一种三轴仿真转台的制作方法

1.本发明涉及三轴转台领域，具体涉及一种三轴仿真转台。


背景技术：

2.转台作为高精度仿真测试设备、自动跟踪平台以及调姿态定位设备等，广泛应用于我国航空航天、国防等领域，是一种复杂的集机、电、光于一体的现代化设备。转台作为航空、航天领域中进行的半实物仿真和惯组等的标定测试设备，在飞行器的研制过程中起着关键作用，它能够模拟飞行器的各种姿态角度运动，复现其运动时的各种动力学特性，对飞行器的制导系统、控制系统以及相应的元器件性能进行反复测试，获得充分的实验数据。
3.三轴转台具有三个自由度的运动，由于惯导模组、摄像头和电机等负载部件的存在，俯仰框整体的重心不在转轴上，不仅会加剧导致轴承等零件的磨损，影响转动的平稳性，且必然会增加控制系统的控制难度，尤其是在需要实现高精度控制的三轴转台中。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种三轴仿真转台，解决上述问题。
5.为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种三轴仿真转台，包括方位转座、俯仰部件、滚转部件和航向部件，所述航向部件通过第一转轴和方位转座转动连接，所述俯仰部件通过第二转轴和航向部件转动连接，所述滚转部件通过第三转轴和俯仰部件转动连接；
6.所述俯仰部件包括俯仰框和位于俯仰框顶部的第三电机，所述俯仰框的底部设置有配重块，所述配重块包括基块、垂向调节块和横向调节块，所述基块连接于俯仰框底部，所述垂向调节块位于基块上且能够沿俯仰框的高度方向运动，所述横向调节块位于垂向调节块上且能够沿俯仰框的长度方向运动。
7.优选的，所述基块远离俯仰框的一端设置有第一螺纹部，所述垂向调节块和基块连接的一端设置有和第一螺纹部螺纹配合的第二螺纹部；
8.所述垂向调节块远离垂向调节块一端的端面上开设有滑槽，所述滑槽的延伸方向和俯仰框的长度方向相互平行，所述横向调节块通过滑槽和垂向调节块滑动连接。
9.优选的，所述基块呈中空结构，所述第一螺纹部设置于基块内，所述垂向调节块的一端从基块的端部伸入基块中并和基块构成螺纹配合。
10.优选的，所述基块内设置有套筒，所述套筒和基块同轴设置，且所述套筒的外壁和基块的内壁构成环形空腔，所述第一螺纹部为外螺纹且设置于套筒的外壁上，所述垂向调节块呈中空筒状且设置于垂向调节块的内壁上，所述垂向调节块伸入环形空腔内并和套筒螺纹配合。
11.优选的，所述垂向调节块包括固定块和旋转块，所述固定块通过连接件和基块连接；所述旋转块呈套筒状且外壁上设置有外螺纹，所述基块呈中空筒状，所述旋转块的一端和基块转动连接，所述旋转块的另一端和固定块抵接；所述旋转块的外壁和基块的内壁构
成限位导向通道，所述限位导向通道内设置有升降块，且所述升降块和旋转块通过螺纹连接。
12.优选的，所述旋转块的抵接端设置有环形凹槽，所述固定块的抵接面上设置有具有弹性的环形凸起，所述环形凸起和环形凹槽过盈配合。
13.优选的，所述配重块还包括调节组件，所述调节组件包括两端和固定块转动连接的丝杠，所述丝杠上设置有和横向调节块固定连接的滑座；
14.所述调节组件还包括插销和固定盘，所述固定盘固定连接于丝杠上，所述固定盘上设置有围绕丝杠呈环形阵列设置的若干销孔，所述插销的一端贯穿固定块的侧壁并和固定块螺纹配合，所述插销的另一端和销孔插接配合。
15.优选的，所述调节组件还包括配重杆和配重盘，所述配重杆固定连接于旋转块内，且处于插件状态时的丝杠和配重杆对称设置，所述配重盘和固定盘对称设置于丝杠上。
16.本发明的有益效果集中体现在：
17.1、本发明的一种三轴仿真转台通过将垂向调节块沿俯仰框的高度方向调节以将俯仰部件及其负载的重心调节在第二转轴的轴线上，通过将横向调节块沿俯仰框的长度方向调节以将俯仰部件及其负载的重心调节在两根第二转轴的连接线的中点或中部位置，以增加俯仰部件及其负载转动的平稳性，有效的降低了轴承等零件的磨损，有益于提升控制系统的精度。
18.2、本发明的一种三轴仿真转台可根据俯仰部件上负载型号和位置的不同调节俯仰部件整体的重心位置，和固定式配重块相比之下，对于生产厂家而言，无需针对客户对负载型号的选配进行配重块的单独设计和制造，极大的降低了生产成本，对于客户而言，可根据实际情况的需要，替换或改变惯导模组和摄像头等负载的型号或者位置。
