惯性平台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种惯性平台，包括基座、设于基座上的开口朝上的第一弧形导轨组、与第一弧形导轨组滑动配合的用于支撑固定第一负载的第一支撑组件、能够驱动第一支撑组件的下端在第一弧形导轨组上自由滑动的第一驱动组件以及能够检测第一支撑组件在第一弧形导轨组上滑动的角度的第一传感器，所述第一负载和第一支撑组件的整体重心位于与第一弧形导轨组所在平面垂直且过其圆心的直线上。上述惯性平台将负载与支撑组件的整体重心与支撑组件的转动轴线重合，因此不需要增加配重块即可使负载自平衡。
【专利说明】
惯性平台
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种惯性元件的惯性平台。
【背景技术】
[0002]惯性平台，又称为陀螺稳定平台，是利用陀螺仪特性保持平台台体方向稳定的装置，可用来测量运动载体姿态，为测量载体线加速度建立参考坐标系，或用于稳定载体上的某些设备。它是导弹、航天器、飞机、舰船、战车等的惯性制导系统和惯性导航系统的主要装置。
[0003]目前技术中，惯性平台常采用环架、框架结构，是由装有惯性元件和机电元件的几个环架通过轴承连接在一起，从而获得相互转动自由度的机械装置。框架结构大致包括有外框、设于外框内的内框，在内框的两侧设置转轴，转轴可以绕其轴心转动，而惯性元件则设置在转轴的外周壁上。这种框架结构的惯性平台结构简单，制造方便，控制系统都已经很成熟。但对于重心高度高、重量较重的负载来说，传统框架结构的惯性平台需要另配与负载重量相当，甚至更重的配重部件，即将配重部件设置在转轴上与负载相对来实现静平衡，这会增加总体重量，对于重量有严格要求的总体来讲是不现实的。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是:提供一种不需要另为负载配重即可实现静平衡的惯性平台。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种惯性平台，包括基座、设于基座上的开口朝上的第一弧形导轨组、与第一弧形导轨组滑动配合的用于支撑固定第一负载的第一支撑组件、能够驱动第一支撑组件的下端在第一弧形导轨组上自由滑动的第一驱动组件以及能够检测第一支撑组件在第一弧形导轨组上滑动的角度的第一传感器，所述第一负载和第一支撑组件的整体重心位于与第一弧形导轨组所形成的旋转轴线上。
[0006]进一步的，所述第一支撑组件包括第一支架、设于第一支架上且用于与第一驱动组件配合的第一驱动配合组件以及设于第一支架上且用于与第一弧形导轨组配合的第一滑动配合组件，所述第一支架通过所述第一滑动配合组件与所述第一弧形导轨组滑动配合，所述第一驱动组件与第一驱动配合组件相配合后驱动第一支架在第一弧形导轨组上来回自由滑动。
[0007]进一步的，所述第一支架包括与第一弧形导轨组配合的第一支撑臂以及设于第一支撑臂上端的用于支撑固定第一负载的第一固定座;所述第一滑动配合组件设于所述第一支撑臂下端相应于第一弧形导轨组的位置处，所述第一驱动配合组件设于所述第一固定座底端面相应于所述第一驱动组件的位置处。
[0008]进一步的，所述第一驱动组件包括设于基座上且位于第一支架下方的第一电机以及与第一电机的输出轴相连的第一齿轮，所述第一齿轮的轴向与所述第一弧形导轨组所形成的旋转轴线平行;所述第一驱动配合部件为固定于所述第一固定座的底端面且与所述第一齿轮配合的第一弧形齿条，所述第一弧形齿条的轴向与所述第一弧形导轨组形成的旋转轴线平行，第一弧形齿条的轴线、第一弧形导轨的运动轴线与第一支撑组件的转动轴线相重合。
