一种平稳的光电平台的制作方法

文档序号:15291769发布日期:2018-08-29 00:57阅读:226来源:国知局

本实用新型涉及航空光电技术领域领域,尤其涉及一种平稳的光电平台。



背景技术:

随着现代信息技术的迅猛发展,光电平台在军事及民用领域中都扮演着重要的角色,光电平台可以挂载多种设备,比如摄像机、热成像摄影机、激光测距仪等,可实现监控、快速识别、定位、跟踪等功能。由于光电平台是吊挂在比如无人机、直升机、汽车等运动载体上,这就要使光电平台在受运动载体载荷的作用下保持足够的稳定性。

现有的光电平台一般采用U型框架或者方形结构,这些结构形式在风速过大或载体速度过快时,会产生较强的风阻力或者偏载力矩,从而影响光电平台稳定精度。为了减小风阻力提升稳定精度,大多数光电平台配有升降机构,在实际工作中,电机和丝杠的转动会产生振动,从而使光电平台采集数据不准确。现有光电吊舱与各个调节机构之间紧密配合,但调节元件设计复杂,安装成本高,且拆装不易,从而影响工作效率。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种平稳的光电平台。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种平稳的光电平台,包括光电吊舱和升降机构,所述的光电吊舱包括舱体、U型支架和基座,所述舱体内设置有多个侦测元件,所述侦测元件通过支撑架固定在舱体内,所述舱体上设置有多个与所述侦测元件大小相同且一一对应的玻璃视察窗;所述U型支架包括底座、左支架和右支架,所述舱体中设置有俯仰轴,所述俯仰轴的一端延伸到左支架内部,俯仰轴的另一端贯穿舱体并延伸到右支架内部,实现舱体的轴向固定;所述左支架的右内壁和右支架的左内壁上均设置有俯仰轴承,所述右支架左内壁上的俯仰轴承的外环上还设置有俯仰轴承座,且俯仰轴承与所述俯仰轴承座之间为过盈配合;所述右支架的内部设置有俯仰电机和俯仰联轴器,所述俯仰电机固定在右支架的右内壁上,俯仰电机输出轴与俯仰轴通过所述俯仰联轴器连接;所述U型支架底座的顶部设置有方位座,所述基座固定在方位座顶部,所述方位座的四周环形设置有多个耳式支座,方位座内底部焊接有带通孔的固定盘一,所述固定盘一顶部设置有方位轴承座一,所述方位轴承座一内部安装有方位轴承一,所述方位座内设置有带螺纹的方位轴,且方位轴延伸到基座内,所述方位轴带螺纹的一端通过固定盘一上的通孔与设置于U型支架底座顶部的螺纹孔所固定;所述基座的底部设置有的固定盘二,所述固定盘二顶部设置有方位轴承座二,所述方位轴承座二内部安装有方位轴承二,所述方位轴承二顶端设置有套装在方位轴上的盘式导电滑环,所述基座内的顶部固定有方位电机,所述方位电机的输出轴与方位轴通过方位联轴器连接;所述侦测元件、俯仰电机、方位电机和盘式导电滑环均通过导线与外部控制机构电连接;

所述升降机构包括:上固定板、下固定板、升降板、丝杠组、齿形带轮、齿形同步带、升降电机和加强筋组;所述上固定板、升降板和下固定板上均设置有同直径的圆孔,所述下固定板、升降板和上固定板保持平行;所述丝杠组包括多根相互平行的丝杠,每根丝杠的底端与下固定板连接,顶端依次穿过升降板和上固定板与齿形带轮连接,所述齿形同步带张紧在齿形带轮上;所述丝杠分为主丝杠和副丝杠,所述主丝杠带有从动齿轮,所述升降电机带有主动齿轮,所述主动齿轮与从动齿轮啮合,所述升降电机驱动主动齿轮转动的同时,带动从动齿轮转动,进而带动主丝杠和齿形同步带转动;所述副丝杠在齿形同步带的带动下同步转动;所述升降板通过丝杠的带动上下运动;所述加强筋组包括多根加强筋,每根加强筋依次穿过下固定板、升降板和上固定板,且每根加强筋的底端和顶端分别与下固定板和上固定板固定。

所述光电吊舱通过耳式支座固定在升降机构上,且耳式支座通过支座螺栓固定在升降板上,所述耳式支座数量为四个。

所述支撑架与舱体内壁之间连接有减震器。

所述侦测元件包括高速摄像机、彩色数码摄像机、红外摄像仪、激光测距仪和图像跟踪系统,各侦测元件均通过支撑架连接在舱体内壁。

所述上固定板上设置有四个均匀分布且与耳式支座一一对应的挖孔,所述耳式支座穿过对应的挖孔安装在升降板上,使整个光电吊舱与升降机构固定。

所述升降板上设置有多个丝杠螺母,所述丝杠螺母贯穿升降板且与丝杠一一对应;所述主丝杠和副丝杠穿过对应的丝杠螺母与升降板连接。

所述加强筋组的每根加强筋相互平行,包括主加强筋和副加强筋;所述主加强筋靠近主丝杠,每根副加强筋分别靠近副丝杠,每根加强筋都是空心加强筋。

每根所述丝杠顶端通过上轴承与上固定板连接,底端通过下轴承和下固定板连接,丝杠组的每根丝杠为都为空心丝杠。

所述升降电机设置在上固定板上,所述从动齿轮设置在齿形带轮正下方,升降电机机体固定在上固定板下方,所述升降板设有挖槽,所述挖槽正对升降电机的机体。

本实用新型的有益效果是:

