一种U型陀螺稳像转台的制作方法

一种u型陀螺稳像转台
技术领域
1.本实用新型涉及一种转台，具体是一种u型陀螺稳像转台，应用于图像监控领域，特别是应用于车载或船载环境要求领域。尤其涉及的是一种以力矩电机为动力，通过力矩电机与传动旋转轴直接连接，带动负载方位和俯仰转动，同时利用磁力油封的低摩擦力性能和高精度陀螺仪的测角度功能，通过控制调节，可实现负载视频图像的稳定效果。


背景技术：

2.现有光电转台多为球型结构，且固定式安装，方位和俯仰轴端多未安装制动装置，即抱闸，其轴端多采用油封形式进行端部机械密封。此类球型结构空间具有一定局限性，对于光电器件尺寸及数量配置具有一定限制，其采用的密封形式，具有较大的摩擦阻力。
3.对于应用在车载或船载环境的光电转台，一般需具有稳定图像的性能，其转动时对转动轴的阻力要求严格，在保证光电转台端部密封良好的情况下，转动轴阻力越小，转台的稳定图像效果越好。
4.对于多功能要求的转台，采用现有的球形转台形式，已不再满足结构空间要求，或在满足空间要求的前提下，其球径结构尺寸过大，对于车载或船载环境又不能满足使用要求。对于多功能要求的转台，其光学器件较多，功能性能较完善，对于固定结构要求较高，从而使整体负载结构部分重量增加。


技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种u型陀螺稳像转台，采用磁力油封进行轴端旋转密封，减小转台旋转轴间的摩擦力，进而增加电机瞬时正反转的灵敏能力，提高转台的陀螺稳像效果，增强视频图像的稳定性。
6.为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种u型陀螺稳像转台，包括转台底座、转台u型架和负载仓体；
7.转台底座包括底座壳体、方位动力力矩电机组件、u型架支撑座、导电滑环、滑环转轴、方位编码器、方位制动装置、方位磁力油封，u型架支撑座位于底座壳体顶部，滑环转轴位于底座壳体内并且滑环转轴顶部与u型架支撑座相连，导电滑环、方位动力力矩电机组件依次设置在滑环转轴的外侧，方位磁力油封设置于转台底座与u型架支撑座的连接处，通过方位磁力油封实现旋转轴端密封，方位编码器、方位制动装置分别与滑环转轴的底端相连；
8.转台u型架包括u型架体、俯仰动力力矩电机组件、转轴组件、俯仰电机支撑座、第一转轴支撑座、角度机械限位件，俯仰动力力矩电机组件、转轴组件分别设置于u型架体的两个支臂内，俯仰电机支撑座与俯仰动力力矩电机组件相连，第一转轴支撑座与转轴组件相连，负载仓体连接在俯仰电机支撑座和第一转轴支撑座之间；俯仰动力力矩电机组件与u型架体的连接处设有第一俯仰磁力油封，转轴组件与u型架体的连接处设有第二俯仰磁力油封，角度机械限位件位于u型架体支臂内侧；
9.负载仓体包括仓体、光学器件、陀螺和电器器件，仓体设置于俯仰电机支撑座、第
一转轴支撑座之间，光学器件、陀螺和电器器件设置于仓体内。
10.进一步的，方位动力力矩电机组件包括方位力矩电机定子、方位力矩电机转子、方位力矩电机定子固定座、方位力矩电机定子支撑座、方位力矩电机转子转轴和旋转轴承，方位力矩电机转子转轴设置于导电滑环外侧，方位力矩电机转子固定在方位力矩电机转子转轴外侧，方位力矩电机定子设置于方位力矩电机转子外侧，方位力矩电机定子固定座、方位力矩电机定子支撑座设置于方位力矩电机定子外，用于安装和支撑方位动力力矩电机组件，滑环转轴通过旋转轴承固定连接导电滑环的转子、方位编码器的转子和方位制动装置的转子，带动其旋转转动。
11.进一步的，俯仰动力力矩电机组件包括俯仰力矩电机定子、俯仰力矩电机转子、俯仰力矩电机定子固定座、俯仰力矩电机定子支撑座、俯仰力矩电机转子转轴和俯仰编码器，俯仰力矩电机转子转轴、俯仰力矩电机转子、俯仰力矩电机定子按照从内到外的次序设置，俯仰力矩电机定子固定座和仰力矩电机转子转轴设置于俯仰力矩电机定子外，用于安装和支撑俯仰动力力矩电机组件，俯仰编码器设置于俯仰力矩电机转子转轴一端。
12.进一步的，转轴组件包括转轴本体、转轴固定座、第二转轴支撑座、俯仰制动装置，转轴固定座、第二转轴支撑座设置于转轴本体外，用于安装和支撑转轴组件，俯仰制动装置安装于转轴本体一端。
13.进一步的，转台底座还包括设置于底座壳体内的控制电路组件。
14.进一步的，转台u型架还包括电源控制转接组件，包括固定底板、电源转接端子（44）和控制转接端子，电源控制转接组件通过固定底板安装于u型架体的中间横梁上，电源转接端子和控制转接端子用于转接电源线和控制线。