[0009]进一步的，在所述基座上位于第一弧形导轨组附近的位置处设置有用于与第一传感器检测配合的第一被检测件，所述第一传感器设置于所述第一支架上与第一被检测件相应的位置处，所述第一负载和第一支撑组件的整体重心为设置有第一传感器的第一支撑组件与第一负载的整体重心；当所述第一支撑臂沿所述第一弧形导轨组的长度方向滑动时，第一传感器检测其与第一被检测件之间的线位移，将该线位移转换为两者之间的角位移，从而得出第一支撑组件在第一弧形导轨组上滑动的角度。
[0010]进一步的，所述基座的上端面呈向下凹弧的凹弧面；
所述第一弧形导轨组包括分别设于基座的上端的两侧边的弧形导轨，两根第一弧形导轨的弧度与所述基座的上端面的弧度相匹配；
所述第一支撑臂为两根，两第一支撑臂分别设置于所述第一固定座的两端以使得所述第一支架呈跨骑于基座上的下框状;所述第一滑动配合组件为分别设于两根第一支撑臂下端相应于对应的第一弧形导轨的滑块，两根第一支撑臂通过各自的滑块与两第一弧形导轨滑动配合，从而使得第一支架在第一驱动组件的驱动下能够在所述第一弧形导轨上滑动。
[0011]进一步的，在所述第一弧形导组的两端分别设置有限位开关。
[0012]进一步的，在所述第一支撑组件的上端设置有开口朝上的第二弧形导轨组，所述第二弧形导轨组的长度方向与第一弧形导轨组的长度方向相垂直；
所述第一负载包括与第二弧形导轨组滑动配合的用于支撑固定第二负载的第二支撑组件、能够驱动第二支撑组件的下端在第二弧形导轨组上自由滑动的第二驱动组件以及能够检测第二支撑组件在第二弧形导轨组上滑动的角度的第二传感器，所述第一负载还包括固定于第一负载上端的第二负载;所述第二负载和第二支撑组件的整体重心位于与第二弧形导轨组所形成的旋转轴线上。
[0013]进一步的，所述第二支撑组件包括第二支架、设于第二支架上且用于与第二驱动组件配合的第二驱动配合组件、设于第二支架上且用于与第二弧形滑动导轨组配合的第二滑动配合组件。
[0014]进一步的，所述第二支架包括与第二弧形导轨组配合的第二支撑臂以及设于第二支撑臂上端的用于支撑固定第二负载的第二固定座;所述第二滑动配合组件设于所述第二支撑臂下端相应于第二弧形滑动导轨组的位置处，所述第二驱动配合组件设于所述第二固定座底端面相应于所述第二驱动组件的位置处。
[0015]进一步的，在所述第一支撑组件上位于第二弧形导轨附近的位置处设置有用于与第二传感器检测配合的第二被检测件，所述第二传感器设置于所述第二支撑臂下端与被检测件相应的位置处，所述第二负载和第二支撑组件的整体重心为设置有第二传感器的第二支撑组件与第二负载的整体重心；当所述第二支撑臂沿所述第二弧形导轨组的长度方向滑动时，第二传感器检测其与第二被检测件之间的线位移，将该线位移转换为两者之间的角位移，从而得出第二支撑组件在第二弧形导轨组上滑动的角度。
[0016]本发明的惯性平台，在设计基座、支撑组件的过程中，即可将支撑组件的旋转轴线提高到与其重心重合，减少甚至取消了平衡配重，减小了平台转动部件的转动惯量，降低了驱动电机的功率要求;采用适当的防护装置，该结构的平台还可达到GJB 150-2009中对高低温、湿热、淋雨等标准。
[0017]综上，与现有技术相比，本发明的惯性平台具有以下的有益效果:
1、采用了虚拟转动轴结构，即负载在有限转角的弧形导轨运动时，其回转轴线可以脱离结构约束，上升至与负载重心重合，使得负载运动时对其回转轴线平衡，减小了配重质量，继而减小了运动部件的质量和体积，降低了运动部件的转动惯量，从而减小驱动电机的功率要求，达到减重量和体积，降功耗的目的。
[0018]2、由于虚拟轴结构采用了有限转角的弧形导轨，其回转半径较传统的轴承结构的回转半径大很多，进行线位移-角位移转换时，回转半径大的结构更容易实现精确的角位移测量。同理，当需要同样测量精度的场合，回转半径大的结构使用的传感器精度要求就降低，成本也会减少。
