陀螺与重力双稳定云台的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种陀螺与重力双稳定云台，供摇摆的载体上使用，其最大的特别是平时可以利用云台内的纵轴与横轴上的单轴陀螺与力矩电进行精确的陀螺稳定，误差在正负0.5度以内，在失电或陀螺系统故障时，它可自动转入重力稳定，经海上试验，误差也不超过±5°，特别是这5度摆动作用在镜轴的左右方向时，对观察与显示几乎没有影响。本机的内部在纵轴与横轴方向均设有压重块，并把云台的俯仰运动与承载板的前后摆动融合在一起，故整机只顶部在摆动，外形很美观，顶部设有防水盖，防水性也特好，它适用于一切摇摆的载体安装使用，特别是在摇摆的舰船上使用。
【专利说明】陀螺与重力双稳定云台
【技术领域】:本实用新型涉及一种陀螺与重力双稳定云台。【背景技术】:
[0001]云台是一种能水平旋转与上、下俯仰供承载观测器等器件用的机械装置，市售很多，例如普通的301云台等，但这种云台若放在摇晃的船上或飞机及汽车上，则因载体在时刻晃动，就无法正常工作了，为此需要在云台的下面添加一个稳定平台，以隔离外力的干扰，目前的稳定平台可分二种，一种是采用重力稳定方法，例如本人几年前申请的专利:船用夜仪稳定平台(专利号:ZL2000520117451X)它是利用二个相互用轴连接的水平环，夕卜环的轴穿在支架上，内环的轴与外环的垂直，内环上设置一个平台，下面挂一个压重物，利用重力来达到平台稳定，它结构简单、廉价，不需要电，但在海上试验，发现因船摆动时有惯性力的存在，故稳定精度只能达到±5°以内，此5°若作用在观测器在左右方向，则影响不大，但作用在镜轴方向，影响就较大，往往使目标物脱离了显示器的上、下边框，但不管怎么，它比没有重力稳定时晃动20-30°要好，所以目前船上的磁罗经等，均采用这种稳定方法。另一种是陀螺稳定，它精度高，稳定度可达0.5°以内，但结构较复杂，计算难，价格昂贵，凡一停电或产生故障时，就失去稳定作用，制造稳定云台，是要把稳定平台与云台做在一起，目前国内北京贯中精仪科技公司生产的GR-163船用双轴陀螺稳定平台，广州华之航船舶配件有限公司生产的TNlO型船用自稳定
[0002]云台即是，但它们均是双轴采用陀螺稳定，一旦失电或故障了就没法使用。本人经多年研制，制成了一种既可以双轴进行陀螺稳定，当停电或陀螺发生故障时，可以自动转入重力稳定的云台，这就比较理想了，这正如目前所有船上配备先进的电罗经后，硬性需要配备一个磁罗经一样，目是为了可双保险。
【发明内容】
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[0003]本发明的目的是使普通云台具有陀螺与重力双重稳定的功能，当停电或陀螺稳定产生故障时，能自动转入重力稳定继续工作，为达到上述目的，其结构是这样的，先制作一个底座，底座上方设置一个托盘，它用一个主轴穿入底座的轴孔中，可水平转动，在托盘上，固定一个方位电动机，其向下的轴上，固定一个方位小齿轮，小齿轮与底座上的方位大齿轮啮合，这样小齿轮转动时，按相对性原理就可以迫使托盘及其上的一切承载物可作水平转动。为使云台能得到陀螺稳定，与重力稳定，其方法是在托盘上固定一“U”字形支架，在支架的一侧主板上，固定着一个分装式的力矩电机，该力矩电机的转子是空心的，其中空部分设置着一个俯仰减速电动机，电动机固定在一块竖直的挂板上，挂板固定在力矩电机的转子上，板的下部设置着一个压重块，上部设置着个一纵向单轴陀螺，电动机的轴穿过U型支架的立板后，与一个水平方框相连接，因方框的对侧方向也设置着一个空心转轴，故方框能纵向上、下转动，故当纵向陀螺获得不平衡信号后，发出信号电压就可使纵向力矩电机转动，通过俯仰减速电动机的轴，可使水平方框始终保持水平；当失电或陀螺系统故障时，因为竖直挂板下部有压重物，由于重力作用，同样可以使水平方框达到水平。