专利名称：“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合运动平台，具体涉及一种“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台。
技术背景现代大中型航母上安装有“菲涅耳”光学助降装置，用于在最后进近阶段为飞行员提供目视光学下滑道指示，保证飞行员安全着舰。该设备的光源灯指示器组件通过光阑、菲涅耳透镜和柱状透镜等光学元器件发出相对海平面保持一定倾斜角的5层光束，形成5层坡面，其中正中段为橙色光束(俗称“肉球”)，即为光学下滑坡道，向上分别转为黄色和黄色闪光光束，向下分别转为红色和红色闪光光束。飞行员通过实时判断橙色肉球和基准灯组光柱二者的相对位置调整飞机与下滑道在高度上的偏移，跟踪下滑道着舰。由于航母的海上运动是一种六自由度随机复杂运动(包括横摇、纵摇、摇艏、垂荡、横荡和纵荡)，为保证光源灯指示器组件发射光束与海平面保持相对静止，光学助降装置通过随动控制系统对母舰运动进行补偿，为舰载机提供一个稳定的光学下滑道，引导飞行员进行目视着舰。“菲涅耳”光学助降装置经历了角稳定补偿、点稳定补偿、线稳定补偿和惯性稳定补偿等发展阶段，其中惯性稳定补偿是当前国外引导过程中采用的主要稳定补偿策略，通过横摇和纵摇电机驱动组件调整光源灯指示器的姿态来补偿母舰纵摇、横摇以及垂荡运动对引导光束的影响。“菲涅耳”光学助降装置在研制过程中或正式安装上舰前，必须要在陆基测试平台上通过仿真航母的横摇、纵摇和垂荡运动来校验光学下滑道引导光束是否满足惯性稳定补偿条件。
实用新型内容本实用新型的目的是为了解决在陆基条件下测试“菲涅耳”光学助降装置的惯性稳定补偿是否满足精度要求问题，提供一种仿真航母三自由度运动的惯性稳定补偿测试平台，通过模拟母舰在大洋上的横摇、纵摇和垂荡复合运动，实时对“菲涅耳”光学助降装置的惯性稳定补偿性能进行测试。本实用新型的技术方案如下一种“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，包括用于安装“菲涅耳”光学助降装置的运动平台和固定平台，其中，所述的运动平台分别通过多组具有6个自由度的无约束支链和具有3个自由度的导向约束支链与固定平台连接。进一步，如上所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其中，每组无约束支链由球铰、伺服电动缸和万向铰连接组成，万向铰和球铰分别设在伺服电动缸的缸体端部和活塞杆端部；无约束支链通过万向铰与固定平台连接，通过球铰与运动平台连接。进一步，如上所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其中，导向约束支链由万向铰和伺服电动缸组成，万向铰设在伺服电动缸的活塞杆端部；导向约束支链通过万向铰与运动平台连接，伺服电动缸与固定平台垂直固定。进一步，如上所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其中，所述的运动平台和固定平台均为正三角形，三组无约束支链对称的连接在运动平台和固定平台的三个角位置，导向约束支链连接在运动平台和固定平台的三角形中心位置。进一步，如上所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其中，固定平台的正三角形表面大于运动平台的正三角形表面。本实用新型的有益效果如下本实用新型所提供的测试平台采用并联闭环机构，支撑刚度和承载能力高，导向约束支链进一步提高了该测试平台的刚度；运动平台采用三条腿并联支撑，横摇、纵摇转动角度和垂荡位移累积误差小，精度高；测试装置由三个对称 布置的伺服电机闭环控制，数值解析算法简单，可对运动平台的速度和位置进行精密控制；与采用液压伺服控制系统相比，调试简单、可靠性高、抗污染能力强。
图I为本实用新型的原理示意图；图2为本实用新型的结构示意图；图3为无约束支链的结构示意图；图4为导向约束支链的结构示意图；图5无约束支链的万向铰与固定平台的局部连接示意图；图6为无约束支链的球铰与运动平台的局部连接示意图；图7为导向约束支链的万向铰与运动平台的局部连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。本实用新型所提供的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台的原理如图I所示，由运动平台B1B2B3、固定平台A1A2Ay导向约束支链AA、对称布置的无约束支链為β,(/U I 3)和电气控制系统组成。导向约束支链AqBq具有3个自由度，无约束支链為私卯I 3俱有6个自由度。其中运动平台用于固定安装“菲涅耳”光学助降装置；无约束支链采用伺服电动缸1~3)驱动运动平台实现既定的横摇、纵摇和垂荡运动，一端通过球铰与运动平台相连，另一端通过万向铰与固定平台相连；导向约束支链用来限制运动平台的摇艏、横荡和纵荡运动，位于对称布置的无约束支链的中心。导向约束支链一端通过万向铰B4与运动平台相连接，另一端通过伺服电动缸L4与固定平台垂直固定连接。电气控制系统由工控机(含控制软件)、运动控制卡、伺服电机驱动器和高精度光电编码器组成，通过数值解析算法控制伺服电动缸的驱动位移来改变无约束支链AiBiQ □ I 3)和导向约束支链AtlBtl的杆长。该测试装置可使运动平台实现绕万向铰转动轴线的两轴转动和沿导向支链的一维移动，从而达到模拟母舰横摇、纵摇和垂荡运动的目的。本实用新型的一种具体实施方式