[0019]3、传统的框架结构惯性平台，由于采用的滚子轴承，装配时只能将小框架放在大框架内部，然后从两端插入回转轴，固定好之后再放入轴承，装配较为复杂和困难。分块组合式结构的惯性平台，其结构决定了平台整体刚度有限，难以承载较重的负载。浮球式框架平台结构复杂，装配维修更为困难。采用本发明的惯性平台，其有限转角的弧形导轨安装在导轨安装面上，再将支撑组件由上向下骑在导轨滑块上，固紧螺钉即可完成安装，装拆尤为简便，节省了劳动力成本。
【附图说明】
[0020]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是本发明惯性平台一实施例的立体图。
[0022]图2是本发明惯性平台一实施例立体图。
[0023]图3是图2中隐减了基座后的不意图。
[0024]图4是本发明惯性平台一实施例中第二负载与第二支撑组件的整体重心示意图。
[0025]图5是本发明惯性平台一实施例中第一负载与第一支撑组件的整体重心示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]本发明的一种惯性平台，包括基座10、设于基座10上的开口朝上的第一弧形导轨组12、与第一弧形导轨组12滑动配合的用于支撑固定第一负载的第一支撑组件14、能够驱动第一支撑组件14的下端在第一弧形导轨组12上自由滑动的第一驱动组件16以及能够检测第一支撑组件14在第一弧形导轨组12上滑动的角度的第一传感器(图未示出)，所述第一负载(图未示出)和第一支撑组件14的整体重心位于与第一弧形导轨组所在的安装面垂直且过其圆心的直线上(即所述第一负载和第一支撑组件14的整体重心位于所述第一支撑组件14在第一弧形导轨组12上滑动时的转动轴线上)。
[0028]具体实施例请参见图1，图1是本发明惯性平台较佳实施例的结构示意图。在本较佳实施例中:
所述基座10在水平面上的投影大致呈矩形，本实施例的基座10在水平面上的投影呈长方形，基座10的上端面呈向下凹弧的凹弧面，凹弧面的弧长与基座10的长度相匹配(这样的好处是可以节省基座10的体积)，该凹弧面的弧度参照第一弧形导轨组12的弧度进行设计。基座10的上端面设计为下向凹弧状的好处是使基座10与第一弧形导轨组12相匹配，另外，向下凹弧的空间可以放置第一驱动组件16。可理解的，在一些实施例中，所述基座1的上端面并非一定需要设计为向下凹弧的凹弧面，基座10的上端面可以呈水平状、或者为了方便放置第一驱动组件16，可以在基座10上端设置第一驱动组件16的容置空间。
[0029]该较佳实施例中，第一弧形导轨组12为分别设计于基座10上端面的两侧边缘的第一弧形导轨，两根第一弧形导轨长度、弧度均一致。可理解的，上述两根第一弧形导轨的设置方式并不限于上述的设置方式，例如在一些实施例中，两根第一弧形导轨可以设置于基座10上端的两侧位置处，并非一定设计在上端面的两侧边缘。又例如在一些实施例中，所述第一弧形导轨可以直接架设于基座10的上端面，位于基座10的上方。还例如在一些实施例中，第一弧形导轨组12为一根第一弧形导轨，第一弧形导轨可以沿基座10上端的长度方向设置在基座10的上端面，也可以直接架设于基座10的上端。
[0030]所述第一支撑组件14包括第一支架、设于第一支架上且用于与第一驱动组件16配合的第一驱动配合组件以及设于第一支架上且用于与第一弧形导轨组12配合的第一滑动配合组件，所述第一支架通过所述第一滑动配合组件与所述第一弧形导轨滑动配合，所述第一驱动组件16与第一驱动配合组件相配合后驱动第一支架在第一弧形导轨组12上来回自由滑动。所述第一支架包括与第一弧形导轨组12配合的第一支撑臂141以及设于第一支撑臂141上端的用于支撑固定第一负载的第一固定座142;所述第一滑动配合组件设于所述第一支撑臂141下端相应于第一弧形导轨组12的位置处，所述第一驱动配合组件设于所述第一固定座142底端面相应于所述第一驱动组件16的位置处。