1.对光电吊舱方位和俯仰结构进行改进和简化,电机输出轴与转动轴之间都设置了联轴器,增加了可承受载荷的数量,提高了稳定性,简化了安装结构,降低了安装成本,进而提高工作时的稳定度和可靠性。

2.光电平台的升降结构设置了主加强筋副加强筋,减小电机和丝杠在转动时产生的振动,使整个升降机构在工作时更加平稳,减少光电平台在采集数据时的误差。

3.升降机构使用空心的丝杠组合空心的加强筋,减轻了升降机构的重量;从动齿轮设计在齿形带轮正下方,升降电机固定在固定板的正下方,使整个升降机构体积更加小巧。

附图说明

图1为光电吊舱示意图;

图2为俯仰机构示意图;

图3为方位机构示意图;

图4为舱体内部结构示意图;

图5为方位座的结构示意图;

图6为升降结构的正视结构图;

图7为上固定板的俯视图;

图8为升降板的俯视图;

图9为下固定板的俯视图;

图1、图2、图3、图4、图5中,1-基座,2-方位座,3-耳式支座,4-U型支架,5-玻璃视察窗,6-舱体,7-俯仰轴,8-俯仰轴承座,9-俯仰轴承,10-俯仰联轴器,11-紧固螺栓,12-俯仰电机,13-导线,14-固定盘一,15-方位轴承座一,16-方位轴承一,17-固定盘二,18-方位轴承座二,19-方位轴承二,20-盘式导电滑环,21-方位联轴器,22-方位电机,23-方位轴,24-侦测元件,25-支撑架,26-减震器。

图6、图7、图8、图9中,27-从动齿轮,28-上轴承,29-升降电机,30-丝杠螺母,31-主丝杠,32-下轴承,33-齿形同步带,34-齿形带轮,35-上固定板,36-副加强筋,37-升降板,38-副丝杠,39-下固定板,40-主加强筋,41-主动齿轮,42-螺栓,43-挖槽,44-轴承盖螺丝,45-卡箍,46-卡箍螺栓,47-挖孔,48-支座螺栓。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案,但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2、图3、图4、图5所示的光电吊舱,由基座1、方位座2、耳式支座3、U型支架4、玻璃视察窗5、舱体6、俯仰轴7、俯仰轴承座8、俯仰轴承9、俯仰联轴器10、紧固螺栓11、俯仰电机12、导线13、固定盘一14、方位轴承座一15、方位轴承一16、固定盘二17、方位轴承座二18、方位轴承二19、盘式导电滑环20、方位联轴器21、方位电机22、方位轴23、侦测元件24、支撑架25、减震器26组成。

如图6、图7、图8、图9所示的升降机构,由从动齿轮27、上轴承28、升降电机29、丝杠螺母30、主丝杠31、下轴承32、齿形同步带33、齿形带轮34、上固定板35、副加强筋36、升降板37、副丝杠38、下固定板39、主加强筋40、主动齿轮41、螺栓42、挖槽43、轴承盖螺丝44、卡箍45、卡箍螺栓46、挖孔47和支座螺栓48组成。

光电吊舱各个零部件连接方式如下:

舱体6上设置有五个玻璃视察窗5,舱体6内设置有侦测元件24,侦测元件24包括高速摄像机、彩色数码摄像机、红外摄像仪、激光测距仪和图像跟踪系统,各侦测元件24均通过支撑架25连接在舱体6内壁;U型支架包括底座、左支架和右支架,舱体6中设置有俯仰轴7,俯仰轴7的一端延伸到左支架内部,俯仰轴7的另一端贯穿舱体6并延伸到右支架内部,实现舱体的轴向固定;左支架的右内壁和右支架的左内壁上均设置有俯仰轴承9,右支架左内壁上的俯仰轴承9的外环上还设置有俯仰轴承座8,且俯仰轴承9与俯仰轴承座8之间为过盈配合;右支架的内部设置有俯仰电机12和俯仰联轴器10,俯仰电机12固定在右支架的右内壁上,俯仰电机12输出轴与俯仰轴7通过所述俯仰联轴器10连接;U型支架4底座的顶部设置有方位座2,基座1固定在方位座顶部,方位座2的四周环形设置有多个耳式支座3,方位座3内底部焊接有带通孔的固定盘一14,固定盘一14顶部设置有方位轴承座一15,方位轴承座一15内部安装有方位轴承一16,方位座2内设置有带螺纹的方位轴23,且方位轴23延伸到基座1内,方位轴23带螺纹的一端通过固定盘一14上的通孔与设置于U型支架4底座顶部的螺纹孔所固定;所述基座1的底部设置有的固定盘二17,固定盘二17顶部设置有方位轴承座二18,方位轴承座二18内部安装有方位轴承二19,方位轴承二19顶端设置有套装在方位轴23上的盘式导电滑环20,基座1内的顶部固定有方位电机22,方位电机22的输出轴与方位轴23通过方位联轴器21连接;侦测元件24、俯仰电机12、方位电机22和盘式导电滑环20均通过导线13与外部控制机构电连接,俯仰轴承座8、方位轴承座一15和方位轴承座二18均通过紧固螺栓11固定。