为使横向得到稳定，方法是在水平方框的前壁或后壁上固定一个横向力矩电机，其伸出方框的轴上，固定着一个前后向竖直的方框(对处也用活动轴支承着)，此竖直方框下部固定着一块压重物，在压重物上设置着一个横向单轴陀螺，另在方框的上方中部处，焊接一条竖直的空心立杆，杆顶固定着一个承载板，这样云台发生左右(即横向)摇摆时，横向陀螺发出不平衡信号电压，使横向力矩电机转动，从而使竖直方框转动保持垂直，通过空心立杆，使顶上的承载板始终保持水平，同样当横向陀螺系统发生故障时，由于竖直方框下部设有压重块，利用重力作用，同样可使承载板保持水平。因为云台上的承载板是需要前后能作俯仰的，解决的方法是直接向空心转子内的俯仰减速电动机输入信号电流，则电动机单独转动，通过水平方框、竖直方框、空心立杆前后的转动而使承载板作前后的俯仰运动，俯仰减速电动机产生的反作用力矩，由纵向陀螺配合纵向力矩电机或纵向压重块产生重力矩，来时刻抵消。
[0004]本发明与现有技术相比，具有下列显著的特点与积极效果
[0005]1、具有陀螺与重力双重稳定功能，当失电或陀螺稳定系统产生故障时，可自动转入重力稳定。
[0006]2、在纵稳向陀螺的空心转子内，设置一个俯仰减速电动机，起到了稳定时的连接作用，也可使云台的俯仰叠架在原有稳定状态上，承载板无需单独的设置俯仰装置。
[0007]3、结构紧凑，外形美观，整个云台只顶部的承载板前后左右在摆动，以保持水平(俯仰时例外)。
[0008]4、防水性特好，全机几乎无处进水，特别是顶部。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]附图1:为本发明的整体全部正视图
[0010]附图2:为本发明的整体局部右视图
[0011]附图3:为本发明的B-B向俯视图
[0012]附图4:为本发明的陀螺稳定平台相关原理图
【具体实施方式】:
[0013]如图1、2、3所示，本发明总体由底座(I)、机壳(27)、托盘(6)、U型支架(7)、空心支杆(19)与承载板(20)组成的支架装置，由纵向陀螺(15)、纵向力矩电机(11)及水平方框(16)与横向陀螺(24)、横向力矩电机(17)及竖直方框(18)组成的陀螺稳定系统，由纵轴压重块(9)、横轴压重块(25)及水平方框(16)，竖直方框(18)组成的重力稳定装置，由大小方位齿轮(4)与(28)及方位电动机(5)、俯仰减速电动机(14)组成的云台装置共四部分组成，其各机构间的连接关系是:底座(I)通过主轴(2)及大.小方位齿轮(4)与(28)和上部的托盘(6)与U型支架(7)相连接，支架(7)上设置着陀螺稳定系统与重力稳定装置，它们通过水平方框(16)，竖直方框(18)，空心立杆(19)与顶部的承载板(20)相连，俯仰减速电动机(14)设置在纵向力距电机(11)的空心转子内。