一种三轴伺服转台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测试仿真技术领域，涉及一种三轴伺服转台机械台体。
【背景技术】
[0002]转台是实现飞行器的地面半实物仿真的关键设备，它具有良好的可控性、无破坏性、安全性、不受气象条件和空域场地限制等优点，在航空、航天、航海等领域得到了广泛的应用。
[0003]目前，相类似功能的伺服转台主要包括两种类型，一种是第一产品与第二产品分别安装在两台转台上，譬如有一种设备，该设备由具有水平方向和竖直方向直线运动的转台和具有绕XYZ三个坐标轴旋转的三轴转台组成，两台转台之间间隔一定的距离。另一种类型设备为五轴转台，一种五轴转台由一个具有绕XYZ三个坐标轴旋转运动的三轴台和一个具有绕XZ两个坐标轴旋转运动的两轴台组成；另一种五轴转台是三轴台和两轴台为一体结构，三轴台的外框轴和两轴台的外框轴采用一种套装结构同轴安装。这两种伺服转台成本都较高，结构也较复杂，所需场地也较大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的:提出一种新的三轴伺服转台机械台体结构。
[0005]本实用新型的技术解决方案是，一种三轴伺服转台，包括横滚轴系、方位轴系和速度轴系三个轴系，其特征是，方位轴系和速度轴系同轴，均为铅锤轴，方位轴系安装在速度轴系工作台上，第一产品安装在方位轴系工作台末端；第二产品安装在横滚轴上，横滚轴线为水平轴，横滚轴系安装在速度轴系工作台末端。
[0006]方位轴系设置有用于驱动的第一无刷力矩电机及作为位置测量元件的整体式角度编码器，该整体式角度编码器转子和定子分别与无刷力矩电机的转子和定子对接。
[0007]方位轴系所用轴承为推力角接触球轴承。速度轴系设置有用于驱动的第二无刷力矩电机及作为位置测量元件的分体式角度编码器，该分体式角度编码器转子和定子分别与第二无刷力矩电机的转子和定子对接。
[0008]速度轴系所用轴承为四点接触轴承。
[0009]方位轴系和速度轴系的工作台均为悬臂式工作台。
[0010]本实用新型的技术效果:本实用新型提出的三轴伺服转台机械台体，第一产品和第二产品均绕同一铅垂轴线旋转，在进行试验产品的测试或调试时，方位轴系带动第一产品6旋转，控制第一产品6模拟真实环境中的各种运动状态，进行多种角速度和角加速度运动，速度轴系带动横滚轴系，控制第二产品进行对第一产品6的伺服运动，获得实验数据，对试验产品进行测试、调试，进而对产品进行优化及相关数据输出。
[0011]本转台各轴系所用轴承均为整体盘式轴承，各轴系均未设计轴，电机直接与轴承连接，装配简单；无刷力矩电机和角度编码器具有轴系角速度扩展空间，悬臂式工作台使产品外形及尺寸可变，与功能类似的伺服转台相比，本转台结构简单，装配方便，可扩展升级空间大，占用场地小，相应成本较低。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型三轴伺服转台的结构示意图主视图。
[0013]其中，1-横滚轴系、2-第二产品、3-整体式角度编码器、4-第一无刷力矩电机、5-第一无刷力矩电机、6-第一产品、7-方位轴系工作台、8-第一无刷力矩电机定子座、9-速度轴系工作台、10-四点接触轴承、11-第二无刷力矩电机转子套、12-第二无刷力矩电机、13-分体式角度编码器、14-底座。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明:
[0015]请参阅图1，本实用新型三轴伺服转台包括横滚轴系、方位轴系和速度轴系。其中，第二产品2安装在横滚轴系I上与其同轴，横滚轴系安装在速度轴系工作台9台面上表面末端。第一产品6安装在方位轴系工作台7上表面末端，方位轴系与速度轴系均为悬臂式工作台。