升降机构各个零部件连接方式如下:

主丝杠31和副丝杠38的两端分别与下轴承32和上轴承28过盈配合安装,上固定板35和下固定板39带有轴承槽,下轴承32和上轴承28通过轴承盖螺丝44和轴承槽盖固定在上固定板35和下固定板39上;丝杠螺母30的内螺纹与丝杠的外螺纹配合,螺栓将升降板固定在丝杠螺母30上;齿形带轮34安装在主丝杠31和副丝杠38的顶端,齿形同步带33套在齿形带轮34上;主丝杠31的齿形带轮34正下方设置从动齿轮27,在上固定板35上安装有靠近主丝杠31的升降电机29,升降电机29带有主动齿轮41,主动齿轮41和从动齿轮27啮合;主加强筋40靠近升降电机29设置,两端通过螺纹分别与上固定板35和下固定板39固定;上固定板35和下固定板39带有卡箍45,副加强筋36两端通过卡箍螺栓46与上固定板35和下固定板39固定,加强筋组都不接触升降板;升降板37设有挖槽43,防止升降电机29机体撞击升降板37;上固定板35、升降板37和下固定板39上均设置有同直径的圆孔,上固定板35上有四个均匀分布且与耳式支座3一一对应的挖孔47,耳式支座3穿过对应的挖孔47安装在升降板上,且通过支座螺栓48使整个光电吊舱与升降机构固定。

光电吊舱的工作原理如下:

舱体内部安装有多种侦测元件24,主要有高速摄像机、彩色数码摄像机、红外摄像仪、激光测距仪和图像跟踪系统等,各个侦测元件通过导线13与盘式导电滑环20连接,盘式导电滑环20再通过导线13与外部控制机构连接,盘式导电滑环20一方面可以传输数据和视频信号等,另一方面为各个侦测元件提供电动力,外部控制机构来调节各个侦测元件的工作状态,各个侦测元件对应安装有玻璃视察窗,各侦测元件之间通过支撑架25连接在舱体6上,在支撑架25和舱体6之间设置有减震器26,减震器26可以减小一部分振动载荷;当需要采集竖直方向的目标数据时,就需要光电吊舱在竖直方向根据目标的方位做出旋转动作,俯仰电机12开始工作,俯仰电机12的输出轴一端通过俯仰联轴器8与俯仰轴7连接,俯仰轴7上安装有带俯仰轴承座8的俯仰轴承9,外部控制机构对俯仰电机12进行角度和转速的调节,通过俯仰电机12的旋转带动俯仰轴7旋转,就可以实时的追踪目标进而采集目标数据;当需要采集水平方向的目标数据时,就需要光电吊舱在水平方向根据目标的方位做出360度的旋转动作,方位轴23通过固定连接在舱体6上,方位轴23方位电机22开始工作,带动方位轴23开始旋转,方位轴23的一端通过方位联轴器21与方位电机22的输出端连接,在方位座2底部设置有固定盘一,固定盘一设置有带方位轴承座一15的方位轴承一16,在基座1的底部设置有固定盘二17,固定盘二17的顶部设置有带方位轴承座二18的方位轴承二19,方位轴承二19的顶部安装有盘式导电滑环20;这些带有轴承座的轴承和联轴器可以进一步的增加光电吊舱受载荷的能力,进而使光电吊舱平稳工作。

升降机构的工作原理如下:

主动齿轮42与从动齿轮27啮合,升降电机29驱动主动齿轮41转动的同时,带动从动齿轮27转动,进而带动主丝杠31和齿形同步带33转动,副丝杠38在齿形同步带33的带动下同步转动,升降板37通过丝杠的带动上下运动。

主加强筋40和副加强筋36减少了升降电机29和丝杠在转动时对整个升降机构的震动,使得整个升降机构在工作时更加精确平稳,减少了光电平台采集数据时的误差;空心的丝杠组和空心的加强筋组减轻了升降机构的重量;将从动齿轮27设计在齿形带轮34正下方,29升降电机机体固定在上固定板35的正下方,使得整个升降机构体积更加小巧。

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