[0031]本较佳实施例中，所述第一支撑臂141为两根，两根第一支撑臂141分别设置于所述第一固定座142的两端以使得所述第一支架呈跨骑于基座10上的下框状。所述第一滑动配合组件为分别设于两根第一支撑臂141下端相应于对应的第一弧形导轨的滑块，两根第一支撑臂141通过各自的滑块与设于基座10上端两侧的第一弧形导轨滑动配合，从而使得第一支架在第一驱动组件16的驱动下能够在所述第一弧形导轨上滑动。可以理解的，在一实施实施例中，所述第一支撑臂141也可以为一根，与上述一根第一弧形导轨滑动配合。当第一弧形导轨的根数为多根时，该第一支撑臂141的数量与第一弧形导轨数量相匹配。
[0032]本较佳实施例中，第一驱动组件16包括设于基座10上且位于第一支架下方的第一电机161以及与第一电机161的输出轴相连的第一齿轮162。该第一电机161固定于基座10的上端凹弧面上，并位于第一固定座142的下方。第一电机161横向设于基座10上，第一电机161的输出轴方向与第一弧形导轨所在的面相垂直，输出轴的径向面与第一弧形导轨所在的面相平行。所述第一齿轮162的径向面与第一弧形导轨所在的面相平行，轴向方向与所述第一弧形导轨组12所在的面相垂直。可理解的，上述驱动第一支架在第一弧形导轨上滑动的方式并不限于上述方式，可以采用现有任何一种能够驱动物体在滑轨上滑动的驱动结构，例如在一些具体实施方案中，所述第一驱动组件16还可为第一电机161与蜗轮涡杆的方式来驱动第一支架在第一弧形导轨上滑动。
[0033]本较佳的实施例中，所述第一驱动配合部件为固定于所述第一固定座142的底端面且与所述第一齿轮162配合的第一弧形齿条143，第一弧形齿条143通过一固定结构固定于第一固定座142的底端。所述第一弧形齿条143的长度方向与所述第一弧形导轨组12的长度方向相一致，所述第一弧形齿条143的圆心可以与所述第一弧形导轨组12的圆心位于同一中心线上(即上述转动轴线)。在驱动时，第一电机161的输出轴带动第一齿轮162旋转，第一齿轮162带动第一弧形齿条143在沿第一弧形导轨的方向摆动，从而使得与第一弧形齿条143固定的第一支架摆动，如此使第一支撑臂141下端在第一弧形导轨上滑动。
[0034]在所述基座10上位于第一弧形导轨组12附近的位置处设置有用于与第一传感器检测配合的第一被检测件(图未示出)，所述第一传感器设置于所述第一支撑臂141下端与第一被检测件相应的位置处。本例中，所述第一被检测件设置于基座10上靠近其中一根第一弧形导轨的侧沿位置处。当所述第一支撑臂141在所述第一弧形导轨组12上滑动时，第一传感器检测其与第一被检测件之间的线位移，将该线位移转换为两者之间的角位移，从而得出第一支撑组件14在第一弧形导轨组12上滑动的角度。
[0035]本实施例中，上述第一负载和第一支撑组件14的整体重心为设置有第一传感器的第一支撑组件14与第一负载的整体重心。可理解的，第一支撑组件14的重心包括设置于第一支撑组件14上的任何物体后，包含有设置有任何物体的第一支撑组件14的重心，而第一支撑组件14与第一负载的整体重心则是设置有任何物体的第一支撑组件14与第一负载的整体重心。
[0036]第一支撑组件14在第一弧形导轨组12上滑动时，为了防止一些突发情况的发生，如超角度范围运转时电机堵转，或导轨滑块运动到导轨尽头之后脱落等等，在所述第一弧形导组的两端分别设置有限位开关121，例如接近开关，其作用是可在运动部件运动到导轨极限位置前切断各自驱动电机的电源，防止因驱动电机堵转而烧毁，或运动部件脱落而造成人机危险事故。
[0037]所述第一负载可以是惯性元件，例如陀螺、探测器、雷达激光发射器等等。当第一负载为惯性元件时，那么该惯性平台则为单虚拟轴惯性平台，虚拟轴为第一支撑组件14在第一弧形导轨组上沿其转动时的转动轴。