15.进一步的，负载仓体的水平转动角度为n
×
360
°
，负载仓体的俯仰转动角度为
±
90
°
，n为正整数。
16.本实用新型的有益效果：本实用新型采用一种先进的密封装置
‑‑
磁力油封，该磁力油封由静环和动环两部分组成，运用磁力技术，采用机封理念，全浮动密封面结构，整体结构简单，安装方便，动力消耗少，动静环结合面始终保持紧密接触，即使在较大的轴跳动下，亦可实现有效密封。由于磁力油封使用了模块化磁力补偿系统与新材料密封技术，使u型陀螺稳像转台具有低摩擦力和较高的密封性能，确保u型陀螺稳像转台在具有良好密封效果的前提下，提高动力力矩电机的响应能力，进一步增强转台的视频图像稳定效果。
17.采用力矩电机为动力电机，直接与旋转转轴连接，提供较稳定动力力矩。力矩电机具有大力矩、高转速、高响应的性能，即为转台提供足够的转动动力，又可输出较高的稳定转速，保证转台具有高负载能力及稳定视频图像的性能；同时力矩电机配置有高精度的编码器，与力矩电机同轴连接，保证转台具有高精度的旋转性和稳定的定位精度；同时力矩电机搭载制动装置，与力矩电机同轴连接，保证转台在断电状态下止转，即自锁，确保u型陀螺稳像转台和负载安全。
18.此u型陀螺稳像转台结构紧凑、高度集成化，采用模块化设计，便于组装，维护，进一步提升陀螺稳像转台的可靠性、稳定性、实用性。
19.本实用新型的结构可广泛应用于电子光学设备领域，特别应用于车载或船载环境领域。
附图说明
20.图1为本实用新型整体转台立体结构示意图；
21.图2为本实用新型整体转台三视示意图；
22.图3为本实用新型整体转台﹢90
°
结构示意图；
23.图4为本实用新型整体转台﹣90
°
结构示意图；
24.图5为本实用新型整体转台局部剖视结构示意图；
25.图6为本实用新型所述转台底座部分结构剖视示意图；
26.图7为本实用新型所述转台u型架部分结构局部剖视示意图；
27.图8为本实用新型所述电源控制转接组件结构示意图；
28.图中：ⅰ、转台底座，ⅱ、转台u型架，ⅲ、负载仓体，ⅳ、方位动力力矩电机组件，
ⅴ
、俯仰动力力矩电机组件，ⅵ、转轴组件，ⅶ、电源控制转接组件；
29.1、底座壳体，2、方位制动装置，3、方位编码器，4、方位力矩电机定子固定座，5、交叉滚子轴承，6、方位力矩电机定子，7、方位力矩电机转子，8、方位力矩电机定子支撑座，9、底座顶盖，10、方位磁力油封，11、u型架支撑座，12、滑环转轴，13、导电滑环，14、旋转轴承a，15、方位力矩电机转子转轴，16、底座侧盖，17、控制电路组件，18、旋转轴承b，19、底座底盖，20、u型架体，21、角度机械限位件，22、俯仰编码器，23、俯仰力矩电机转子转轴，24、u型架侧盖，25、旋转轴承c，26、俯仰力矩电机定子支撑座，27、俯仰力矩电机转子，28、俯仰力矩电机定子，29、俯仰力矩电机定子固定座，30、旋转轴承d，31、第一俯仰磁力油封，32、俯仰电机支撑座，33、第一转轴支撑座，34、第二俯仰磁力油封，35、旋转轴承e，36、转轴固定座，37、第二转轴支撑座，38、俯仰制动装置，39、旋转轴承f，40、转轴本体，41、负载仓体部分控制线缆，42、线缆固定座，43、固定底板，44、电源转接端子，45、控制转接端子。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
31.实施例1
32.本优选实施例为一种高精度重负载的u型陀螺稳像光电转台，如图1、2所示，包括转台底座ⅰ、转台u型架ⅱ和负载仓体ⅲ。
33.如图1、2、6所示，该转台底座ⅰ由底座壳体1、方位动力力矩电机组件ⅳ、底座顶盖9、底座侧盖16、底座底盖19、u型架支撑座11、导电滑环13、滑环转轴12、方位编码器3、方位制动装置2、方位磁力油封10、电连接器和控制电路组件17组成。方位动力力矩电机组件ⅳ包括方位力矩电机定子6、方位力矩电机转子7、方位力矩电机定子固定座4、方位力矩电机定子支撑座8、方位力矩电机转子转轴15、交叉滚子轴承5和旋转轴承14。转台底座1将方位动力力矩电机组件ⅳ通过方位力矩电机定子固定座4固定安装；同时方位力矩电机定子固定座4固定安装导电滑环13、方位编码器3和方位制动装置2。底座顶盖9密封固定安装在转台底座1顶部，放置安装方位磁力油封10，同时u型架支撑座11固定安装在方位力矩电机转子转轴15上端，通过方位磁力油封10进行旋转轴端密封，组成方位力矩电机调节机构。滑环转轴12固定安装在u型架支撑座11上，同时通过旋转轴承18固定连接导电滑环13的转子、方位编码器3的转子和方位制动装置2的转子，带动其旋转转动，保证转台底座1与u型架支撑座11、转台u型架部分ⅱ和负载仓体部分ⅲ的控制通信，并保证转台n