的结构如图2所示，运动平台I和固定平台2均为正三角形，固定平台2的正三角形表面大于运动平台I的正三角形表面。三组无约束支链3、4、5对称的连接在运动平台I和固定平台2的三个角位置，导向约束支链6的连接位置点分别位于运动平台I正三角形和固定平台2正三角形的外接圆心上。[0022]如图3所示，每组无约束支链由球铰7、伺服电动缸8和万向铰9连接组成，万向铰9和球铰7分别设在伺服电动缸8的缸体端部和活塞杆10的端部；无约束支链通过万向铰9与固定平台连接，通过球铰7与运动平台连接。万向铰与固定平台的局部连接关系如图5所示，伺服电动缸8与设在固定平台上的万向铰安装座16之间设有通过万向铰转轴15连接，万向铰转轴15上设有万向铰转体14。球铰与运动平台的局部连接关系如图6所示，伺服电动缸活塞杆10与设在运动平台I上的球铰安装座17之间设有通过球铰转轴19连接，球铰转轴19上设有球铰转体18。如图4所示，导向约束支链由万向铰11和伺服电动缸12组成，万向铰11设在伺服电动缸的活塞杆13的端部；导向约束支链通过万向铰11与运动平台连接，伺服电动缸12与固定平台垂直固定。万向铰与运动平台的局部连接关系如图7所示，伺服电动缸活塞杆13与设在运动平台I上的万向铰安装座22之间设有通过万向铰转轴21连接，万向铰转轴21上设有万向铰转体20。 本实用新型所提供的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台是期望运动平台的横摇角和纵摇角〃、/以及升沉位移按照设定的规律变化，以便检测其随动伺服控制系统是否满足设计的要求，验证中央灯箱发出的光束是否是稳定的。该装置可对运动平台的速度和位置进行精密控制，通过模拟母舰在大洋上的横摇、纵摇和垂荡复合运动，实时对“菲涅耳”光学助降装置的惯性稳定补偿性能进行测试。
权利要求1.ー种“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，包括用于安装“菲涅耳”光学助降装置的运动平台(I)和固定平台(2)，其特征在于所述的运动平台(I)分别通过多组具有6个自由度的无约束支链(3、4、5)和具有3个自由度的导向约束支链(6)与固定平台(2)连接。
2.如权利要求I所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其特征在于每组无约束支链由球铰(7)、伺服电动缸(8)和万向铰(9)连接组成，万向铰(9)和球铰(7)分别设在伺服电动缸(8)的缸体端部和活塞杆(10)端部；无约束支链通过万向铰(9)与固定平台⑵连接，通过球铰(7)与运动平台(I)连接。
3.如权利要求I所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其特征在于导向约束支链由万向铰(11)和伺服电动缸(12)组成，万向铰(11)设在伺服电动缸的活塞杆(13)端部；导向约束支链通过万向铰(11)与运动平台⑴连接，伺服电动缸(12)与固定平台(2)垂直固定。
4.如权利要求I或2或3所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其特征在于所述的运动平台(I)和固定平台(2)均为正三角形，三组无约束支链(3、4、5)对称的连接在运动平台(I)和固定平台(2)的三个角位置，导向约束支链(6)连接在运动平台(I)和固定平台(2)的三角形中心位置。
5.如权利要求4所述的“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台，其特征在于固定平台(2)的正三角形表面大于运动平台(I)的正三角形表面。
专利摘要本实用新型涉及一种复合运动平台，具体涉及一种“菲涅耳”光学助降装置惯性稳定补偿测试平台。其结构包括用于安装“菲涅耳”光学助降装置的运动平台和固定平台，所述的运动平台分别通过多组具有6个自由度的无约束支链和具有3个自由度的导向约束支链与固定平台连接。本实用新型能够模拟母舰在大洋上的横摇、纵摇和垂荡复合运动，实时对“菲涅耳”光学助降装置的惯性稳定补偿性能进行测试。
文档编号B64F1/18GK202368794SQ20112048357
公开日2012年8月8日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者姜文豪, 杨炳恒, 杨茂胜, 毕玉泉, 王海东, 范向党, 赵华, 黄葵 申请人:王海东