[0038]而本较佳的实施例中，所述第一负载包括与第一支撑组件14结构相似的第二支撑组件24、第二驱动组件26，第二支撑组件24用于支撑固定第二负载(图未示出)，而第二负载则可以是上述惯性元件或者是第三支撑组件等。若第二负载为结构与第二支撑组件24或第一支撑组件结构相似的第三支撑组件时，那么第二支撑组件24的上端则需要设计为与第一支撑组件相似的弧形，供。若第二负载为惯性元件时，那么第二支撑组件24的上端可以直接设计为一个固定平面。
[0039]具体地，在所述第一支撑组件14的上端设置有开口朝上的第二弧形导轨组22，所述第二弧形导轨组22的长度方向与第一弧形导轨组12的长度方向相垂直。如此设计的原因是可以使第一负载在第二弧形导轨组22上滑动的方向与第一支撑组件14在第一弧形导轨组12上滑动的方向相垂直，使第一支撑组件14和第二负载分别在X轴和Y轴方向沿各自的弧形导轨组滑动。
[0040]在该较佳的实施例中，第一支撑组件14的第一固定座142形状与基座10的形状相匹配，该第一固定座142的上端面同样可以呈向下凹弧的凹弧面，凹弧面的弧长与第一固定座142的长度相匹配，第一固定座142的长度方向与基座10的长度方向相垂直，该凹弧面的弧度参照第二弧形导轨组22的弧度进行设计。
[0041]该较佳实施例中，第二弧形导轨组22为分别设计于第一固定座142上端面的两侧边缘的第二弧形导轨，两根第二弧形导轨长度、弧度均一致。可理解的，两根第二弧形导轨的设置方式并不限于上述的设置方式，可以参照上述第一弧形导轨的设置方式。
[0042]具体的，所述第一负载包括与第二弧形导轨组22滑动配合的用于支撑固定第二负载的第二支撑组件24、能够驱动第二支撑组件24的下端在第二弧形导轨组22上自由滑动的第二驱动组件26以及能够检测第二支撑组件24在第二弧形导轨组22上滑动的角度的第二传感器，所述第一负载还包括固定于第一负载上端的第二负载;所述第二负载和第二支撑组件24的整体重心位于与第二弧形导轨所在平面垂直且过其圆心的直线上(即所述第二负载和第二支撑组件24的整体重心位于第二支撑组件24在第二弧形导轨上滑动时的转动轴上)。
[0043]所述第二支撑组件24包括第二支架、设于第二支架上且用于与第二驱动组件26配合的第二驱动配合组件、设于第二支架上且用于与第二弧形滑动导轨组配合的第二滑动配合组件。所述第二支架通过所述第二滑动配合组件与所述第二弧形导轨组滑动配合，所述第二驱动组件26与第二驱动配合组件相配合后驱动第二支架在第二弧形导轨组22上来回自由滑动。所述第二支架包括与第二弧形导轨组22配合的第二支撑臂241以及设于第二支撑臂241上端的用于支撑固定第二负载的第二固定座242;所述第二滑动配合组件设于所述第二支撑臂241下端相应于第二弧形滑动导轨组的位置处，所述第二驱动配合组件设于所述第二固定座242底端面相应于所述第二驱动组件26的位置处。
[0044]本较佳实施例中，所述第二支撑臂241为两根，两根第二支撑臂241分别设置于所述第二固定座242的两端以使得所述第二支架呈跨骑于第一固定座142上的下框状。所述第二滑动配合组件为分别设于两根第二支撑臂241下端相应于对应的第二弧形导轨的滑块，两根第二支撑臂241通过各自的滑块与设于第一固定座142上端两侧的第二弧形导轨滑动配合，从而使得第二支架在第二驱动组件26的驱动下能够在所述第二弧形导轨上滑动。可以理解的，在一实施实施例中，所述第二支撑臂241也可以为一根，与上述一根第二弧形导轨滑动配合。当第二弧形导轨的根数为多根时，该第二支撑臂241的数量与第二弧形导轨数量相匹配。
[0045]本较佳实施例中，第二驱动组件26包括设于第二固定座242上且位于第二支架下方的第二电机以及与第二电机的输出轴相连的第二齿轮。该第二电机固定于第一固定座142的上端凹弧面上，并位于第二固定座242的下方。第二电机横向设于第一固定座142上，第二电机的输出轴方向与第二弧形导轨所在的面相垂直，输出轴径向面与第二弧形导轨所在的面相平行。所述第二齿轮的径向面与第二弧形导轨所在的面相平行，轴向方向与所述第二弧形导轨组22所在的面相垂直。可理解的，上述驱动第二支架在第二弧形导轨上滑动的方式并不限于上述方式，可以采用现有任何一种能够驱动物体在滑轨上滑动的驱动结构，例如在一些具体实施方案中，所述第二驱动组件26还可为第二电机与蜗轮涡杆的方式来驱动第二支架在第二弧形导轨上滑动。
