半圆球壳的分界面所在位置，图2为图1所示的镂空球壳按照5所 在的位置分离之后的半球壳结构图。
[0030] 本发明的惯性稳定平台将安装区域设置在轴端周围的球壳内，不占用轴端的安装 空间，因此可以将轴端设计为与球壳共面的球冠状轴端，相对于传统的凸起轴端设计，本发 明的各框架的占用的回转空间较小，可以有效降低惯性稳定平台的体积，并且有利于减小 干扰误差。其中，连接台体和内框架的两个轴端与内框架的球形壳体外表面共面;连接内框 架和外框架的两个轴端与外框架的球形壳体外表面共面;连接外框架和随动框架的两个轴 端与随动框架的球形壳体外表面共面;连接随动框架和基座的两个轴端与基座的球形壳体 外表面共面。
[0031] 在具体实现中，为了便于对轴端安装孔和半球壳剖面进行定位，本发明在外框架、 随动框架和基座的球形壳体上，通过如下步骤确定三角镂空结构的位置：
[0032] (1)、在球形壳体上选取20个顶点，所述20个顶点通过直线连接构成一个内接于球 形壳体的正12面体。该12面体由12个相同的正五边形构成，共有30条边。
[0033] (2)、如图3所示，将所述12面体的30条边映射到球形壳体表面，得到30条短程线， 这30条短程线在球面壳体表面划分出12个相同的五边形曲面，将每个五边形曲面的中心点 与所述曲面的5个顶点通过短程线连接，这些短程线将1个五边形曲面划分为5个三角形曲 面，即将球形壳体划分为如图4所示的60个相同的三角形曲面。其中，短程线为连接球面上 两个点的最短的弧线，该弧线的圆心为球壳的圆心。
[0034] (3)、在每个三角形曲面内，选取构成三角形曲面的三条短程线的中点，通过3条短 程线连接3个中点，将每个三角形曲面划分为4个二级三角形曲面，即将球形壳体划分为240 个二级三角形曲面，如图5所示；
[0035] (4)、在球面壳体上设置轴端安装孔，并在所述安装孔的周围预留电路和惯性仪表 的安装区域;在剩余区域内对球形壳体进行镂空操作，镂空单元为步骤(3)划分的二级三角 形曲面。
[0036]其中，在步骤(1)中，如果选取的20个顶点在框架本体坐标下的坐标分别为：（a，b， 0)、(-a，b，0)、(a，_b，0)、(-a，_b，0)、(b，0，a)、(_b，0，a)、(b，0，-a)、(_b，0，-a)、(0，a，b)、 (0，_a，b)、（0，a，_b)、（0，_a，_b)、（c，c，c)、（c，_c，c)、（c，c，_c)、（_c，c，c)、（_c，_c，c)、（_c, c,-c)、（-c,-c，-c)、（c，-c，-c)，其中，
，:r为球形壳 体的半径;则在步骤(3)划分的240个二级三角形曲面中，会出现三组短程线集合，每组包括 2条完整的弧，每条弧由6根短程线连在一起，如图6所示，6为连在一起的短程线组成的弧 段。该三组短程线分别对称分布在XOY面、YOZ面和XOZ平面上，其中：一组短程线对应的弧段 中心分别位于+X轴和-X轴，一组短程线对应的弧段中心分别位于+Y轴和-Y轴，还有一组短 程线对应的弧段中心分别位于+Z轴和-Z轴。
[0037] 本发明根据以上六组短程线的分布区域，进行轴端安装孔和半球壳剖面位置设 定，可以确保分布在球壳上的三角镂空结构关于轴端连接轴线和半球壳剖面对称分布，而 且在半球壳划分区域切断的镂空结构桁架最少。因此，在步骤(4)中，在外框架和随动框架 的+X轴、-X轴、+Y轴和-Y轴上设置4个轴端安装孔，在基座的+X轴、-X轴设置两个轴端安装 孔;并以YOZ平面为剖面将球形壳体分割为两个半球壳体。
[0038] 以上所述，仅为本发明一个【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
[0039] 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
【主权项】
1. 一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、 基座和轴端，其特征在于：内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有均匀分布= 角缕空结构的球形壳体;所述四个球形壳体的中屯、重合且由内到外的嵌套顺序为内框架、 外框架、随动框架和基座;每相邻两个球形壳体之间通过两个轴端连接，且位于内部的球形 壳体绕所述轴端的转轴转动；台体位于内框架内部且通过两个轴端连接，并绕所述轴端的 转轴转动;基座与外部载体固定连接;其中，台体、内框架、外框架和随动框架转动时的中屯、 轴彼此正交。2. 