陀螺與重力雙穩定雲臺的製作方法
2023-10-27 20:22:22 1
陀螺與重力雙穩定雲臺的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種陀螺與重力雙穩定雲臺，供搖擺的載體上使用，其最大的特別是平時可以利用雲臺內的縱軸與橫軸上的單軸陀螺與力矩電進行精確的陀螺穩定，誤差在正負0.5度以內，在失電或陀螺系統故障時，它可自動轉入重力穩定，經海上試驗，誤差也不超過±5°，特別是這5度擺動作用在鏡軸的左右方向時，對觀察與顯示幾乎沒有影響。本機的內部在縱軸與橫軸方向均設有壓重塊，並把雲臺的俯仰運動與承載板的前後擺動融合在一起，故整機只頂部在擺動，外形很美觀，頂部設有防水蓋，防水性也特好，它適用於一切搖擺的載體安裝使用，特別是在搖擺的艦船上使用。
【專利說明】陀螺與重力雙穩定雲臺
【技術領域】:本實用新型涉及一種陀螺與重力雙穩定雲臺。【背景技術】:
[0001]雲臺是一種能水平旋轉與上、下俯仰供承載觀測器等器件用的機械裝置，市售很多，例如普通的301雲臺等，但這種雲臺若放在搖晃的船上或飛機及汽車上，則因載體在時刻晃動，就無法正常工作了，為此需要在雲臺的下面添加一個穩定平臺，以隔離外力的幹擾，目前的穩定平臺可分二種，一種是採用重力穩定方法，例如本人幾年前申請的專利:船用夜儀穩定平臺(專利號:ZL2000520117451X)它是利用二個相互用軸連接的水平環，夕卜環的軸穿在支架上，內環的軸與外環的垂直，內環上設置一個平臺，下面掛一個壓重物，利用重力來達到平臺穩定，它結構簡單、廉價，不需要電，但在海上試驗，發現因船擺動時有慣性力的存在，故穩定精度只能達到±5°以內，此5°若作用在觀測器在左右方向，則影響不大，但作用在鏡軸方向，影響就較大，往往使目標物脫離了顯示器的上、下邊框，但不管怎麼，它比沒有重力穩定時晃動20-30°要好，所以目前船上的磁羅經等，均採用這種穩定方法。另一種是陀螺穩定，它精度高，穩定度可達0.5°以內，但結構較複雜，計算難，價格昂貴，凡一停電或產生故障時，就失去穩定作用，製造穩定雲臺，是要把穩定平臺與雲臺做在一起，目前國內北京貫中精儀科技公司生產的GR-163船用雙軸陀螺穩定平臺，廣州華之航船舶配件有限公司生產的TNlO型船用自穩定
[0002]雲臺即是，但它們均是雙軸採用陀螺穩定，一旦失電或故障了就沒法使用。本人經多年研製，製成了一種既可以雙軸進行陀螺穩定，當停電或陀螺發生故障時，可以自動轉入重力穩定的雲臺，這就比較理想了，這正如目前所有船上配備先進的電羅經後，硬性需要配備一個磁羅經一樣，目是為了可雙保險。
【發明內容】
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[0003]本發明的目的是使普通雲臺具有陀螺與重力雙重穩定的功能，當停電或陀螺穩定產生故障時，能自動轉入重力穩定繼續工作，為達到上述目的，其結構是這樣的，先製作一個底座，底座上方設置一個託盤，它用一個主軸穿入底座的軸孔中，可水平轉動，在託盤上，固定一個方位電動機，其向下的軸上，固定一個方位小齒輪，小齒輪與底座上的方位大齒輪嚙合，這樣小齒輪轉動時，按相對性原理就可以迫使託盤及其上的一切承載物可作水平轉動。為使雲臺能得到陀螺穩定，與重力穩定，其方法是在託盤上固定一「U」字形支架，在支架的一側主板上，固定著一個分裝式的力矩電機，該力矩電機的轉子是空心的，其中空部分設置著一個俯仰減速電動機，電動機固定在一塊豎直的掛板上，掛板固定在力矩電機的轉子上，板的下部設置著一個壓重塊，上部設置著個一縱向單軸陀螺，電動機的軸穿過U型支架的立板後，與一個水平方框相連接，因方框的對側方向也設置著一個空心轉軸，故方框能縱向上、下轉動，故當縱向陀螺獲得不平衡信號後，發出信號電壓就可使縱向力矩電機轉動，通過俯仰減速電動機的軸，可使水平方框始終保持水平；當失電或陀螺系統故障時，因為豎直掛板下部有壓重物，由於重力作用，同樣可以使水平方框達到水平。