[0046]本较佳的实施例中，所述第二驱动配合部件为固定于所述第二固定座242的底端面且与所述第二齿轮配合的第二弧形齿条243，第二弧形齿条243通过二固定结构固定于第二固定座242的底端。所述第二弧形齿条243的长度方向与所述第二弧形导轨组22的长度方向相一致，所述第二弧形齿条243与所述第二弧形导轨组22的圆心相同。在驱动时，第二电机的输出轴带动第二齿轮旋转，第二齿轮带动第二弧形齿条243在沿第二弧形导轨的方向摆动，从而使得与第二弧形齿条243固定的第二支架摆动，如此使第二支撑臂241下端在第二弧形导轨上滑动。
[0047]在所述第一固定座142上位于第二弧形导轨组22附近的位置处设置有用于与第二传感器检测配合的第二被检测件，所述第二传感器设置于所述第二支撑臂241下端与第二被检测件相应的位置处。本例中，所述第二被检测件设置于第一固定座142上上靠近其中一根第二弧形导轨的侧沿位置处。当所述第二支撑臂241在所述第二弧形导轨组22上滑动时，第二传感器检测其与第二被检测件之间的线位移，将该线位移转换为两者之间的角位移，从而得出第二支撑组件24在第二弧形导轨组22上滑动的角度。
[0048]本实施例中，上述第二负载和第二支撑组件24的整体重心为设置有第二传感器的第二支撑组件24与第二负载的整体重心。可理解的，第二支撑组件24的重心包括设置于第二支撑组件24上的任何物体后，包含有设置有任何物体的第二撑组件的重心，而第二支撑组件24与第二负载的整体重心则是设置有任何物体的第二支撑组件24与第二负载的整体重心。
[0049]第二支撑组件24在第二弧形导轨组22上滑动时，为了防止一些突发情况的发生，如超角度范围运转时电机堵转，或导轨滑块运动到导轨尽头之后脱落等等，在所述第二弧形导组的两端分别设置有限位开关221，例如接近开关，其作用是可在运动部件运动到导轨极限位置前切断各自驱动电机的电源，防止因驱动电机堵转而烧毁，或运动部件脱落而造成人机危险事故。
[0050]上述实施例描述了两虚拟轴结构的惯性平台，第一虚拟轴则是第一支架在第一弧形导轨组12上滑动时的转动轴，第二虚拟轴则是第二支架在第二弧形导轨组22上滑动时的转动轴。本发明的惯性平台，突破了传统平台的结构限制，使得支撑组件的旋转轴线可以上升到空间任一位置，便于将其旋转轴与负载重心重合，从而消除负载重量对平台产生的静不平衡力矩，如此即可达到惯性平台静平衡的作用，无需像现有技术那样，需要在负载相对旋转轴线的对面设置配重部件才能实现惯性平台的静平衡。
[0051]该虚拟轴结构的惯性平台具有结构简单、轻便，装配方便的优点，对零件机加工精度要求适中，采用普通精度的位移传感器即可达到传统平台高精度角度传感器的效果;在设计基座、支撑组件的过程中，即可将支撑组件的旋转轴线提高到与其重心重合，减少甚至取消了平衡配重，减小了平台转动部件的转动惯量，降低了驱动电机的功率要求;采用适当的防护装置，该结构的平台还可达到GJB 150-2009中对高低温、湿热、淋雨等标准。
[0052]综上，与现有技术相比，本发明的惯性平台具有以下的有益效果:
1、采用了虚拟转动轴结构，即负载在有限转角的弧形导轨运动时，其回转轴线可以脱离结构约束，上升至与负载重心重合，使得负载运动时对其回转轴线平衡，减小了配重质量，继而减小了运动部件的质量和体积，降低了运动部件的转动惯量，从而减小驱动电机的功率要求，达到减重量和体积，降功耗的目的。