×
360
°
旋转。控制电路
组件17固定安装在底座侧盖16上，底座侧盖16密封固定安装在转台底座1侧面。
34.如图7、8所示，该转台u型架部分ⅱ由转台u型架20、俯仰动力力矩电机组件
ⅴ
、转轴组件ⅵ、电源控制转接组件ⅶ、俯仰电机支撑座32、第一转轴支撑座33、角度机械限位件21、u型架侧盖24和负载仓体部分控制线缆41组成。俯仰动力力矩电机组件
ⅴ
包括俯仰力矩电机定子28、俯仰力矩电机转子27、俯仰力矩电机定子固定座29、俯仰力矩电机定子支撑座26、俯仰力矩电机转子转轴23、俯仰编码器22、俯仰磁力油封31和旋转轴承25、30。转轴组件ⅵ包括转轴40、转轴固定座36、第二转轴支撑座33、俯仰制动装置38、俯仰磁力油封34和旋转轴承35、39。电源控制转接组件ⅶ包括固定底板43、电源转接端子44、控制转接端子45。转台u型架20将俯仰动力力矩电机组件
ⅴ
和转轴组件ⅵ通过俯仰力矩电机定子固定座29和转轴固定座36分别密封安装固定在转台u型架20两侧支臂上，同时将电源控制转接组件ⅶ通过固定底板43安装固定在转台u型架20中间支梁内，组成俯仰力矩电机调节机构。在转轴组件ⅵ端，设置角度限位装置，保证转台
±n°
旋转，可达
±
90
°
。同时在转台u型架20俯仰动力力矩电机组件
ⅴ
侧的支臂上，设置角度机械限位件21，防止负载仓体部分ⅲ在越过角度限位装置后继续旋转，对转台造成损坏。角度机械限位件21设置的机械限位角度大于角度限位装置设置的限位角度。负载仓体部分控制线缆41的固定安装走线方式为一种隐蔽式穿轴密封结构设计，在转轴组件ⅵ内进行穿轴走线，并密封固定安装在线缆固定座42上，一端与电源控制转接组件ⅶ连接，另一端穿过第一转轴支撑座33并进行隐蔽式固定安装，与负载仓体部分ⅲ通过电连接器进行连接控制。
35.负载仓体部分ⅲ结构形式多样，可根据具体配置设计不同类型的负载仓体结构，其设置俯仰角度机械限位和隐蔽式电连接器插座。负载仓体包括仓体、光学器件、陀螺和电器器件，仓体设置于俯仰电机支撑座、转轴支撑座之间，光学器件、陀螺和电器器件设置于仓体内。
36.将转台u型架部分ⅱ置于转台底座部分ⅰ上部，固定安装，并将转台底座部分ⅰ电源和控制线缆端子与转台u型架部分ⅱ电源控制转接组件ⅶ上的电源转接端子和控制转接端子连接；将负载仓体部分ⅲ置于转台u型架部分ⅱ的俯仰电机支撑座32和第一转轴支撑座33上部，固定安装，并将转台u型架部分ⅱ的负载仓体部分控制线缆41与负载仓体部分ⅲ的电连接器插座连接，组成高精度重负载的u型陀螺稳像转台。
37.结合图1、图2、图5和图6所示的实施例，u型陀螺稳像转台水平转动的实施过程为：通过控制信号使方位力矩电机定子6和方位力矩电机转子7上电并互相转动，方位力矩电机转子7通过方位力矩电机转子转轴15带动u型架支撑座11旋转，进而带动转台u型架20旋转，从而带动转台u型架部分ⅱ和负载仓体部分ⅲ转动，保证负载可n
×
360
°
旋转。
38.结合图1、图2、图5和图7所示的实施例，u型陀螺稳像转台俯仰转动的实施过程为：通过控制信号使俯仰力矩电机定子28和俯仰力矩电机转子27上电并互相转动，俯仰力矩电机转子27通过俯仰力矩电机转子转轴23带动俯仰电机支撑座32和第一转轴支撑座33旋转，进而带动负载仓体旋转，从而带动负载仓体部分ⅲ转动，保证负载可
±n°
旋转，可达
±
90
°
。
39.以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型做出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。
40.本实用新型所述u型陀螺稳像光电转台，可承受重负载要求，具有多功能要求及陀螺稳像性能，应用于车载或船载环境要求。尤其涉及的是一种以力矩电机为动力，通过力矩
电机与传动旋转轴直接连接，带动负载方位和俯仰转动；同时利用磁力油封的低摩擦力性能和高精度陀螺仪的测角度功能，通过控制调节，可实现负载视频图像的稳定效果；同时在力矩电机一侧增加制动装置，即抱闸，可实现力矩电机传动轴在断电时及时止转，转台自锁；同时在力矩电机一侧增加高精度编码器，利用编码器的高精度性能，可实现转台的高精度转动调节。