為使橫向得到穩定，方法是在水平方框的前壁或後壁上固定一個橫向力矩電機，其伸出方框的軸上，固定著一個前後向豎直的方框(對處也用活動軸支承著)，此豎直方框下部固定著一塊壓重物，在壓重物上設置著一個橫向單軸陀螺，另在方框的上方中部處，焊接一條豎直的空心立杆，杆頂固定著一個承載板，這樣雲臺發生左右(即橫向)搖擺時，橫向陀螺發出不平衡信號電壓，使橫向力矩電機轉動，從而使豎直方框轉動保持垂直，通過空心立杆，使頂上的承載板始終保持水平，同樣當橫向陀螺系統發生故障時，由於豎直方框下部設有壓重塊，利用重力作用，同樣可使承載板保持水平。因為雲臺上的承載板是需要前後能作俯仰的，解決的方法是直接向空心轉子內的俯仰減速電動機輸入信號電流，則電動機單獨轉動，通過水平方框、豎直方框、空心立杆前後的轉動而使承載板作前後的俯仰運動，俯仰減速電動機產生的反作用力矩，由縱向陀螺配合縱向力矩電機或縱向壓重塊產生重力矩，來時刻抵消。
[0004]本發明與現有技術相比，具有下列顯著的特點與積極效果
[0005]1、具有陀螺與重力雙重穩定功能，當失電或陀螺穩定系統產生故障時，可自動轉入重力穩定。
[0006]2、在縱穩向陀螺的空心轉子內，設置一個俯仰減速電動機，起到了穩定時的連接作用，也可使雲臺的俯仰疊架在原有穩定狀態上，承載板無需單獨的設置俯仰裝置。
[0007]3、結構緊湊，外形美觀，整個雲臺只頂部的承載板前後左右在擺動，以保持水平(俯仰時例外)。
[0008]4、防水性特好，全機幾乎無處進水，特別是頂部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]附圖1:為本發明的整體全部正視圖
[0010]附圖2:為本發明的整體局部右視圖
[0011]附圖3:為本發明的B-B向俯視圖
[0012]附圖4:為本發明的陀螺穩定平臺相關原理圖
【具體實施方式】:
[0013]如圖1、2、3所示，本發明總體由底座(I)、機殼(27)、託盤(6)、U型支架(7)、空心支杆(19)與承載板(20)組成的支架裝置，由縱向陀螺(15)、縱向力矩電機(11)及水平方框(16)與橫向陀螺(24)、橫向力矩電機(17)及豎直方框(18)組成的陀螺穩定系統，由縱軸壓重塊(9)、橫軸壓重塊(25)及水平方框(16)，豎直方框(18)組成的重力穩定裝置，由大小方位齒輪(4)與(28)及方位電動機(5)、俯仰減速電動機(14)組成的雲臺裝置共四部分組成，其各機構間的連接關係是:底座(I)通過主軸(2)及大.小方位齒輪(4)與(28)和上部的託盤(6)與U型支架(7)相連接，支架(7)上設置著陀螺穩定系統與重力穩定裝置，它們通過水平方框(16)，豎直方框(18)，空心立杆(19)與頂部的承載板(20)相連，俯仰減速電動機(14)設置在縱向力距電機(11)的空心轉子內。