具体的构成方法是:先设一个底座(I)，其上固定一方位大齿轮(4)，再设一托盘(6)用主轴(2)穿入底座(I)的轴孔中，可自由转动，托盘(6)上固定一方位电动机(5)，向下的轴上有一方位小齿轮(28)，它与方位大齿轮(4)啮合，托盘(6)上还固定着一 “U”型支架(7)，该支架的一侧墙上固定着一纵向分装式力矩电机(11)，其空心转子(12)内，设有一减速俯仰电动机(14)，它固定在一块竖直的悬挂板(10)上，该板固定在力矩电机的空心转子了(12)上，板(10)的下部设有纵向压重块(9)，上部设有一纵向稳定用的单轴陀螺(15)，减速电动机(14)的轴伸出U形支架(7)的墙后，与U形支架(7)内的水平方框(16)相连接，对侧用空心轴(28)托住，水平方框(16)的前(或后)侧面上固定一个整体式横向力矩电机(17)，它伸出侧面的轴，与一个前后竖直的方框(18)相连接(相对处也设一转轴)，方框(18)的下部固定着一横向压重块(25)，块上设一横向单轴陀螺(24)，框(18)的上部中央处，焊接着一根竖直的空心支杆(19)，立杆(19)的顶部连接着一块水平的承载板(20)，U形支架的另一侧墙外固定着两个力矩电器驱动器(22)及必要的线路板(26)。工作过程是这样的，当外力使云台纵向摇摆时，纵向陀螺(15)发出不平衡信号电压，使纵向力矩的空心转子(12)转动，它带动俯仰减速电动机(14)及悬挂板(10)及水平方框(16)，竖直方框(18)，空心支杆(19)及承载板
(20)一同前后转动，可使承载板(20)保持水平，在失电或纵向陀螺稳定系统产生故障时，由于纵向压重块(9)的重力作用，仍可使承载板(20)基本保持水平，达到了纵向重力稳定的目的；同理，当外力使云台横向摇摆时，横向陀螺(24)发出不平衡信号电压，使横向力矩电机(17)转动，带动竖直方框(18)、空心支杆(19)及承载板(20) —同左右转动，从而使承载板(20)保持水平，当失电或横向陀螺系统产生故障时，横向压重块(24)的重力作用，仍可使承载板(20)保持水平，达到横向重力稳定的目的。
【权利要求】
1.一种陀螺与重力双稳定云台，其特征在于它由底座(1)，机壳(27)，托盘出)，UB支架(7)，空心立杆(19)与承载板(20)组成的机架装置；由纵向陀螺(15)，纵向力矩电机(11)，水平方框(16)，横向陀螺(24)，横向力矩电机(17)及竖直方框(18)组成的陀螺稳定系统；由纵压重块(9)，横压重块(25)及上述的水平方框(16)与竖直方框(18)组成的重力稳定装置；由大方位齿轮(4)，小方位齿轮(28)，方位电机(5)与俯仰减速电动机(14)组成的云台装置共四部分密切配合组成；各机构间的连接关系是:底座(1)通过主轴(2)，大方位齿轮(4)，小方位齿轮(28)与上部的托盘^)，U型支架(7)相连，U型支架(7)上设置着陀螺稳定系统与重力稳定装置，它们通过水平方框(16)，竖直方框(18)，空心立杆(19)与顶部的承载板(20)相连，俯仰减速电动机(14)设置在纵向力距电机(11)的空心转子内。
2.根据 权利要求1所述的陀螺与重力双稳定云台，其特征在于纵向力矩电机(11)的空心转子(12)内，设置着一个俯仰减速电动机(14)，它与空心转子(12) —同固定在竖直的悬挂板(10)上，该板的下部设有一纵向压重块(9)，上部设有纵向单轴陀螺(15)，只有俯仰减速电动机(14)的轴与U形支架(7)中部的水平方框(16)相连接。
3.根据权利要求1所述的陀螺与重力双稳定云台，其特征在于水平方框(16)的前侧面上，固定一个整体式横向力距电机(17),它伸出的轴，与一个前后向的竖直方框(18)相连接，方框(18)的下部，固定着一横向压重块(25)，块上设横向单轴陀螺(24)，框(18)上部中央处，焊接一竖直的空心立杆(19)，立杆(19)的顶部连接着一块水平的承载板(20)，板的下面设有波纹盖(21)。
【文档编号】F16M11/16GK203477798SQ201320423049
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】张伯文 申请人:张伯文