[0016]方位轴系主要包括第一产品6、方位轴系工作台7、第一无刷力矩电机4、第一无刷力矩电机定子座8、整体式角度编码器3和推力角接触球轴承5。跟踪目标6安装在方位轴系工作台7上表面末端，方位轴系工作台7固定在推力角接触球轴承5动圈上，推力角接触球轴承5定圈固定在速度轴系工作台9台面上表面上，与速度轴系同轴。第一无刷力矩电机4，第一无刷力矩电机定子座8和整体式角度编码器3安装在方位轴系工作台7中心圆柱形空腔内，第一无刷力矩电机定子座8固定在推力角接触球轴承5定圈上；第一无刷力矩电机4定子固定在第一无刷力矩电机定子座8上，转子固定在方位轴系工作台7上；整体式角度编码器3外壳部分固定在第一无刷力矩电机定子座8上，内轴部分固定在第一无刷力矩电机4转子上。方位轴系运动时第一无刷力矩电机4直接驱动方位轴系，由整体式角度编码器3作为位置测量元件，给方位轴系提供位置信号，构成方位轴系的角位置、角速率测量双闭环控制系统，实现对方位轴系各种角运动和速率运动等的精确控制。
[0017]速度轴系主要包括速度轴系工作台9、第二无刷力矩电机12、第二无刷力矩电机转子套11、分体式角度编码器13、四点接触轴承10和底座14。速度轴系工作台9固定在四点接触轴承10动圈上，四点接触轴承10定圈固定在底座14上表面上。第二无刷力矩电机12，第二无刷力矩电机转子套11和分体式角度编码器13安装在底座14中心圆柱形空腔内，第二无刷力矩电机转子套11固定在四点接触轴承10动圈上；第二无刷力矩电机12定子固定在底座14上，转子固定在第二无刷力矩电机转子套11上；分体式角度编码器13运动部分固定在第二无刷力矩电机转子套11上，固定部分固定在第二无刷力矩电机12定子上。速度轴系运动时第二无刷力矩电机12直接驱动速度轴系，由分体式角度编码器13作为位置测量元件，给速度轴系提供位置信号，构成速度轴系的角位置、角速率测量双闭环控制系统，实现对第一产品6的伺服运动。
[0018]横滚轴系根据试验产品需要可以为旋转轴或非旋转轴；方位轴系与速度轴系的轴承也可选用其它轴承，如角接触轴承和单向推力轴承的组合，或者空气轴承，液压轴承等，电机也可选用直流力矩电机或交流伺服电机等。
【主权项】
1.一种三轴伺服转台，包括横滚轴系、方位轴系和速度轴系三个轴系，其特征是，方位轴系和速度轴系同轴，均为铅锤轴，方位轴系安装在速度轴系工作台上，第一产品安装在方位轴系工作台末端；第二产品安装在横滚轴上，横滚轴线为水平轴，横滚轴系安装在速度轴系工作台末端。
2.根据权利要求1所述的三轴伺服转台，其特征是，方位轴系设置有用于驱动的第一无刷力矩电机(4)及作为位置测量元件的整体式角度编码器(3)，该整体式角度编码器(3)转子和定子分别与无刷力矩电机(4)的转子和定子对接。
3.根据权利要求2所述的三轴伺服转台，其特征是，方位轴系所用轴承(5)为推力角接触球轴承。
4.根据权利要求1所述的三轴伺服转台，其特征是，速度轴系设置有用于驱动的第二无刷力矩电机(12)及作为位置测量元件的分体式角度编码器(13)，该分体式角度编码器(13)转子和定子分别与第二无刷力矩电机(12)的转子和定子对接。
5.根据权利要求4所述的三轴伺服转台，其特征是，速度轴系所用轴承(10)为四点接触轴承。
6.根据权利要求1所述的三轴伺服转台，其特征是，方位轴系和速度轴系的工作台均为悬臂式工作台。
【专利摘要】本实用新型属于一种三轴伺服转台机械台体。所述三轴伺服转台台体机械结构包括横滚轴系、方位轴系和速度轴系三个轴系。方位轴系和速度轴系同轴，均为悬臂式工作台，方位轴系安装在速度轴系工作台上，第一产品安装在方位轴系工作台末端；第二产品安装在横滚轴上，横滚轴系安装在速度轴系工作台末端，第一产品绕方位轴系旋转，第二产品跟随第一产品绕速度轴系旋转，从而完成伺服运动。本实用新型创造了一种结构简单，装配方便，可扩展升级空间大，占用场地小，相应成本较低的一种三轴伺服转台新型结构。
【IPC分类】G05B17-02, G01C25-00
【公开号】CN204301748
【申请号】CN201420760961
【发明人】熊霞元, 杨春辉
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月5日