具體的構成方法是:先設一個底座(I)，其上固定一方位大齒輪(4)，再設一託盤(6)用主軸(2)穿入底座(I)的軸孔中，可自由轉動，託盤(6)上固定一方位電動機(5)，向下的軸上有一方位小齒輪(28)，它與方位大齒輪(4)嚙合，託盤(6)上還固定著一 「U」型支架(7)，該支架的一側牆上固定著一縱向分裝式力矩電機(11)，其空心轉子(12)內，設有一減速俯仰電動機(14)，它固定在一塊豎直的懸掛板(10)上，該板固定在力矩電機的空心轉子了(12)上，板(10)的下部設有縱向壓重塊(9)，上部設有一縱向穩定用的單軸陀螺(15)，減速電動機(14)的軸伸出U形支架(7)的牆後，與U形支架(7)內的水平方框(16)相連接，對側用空心軸(28)託住，水平方框(16)的前(或後)側面上固定一個整體式橫向力矩電機(17)，它伸出側面的軸，與一個前後豎直的方框(18)相連接(相對處也設一轉軸)，方框(18)的下部固定著一橫向壓重塊(25)，塊上設一橫向單軸陀螺(24)，框(18)的上部中央處，焊接著一根豎直的空心支杆(19)，立杆(19)的頂部連接著一塊水平的承載板(20)，U形支架的另一側牆外固定著兩個力矩電器驅動器(22)及必要的線路板(26)。工作過程是這樣的，當外力使雲臺縱向搖擺時，縱向陀螺(15)發出不平衡信號電壓，使縱向力矩的空心轉子(12)轉動，它帶動俯仰減速電動機(14)及懸掛板(10)及水平方框(16)，豎直方框(18)，空心支杆(19)及承載板
(20)一同前後轉動，可使承載板(20)保持水平，在失電或縱向陀螺穩定系統產生故障時，由於縱向壓重塊(9)的重力作用，仍可使承載板(20)基本保持水平，達到了縱向重力穩定的目的；同理，當外力使雲臺橫向搖擺時，橫向陀螺(24)發出不平衡信號電壓，使橫向力矩電機(17)轉動，帶動豎直方框(18)、空心支杆(19)及承載板(20) —同左右轉動，從而使承載板(20)保持水平，當失電或橫向陀螺系統產生故障時，橫向壓重塊(24)的重力作用，仍可使承載板(20)保持水平，達到橫向重力穩定的目的。
【權利要求】
1.一種陀螺與重力雙穩定雲臺，其特徵在於它由底座(1)，機殼(27)，託盤出)，UB支架(7)，空心立杆(19)與承載板(20)組成的機架裝置；由縱向陀螺(15)，縱向力矩電機(11)，水平方框(16)，橫向陀螺(24)，橫向力矩電機(17)及豎直方框(18)組成的陀螺穩定系統；由縱壓重塊(9)，橫壓重塊(25)及上述的水平方框(16)與豎直方框(18)組成的重力穩定裝置；由大方位齒輪(4)，小方位齒輪(28)，方位電機(5)與俯仰減速電動機(14)組成的雲臺裝置共四部分密切配合組成；各機構間的連接關係是:底座(1)通過主軸(2)，大方位齒輪(4)，小方位齒輪(28)與上部的託盤^)，U型支架(7)相連，U型支架(7)上設置著陀螺穩定系統與重力穩定裝置，它們通過水平方框(16)，豎直方框(18)，空心立杆(19)與頂部的承載板(20)相連，俯仰減速電動機(14)設置在縱向力距電機(11)的空心轉子內。
2.根據 權利要求1所述的陀螺與重力雙穩定雲臺，其特徵在於縱向力矩電機(11)的空心轉子(12)內，設置著一個俯仰減速電動機(14)，它與空心轉子(12) —同固定在豎直的懸掛板(10)上，該板的下部設有一縱向壓重塊(9)，上部設有縱向單軸陀螺(15)，只有俯仰減速電動機(14)的軸與U形支架(7)中部的水平方框(16)相連接。
3.根據權利要求1所述的陀螺與重力雙穩定雲臺，其特徵在於水平方框(16)的前側面上，固定一個整體式橫向力距電機(17),它伸出的軸，與一個前後向的豎直方框(18)相連接，方框(18)的下部，固定著一橫向壓重塊(25)，塊上設橫向單軸陀螺(24)，框(18)上部中央處，焊接一豎直的空心立杆(19)，立杆(19)的頂部連接著一塊水平的承載板(20)，板的下面設有波紋蓋(21)。
【文檔編號】F16M11/16GK203477798SQ201320423049
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月8日 優先權日:2013年7月8日
【發明者】張伯文 申請人:張伯文