）、第一滚动轴承（9）、第二滚动轴承（5）及第二连接轴（18），其中，所述第一连接轴（7）通过其一端连接板与第四支架（17）连接在一起，另一端通过第一滚动轴承（9）的支撑定位与所述第二支架（13）连接在一起，所述第一超声电机（1）的一端输出轴与所述第四支架（17）相连接，所述第二超声电机（12）的一端输出轴与所述第二连接轴（18）的一端相连接，所述第三超声电机（14）的一端输出轴与所述第二支架（13）相连接，所述第二连接轴（18）的另一端通过第二滚动轴承（5）的支撑定位与第四支架（17）相连接；所述第三超声电机（14）通过一端输出轴驱动第二支架（13）及与第二支架（13）连接的组件绕Z轴转动，第一超声电机（1）通过一端输出轴驱动第四支架（17）及与第四支架（17）相连接的组件绕X轴转动，第二超声电机（12）通过一端输出轴驱动第二连接轴（18）及与第二连接轴（18）连接的组件绕Y轴转动；所述第一支架（3）上安装拍摄设备（2）；位置检测装置，分别是第一位置检测装置（10）、第二位置检测装置（11）及第三位置检测装置（16），其中，所述第一位置检测装置（10）安装在第一滚动轴承（9）的盖上且与第一连接轴（7）一端相连接，所述第二位置检测装置（11）安装于第二超声电机（12）的外壳上且与第二超声电机（12）的一端输出轴相连接，所述第三位置检测装置（16）安装于所述第三支架（15）上且与第三超声电机（14）的一端输出轴相连接；姿态检测装置，分别是第一姿态检测装置（4）、第二姿态检测装置（6），其中，所述第一姿态检测装置（4）粘接于所述第一支架（3）上，第二姿态检测装置（6）粘接于所述第四支架（17）上；还包括电机控制装置，所述电机控制装置为嵌入式控制器；第一姿态检测装置（4）负责提供外界的干扰信号，包括分别沿X轴、Y轴、Z轴三个方向的旋转变化量，再通过微机通信接口把信号传递给所述嵌入式控制器；第二姿态检测装置（6）负责提供驱动稳定平台的速度差值，包括分别沿X轴、Y轴、Z轴三个方向的旋转变化量，再通过电路接口模块把信号传递给嵌入式控制器；以嵌入式控制器为核心的电机控制系统根据第一姿态检测装置（4）、第二姿态检测装置（6）的输出信息判断此时外界干扰状态以及稳定平台的工作状态，通过驱动接口、功率模块分别控制第一超声电机（1）、第二超声电机（12）、第三超声电机（14）的启停、正反转及转速，以补偿外界对拍摄设备的扰动偏转位移量，第一位置检测装置（10）、第二位置检测装置（11）、第三位置检测装置（16）把测得的各个超声电机转速及正反转信号通过外围接口电路传递给基于嵌入式控制器为核心的电机控制系统，电机控制系统根据所采集的超声电机旋转位移信号再次发出驱动控制信号给各个超声电机进行修正，达到闭环反馈控制目的。2. 根据权利要求1所述的一种三自由度自稳平台，其特征在于：所述第一支架（3）的一端与第一连接轴（7）的尾端法兰盘连接在一起；所述第一超声电机（1）安装在所述第二支架（13）安装板上，并加以螺栓固定；所述第二超声电机（12）安装在所述第四支架（17）安装板上，并加以螺栓固定，所述第三超声电机（14）安装在所述第三支架（15）安装板上，并加以螺栓固定。3. 根据权利要求1所述的自稳平台，其特征在于：所述拍摄设备（2）为成像传感器。4. 根据权利要求1所述的自稳平台，其特征在于：所述电机控制装置为基于DSP单片机或其他嵌入式微控制器为核心的驱动控制系统。5. 根据权利要求1所述的自稳平台，其特征在于：所述姿态检测装置为陀螺仪或其他姿态检测传感器。6. 根据权利要求1所述的自稳平台，其特征在于：所述位置检测装置为旋转编码器或其他光栅测量传感器。