根据权利要求1所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征在于:外 框架和随动框架为具有均匀分布的=角缕空结构的球形壳体，其中：外框架和随动框架的 球形壳体在框架本体坐标系的X轴、Y轴上共设置四个轴端安装孔，即四个轴端安装孔分别 位于框架本体坐标系的巧轴、-X轴、巧轴、-Y轴;所述每个轴端安装孔周围设置有安装电路 和惯性仪表的区域，即所述区域为连续球壳弧面。3. 根据权利要求2所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征在于:外 框架和随动框架的球形壳体由两个半球壳体连接构成，当两个半球壳体分开时，在球壳内 表面的轴端安装孔周围的连续球壳弧面上安装电路和惯性仪表，安装结束后，将两个半球 壳体连接为一个球形壳体。4. 根据权利要求1至3之一所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征 在于:连接台体和内框架的两个轴端与内框架的球形壳体外表面共面;连接内框架和外框 架的两个轴端与外框架的球形壳体外表面共面;连接外框架和随动框架的两个轴端与随动 框架的球形壳体外表面共面;连接随动框架和基座的两个轴端与基座的球形壳体外表面共 面。5. 根据权利要求1至3之一所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征 在于:在外框架和随动框架的球形壳体上，通过如下步骤确定=角缕空结构的位置： (1) 、在球形壳体上选取20个顶点，所述20个顶点通过直线连接构成一个内接于球形壳 体的正12面体，所述正12面体具有30条边； (2) 、将所述12面体的30条边映射到球形壳体表面，得到30条短程线，所述30条短程线 在球面壳体表面划分出12个相同的五边形曲面，将每个五边形曲面的中屯、点与所述曲面的 5个顶点通过短程线连接，所述短程线将1个五边形曲面划分为5个=角形曲面，即将球形壳 体划分为60个相同的=角形曲面； (3) 、在每个=角形曲面内，选取构成=角形曲面的=条短程线的中点，通过3条短程线 连接3个中点，将每个=角形曲面划分为4个二级=角形曲面，即将球形壳体划分为240个二 级S角形曲面； (4) 、在球面壳体上设置轴端安装孔，并在所述安装孔的周围预留电路和惯性仪表的安 装区域;在剩余区域内对球形壳体进行缕空操作，缕空单元为步骤(3)划分的二级=角形曲 面。6. 根据权利要求5所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征在于:在 步骤(1)中，选取20个顶点在框架本体坐标下的坐标分别为：（a，b，0)、（-a，b，0)、（a，-b，0)、 (-a, -b, 0)、（ b, 0, a)、（ -b, 0, a)、（ b, 0, -a)、（ -b, 0, -a)、（ 0, a, b)、（ 0, -a, b)、（ 0, a, -b)、（ 0,- 曰，-b)、（ C , C , C)、（ C, -C, C)、（ C , C, -C)、（ -C, C , C)、（ -C, -C, C)、（ -C, C, -C)、（ -C, -C, -C)、（ C,- c，-c)，其中，"为球形壳体的半径；则在步骤（4) 中，在外框架和随动框架的巧轴、-X轴、巧轴和-Y轴上设置4个轴端安装孔，在基座的巧轴、-X轴设置两个轴端安装孔;并W YOZ平面为剖面将球形壳体分割为两个半球壳体。7. 根据权利要求1至3之一所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征 在于:台体为球形壳体，在所述球形壳体腔体内安装惯性仪表和电路板。8. 根据权利要求1至3之一所述的一种具有=角缕空结构的球形惯性稳定平台，其特征 在于:基座为单层球形球壳，所述球形壳体表面设置有加强筋。
【专利摘要】本发明公开了一种具有三角镂空结构的球形惯性稳定平台，包括台体、内框架、外框架、随动框架、基座和轴端；其中内框架和基座为球形壳体，外框架和随动框架为具有均匀分布三角镂空结构的球形壳体，该三角镂空结构为近似等分的三角形，均匀分布在除轴端和安装区域以外的球形壳体上；该稳定平台相对于环形结构的稳定平台，具有等刚度特点，并且有利于减小干扰误差；相比完全封闭的球形结构的稳定平台，具有良好的热传导和热对流功能，有利于建立良好的温度场。
【IPC分类】F16M11/02
【公开号】CN105508818
【申请号】CN201510946880
【发明人】魏宗康, 黄云龙, 王文璞, 赵启坤, 董小燕
【申请人】北京航天控制仪器研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月16日