[0053]2、由于虚拟轴结构采用了有限转角的弧形导轨，其回转半径较传统的轴承结构的回转半径大很多，进行线位移-角位移转换时，回转半径大的结构更容易实现精确的角位移测量。同理，当需要同样测量精度的场合，回转半径大的结构使用的传感器精度要求就降低，成本也会减少。
[0054]3、传统的框架结构惯性平台，由于采用的滚子轴承，装配时只能将小框架放在大框架内部，然后从两端插入回转轴，固定好之后再放入轴承，装配较为复杂和困难。分块组合式结构的惯性平台，其结构决定了平台整体刚度有限，难以承载较重的负载。浮球式框架平台结构复杂，装配维修更为困难。采用本发明的惯性平台，其有限转角的弧形导轨安装在导轨安装面上，再将支撑组件由上向下骑在导轨滑块上，固紧螺钉即可完成安装，装拆尤为简便，节省了劳动力成本。
[0055]请参见图2及图3，图2及图3为本发明惯性平台另一实施例的结构示意图。本实施作为与第一实施例并列可选的一种方案。本实施例的惯性平台包括与第一实施例结构或功能相同或相似的基座、分别设于基座上端的两侧的第一弧形导轨，跨骑于基座上与基座呈纵横布置的第一支撑组件以及第一负载。
[0056]本实施例的惯性平台与第一实施例的惯性平台的区别在于:
本实施例中的第一驱动组件包括沿基座的长度方向设置在基座上的蜗杆301、与蜗杆301—端连接的驱动电机302、设于第一支架的第一固定座下端面的呈下凸弧形的蜗轮303，蜗轮303的长度方向与基座的长度方向相一致，驱动电机302带动蜗杆301转动，从而带动蜗轮303沿基座的长度方向滑动，进而使第一支撑组件在第一弧形导轨上滑动。
[0057]本实施例与第一实施例的区别还在于:在第一固定座的下端面设置有固定块32，第一传感器34设置于第一固定块32的下端面，而第一被检测件则设置于基座的上端面与该第一传感器34相对应的位置处，由于基座上端面的弧度与第一弧形导轨的弧度相一致，因此第一被检测件可以设置于基座上。
[0058]第一滑动配合部件为第一滑块36，设于第一支架的第一支撑壁的下端相应于第一弧形导轨的位置处，第二滑动配合部件为第二滑块38，设于第二支架的第二支撑壁的下端相应于第二弧形导轨的位置处。
[0059]本实施例的惯性平台同样的第一负载同样可以与第一实施例中相似，可以为惯性元件，也可以包括与第一支撑组件结构或功能相似的第二支撑组件、用于驱动第二支撑组件在第二弧形导轨上滑动的第二驱动组件以及第二传感器等等，此处不再一一赘述。
[0060]请参见图4及图5，在图4中，第二负载为惯性元件，a为第二负载的重心，b为第二负载与第二支撑组件的整体重心，c为垂直于第二弧形导轨且过其圆心的直线。
[0061]在图5中，al为第二负载的重心，bl为第一负载与第一支撑组件的整体重心，Cl为垂直于第一弧形导轨且过其圆心的直线。
[0062]以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种惯性平台，其特征在于:包括基座、设于基座上的开口朝上的第一弧形导轨组、与第一弧形导轨组滑动配合的用于支撑第一负载的第一支撑组件、能够驱动第一支撑组件的下端在第一弧形导轨组上自由滑动的第一驱动组件以及能够检测第一支撑组件在第一弧形导轨组上滑动的角度的第一传感器，所述第一负载和第一支撑组件的整体重心位于与第一弧形导轨组所形成的旋转轴线上。2.如权利要求1所述的惯性平台，其特征在于:所述第一支撑组件包括第一支架、设于第一支架上且用于与第一驱动组件配合的第一驱动配合组件以及设于第一支架上且用于与第一弧形导轨组配合的第一滑动配合组件，所述第一支架通过所述第一滑动配合组件与所述第一弧形导轨组滑动配合，所述第一驱动组件与第一驱动配合组件相配合后驱动第一支架在第一弧形导轨组上来回自由滑动。3.