2、支柱:支柱两端分别连接平台面和底座,支柱下端与底座固联,支柱上端通过万向节与平台相连;
3、万向节:万向节主要起到套筒和平台面、支柱和平台面活动连接,实现平台在任意方向上转动;
4、丝杠和套筒:通过丝杠的转动带动套筒的上下运动,以达到调节平衡的目的;
5、联轴器:连接丝杠与电机和丝杠与套筒;
6、电机:为实现平台运动提供动力;
7、底盘:底盘上装有伺服电机。工程中如果允许,将电机驱动器、电源等控制系统也装在底座上。底盘装在轮船或军用汽车上,固定住整个装置。
8、导向杆:使横摇运动系统和纵摇运动系统在一条直线工作,摩擦极小、可以忽略。
9、圆弧齿轮:通过齿轮传动使平台完成俯仰运动;
10、蜗轮蜗杆:通过蜗轮蜗杆使平台完成旋转运动;
稳定平台要求达到的技术指标如下表2.1所示:
表2.1 稳定平台的技术指标
负载质量 精细稳定平台质量 精细平台倾斜角
0-25kg 30 kg -30°-+30°
初级平台倾斜角 频率 精度
-30°-+30° 1Hz 0.5°
初级稳定平台中各个部件要求如下表2.2所示:
元件名称 直径(mm) 长度(mm)
平台面 800 /
支柱 50 600
丝杠 25 440
套筒 50 122
万向节 60 82
螺母 4.8 30
平台面厚度 7mm
电机离支柱轴中心距离 50mm
表2.2 稳定平台各部件要求表
图2.1三文两级稳定平台总体结构
2.2 三文两级稳定平台的的工作原理
初级稳定平台主要是用来调平,是通过伺服电机的转动从而驱动滚珠丝杠转动,因为万向联轴的抗扭矩作用,使得丝杠螺母达到了上下运动的目的,从而实现了纵摇传动和横摇传动,进而控制平台的转动。
初级稳定平台采用两轴稳定方案,设横轴为X轴,纵轴为Y轴。平台三轴呈等腰直角三角形分布,固定轴与平台顶面的交点为直角顶点,横摇轴和纵摇轴与平台顶面的交点为三角形另外两点。横摇、纵摇运动分别为沿着两条控制轴的运动,故平台控制系统可对横摇和纵摇两个方向的分别进行控制。由于两方向的运动过程基本相同,下面只对其中一个方向作说明。
平台调整的目的在于使平台顶面最终处于水平状态,当底盘产生一个方向的摆动时,如纵摇、横摇或两者综合。通过支柱传递到上方的平面台。平台面下方的加速度传感器和陀螺仪测出这种变化。从而输出一个信号给DSP芯片。通过软件算法算出姿态角,以及伺服电机需要转动的角度。从而输出相应的脉冲给伺服电机驱动器,驱动电机工作。伺服电机带动丝杠转动。丝杠上面的套筒被带动,套筒向上或向下移动,从而调节初级稳定平台稳定。整个过程是个收敛的过程,直到初级平台稳定下来,伺服电机才停止工作。
调节平台有两种情况,第一种情况是平台只在横摇(或纵摇)方向上发生倾斜,倾斜角为 ,而在纵摇(或横摇)方向上没有倾斜。此时只需要驱动横摇(或纵摇)方向的伺服电机,当 时,输出负的方向信号以及相应的脉冲,驱动电机旋转,带动丝杠1右旋,套筒1上升,与套筒相连的万向节上升,调节平台稳定。当 时,输出正的方向信号以及相应的脉冲,驱动电动机旋转,带动丝杠1左旋,套筒1下降,与套筒相连的万向节下降,调节平台稳定。第二种情况是平台倾斜时在横摇和纵摇方向上都有倾斜角分别是 和 ,此时根据 和 的值分四种情况讨论,调节详情见表格2.2。 DSP智能稳定操控系统设计+文献综述(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_4561.html