如权利要求2所述的惯性平台，其特征在于:所述第一支架包括与第一弧形导轨组配合的第一支撑臂以及设于第一支撑臂上端的用于支撑固定第一负载的第一固定座;所述第一滑动配合组件设于所述第一支撑臂下端相应于第一弧形导轨组的位置处，所述第一驱动配合组件设于所述第一固定座底端面相应于所述第一驱动组件的位置处。4.如权利要求3所述的惯性平台，其特征在于:所述第一驱动组件包括设于基座上且位于第一支架下方的第一电机以及与第一电机的输出轴相连的第一齿轮，所述第一齿轮的轴向与所述第一弧形导轨组形成的旋转轴线平行;所述第一驱动配合部件为固定于所述第一固定座的底端面且与所述第一齿轮配合的第一弧形齿条，所述第一弧形齿条的轴向与所述第一弧形导轨组形成的旋转轴线平行，第一弧形齿条的轴线、第一弧形导轨的运动轴线与第一支撑组件的转动轴线相重合。5.如权利要求3所述的惯性平台，其特征在于:在所述基座上位于第一弧形导轨组附近的位置处设置有用于与第一传感器检测配合的第一被检测件，所述第一传感器设置于所述第一支架上与第一被检测件相应的位置处，所述第一负载和第一支撑组件的整体重心为设置有第一传感器的第一支撑组件与第一负载的整体重心；当所述第一支撑臂沿所述第一弧形导轨组的长度方向滑动时，第一传感器检测其与第一被检测件之间的线位移，将该线位移转换为两者之间的角位移，从而得出第一支撑组件在第一弧形导轨组上滑动的角度。6.如权利要求3所述的惯性平台，其特征在于:所述基座的上端面呈向下凹弧的凹弧面； 所述第一弧形导轨组包括分别设于基座的上端的两侧边的弧形导轨，两根第一弧形导轨的弧度与所述基座的上端面的弧度相匹配； 所述第一支撑臂为两根，两第一支撑臂分别设置于所述第一固定座的两端以使得所述第一支架呈跨骑于基座上的下框状;所述第一滑动配合组件为分别设于两根第一支撑臂下端相应于对应的第一弧形导轨的滑块，两根第一支撑臂通过各自的滑块与两第一弧形导轨滑动配合，从而使得第一支架在第一驱动组件的驱动下能够在所述第一弧形导轨上滑动。7.如权利要求1至6中任一项权利要求所述的惯性平台，其特征在于:在所述第一支撑组件的上端设置有开口朝上的第二弧形导轨组，所述第二弧形导轨组的长度方向与第一弧形导轨组的长度方向相垂直； 所述第一负载包括与第二弧形导轨组滑动配合的用于支撑固定第二负载的第二支撑组件、能够驱动第二支撑组件的下端在第二弧形导轨组上自由滑动的第二驱动组件以及能够检测第二支撑组件在第二弧形导轨组上滑动的角度的第二传感器，所述第一负载还包括固定于第一负载上端的第二负载;所述第二负载和第二支撑组件的整体重心位于与第二弧形导轨组所形成的旋转轴线上。8.如权利要求7所述的惯性平台，其特征在于:所述第二支撑组件包括第二支架、设于第二支架上且用于与第二驱动组件配合的第二驱动配合组件、设于第二支架上且用于与第二弧形滑动导轨组配合的第二滑动配合组件。9.如权利要求8所述的惯性平台，其特征在于:所述第二支架包括与第二弧形导轨组配合的第二支撑臂以及设于第二支撑臂上端的用于支撑固定第二负载的第二固定座;所述第二滑动配合组件设于所述第二支撑臂下端相应于第二弧形滑动导轨组的位置处，所述第二驱动配合组件设于所述第二固定座底端面相应于所述第二驱动组件的位置处。10.如权利要求9所述的惯性平台，其特征在于:在所述第一支撑组件上位于第二弧形导轨附近的位置处设置有用于与第二传感器检测配合的第二被检测件，所述第二传感器设置于所述第二支撑臂下端与被检测件相应的位置处，所述第二负载和第二支撑组件的整体重心为设置有第二传感器的第二支撑组件与第二负载的整体重心；当所述第二支撑臂沿所述第二弧形导轨组的长度方向滑动时，第二传感器检测其与第二被检测件之间的线位移，将该线位移转换为两者之间的角位移，从而得出第二支撑组件在第二弧形导轨组上滑动的角度。
【文档编号】G01C21/18GK105865447SQ201610276324
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】陈邦力
【申请人】重庆华渝电气集团有限公司