附图说明
19.图1是本发明的一种结构示意图；
20.图2是配重块的其中一种结构示意图；
21.图3是配重块的又一种结构示意图；
22.图4是旋转块的一种结构示意图；
23.图5是固定盘的一种结构示意图；
24.图例说明：1、方位转座；2、航向框；3、俯仰框；4、滚转框；5、第二电机；6、第三电机；7、配重块；8、基块；9、垂向调节块；10、横向调节块；11、套筒；12、滑槽；13、固定块；14、旋转块；15、限位导向通道；16、升降块；17、连接件；18、环形凸起；19、丝杠；20、滑座；21、插销；22、固定盘；23、销孔；24、配重杆；25、配重盘。
具体实施方式
25.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
26.一种飞行实验仿真设备包括上位机、三轴仿真平台和伺服系统，
27.实施例一
28.如图1所示，一种三轴仿真平台包括方位转座1、俯仰部件、航向部件和滚转部件；
29.方位转座1包括基座和位于基座内的驱动机构，驱动机构包括第一电机，第一电机通过减速器连接有第一齿轮，第一转轴连接有和第一齿轮啮合的第二齿轮。
30.航向部件包括位于基座上的航向框2和航向框2上的第二电机5，航向框2的底部和第一转轴连接，第二电机5为两台且分别设置于航向框2的两侧；
31.俯仰部件包括俯仰框3和位于俯仰框3顶部的第三电机6，俯仰框3的两侧分别通过相应的第三转轴和航向框2上的第二电机5传动连接；
32.滚转部件包括滚转部件包括位于俯仰框3内的滚转框4，第三电机6的输出端通过减速器和第三转轴转动连接，第三转轴的自由端贯穿滚转框4和俯仰框3转动连接。
33.俯仰框3的底部设置有配重块7，配重块7包括基块8、垂向调节块9和横向调节块10，基块8连接于俯仰框3底部，垂向调节块9位于基块8上且能够沿俯仰框3的高度方向运动，横向调节块10位于垂向调节块9上且能够沿俯仰框3的长度方向运动。
34.其中，垂向调节块9用于调节俯仰部件的中心的垂向位置，其主要作用是将俯仰部件及其负载的重心调节在第二转轴的轴线上，横向调节块10用于将俯仰部件及其负载的重心调节在两根第二转轴的连接线的中点或中部位置上，具体的，负载包括滚转框4、滚转框4上的第三电机6、滚转框4上的负载盒及负载盒上的惯导模组和摄像头等，上述负载的型号不同，自重和重心均不一致，本发明通过将垂向调节块9沿俯仰框3的高度方向调节以将俯仰部件及其负载的重心调节在第二转轴的轴线上，通过将横向调节块10沿俯仰框3的长度方向调节以将俯仰部件及其负载的重心调节在两根第二转轴的连接线的中点或中部位置，以增加俯仰部件及其负载转动的平稳性，有效的降低了轴承等零件的磨损，有益于提升控制系统的精度。
35.另外，本发明的一种三轴仿真转台可根据俯仰部件上负载型号和位置的不同调节俯仰部件整体的重心位置，和固定式配重块7相比之下，对于生产厂家而言，无需针对客户对负载型号的选配进行配重块7的单独设计和制造，极大的降低了生产成本，对于客户而言，可根据实际情况的需要，替换或改变惯导模组和摄像头等负载的型号或者位置。
36.在本实施例中，如图2所示，基块8远离俯仰框3的一端设置有第一螺纹部，垂向调节块9和基块8连接的一端设置有和第一螺纹部螺纹配合的第二螺纹部，通过旋转垂向调节块9以使得垂向调节块9沿基块8的轴线方向上下运动，进而使得俯仰部件及负载的整体重心上下移动；
37.垂向调节块9远离垂向调节块9一端的端面上开设有滑槽12，滑槽12的延伸方向和俯仰框3的长度方向相互平行，横向调节块10通过滑槽12和垂向调节块9滑动连接，通过将横向调节块10在滑槽12的左右横移以使得俯仰部件及负载的整体重心横向移动。
38.优选的，基块8呈中空结构，第一螺纹部设置于基块8内，垂向调节块9的一端从基块8的端部伸入基块8中并和基块8构成螺纹配合。
39.优选的，基块8内设置有套筒11，套筒11和基块8同轴设置，且套筒11的外壁和基块8的内壁构成环形空腔，第一螺纹部为外螺纹且设置于套筒11的外壁上，垂向调节块9呈中空筒状且设置于垂向调节块9的内壁上，垂向调节块9伸入环形空腔内并和套筒11螺纹配合。
40.实施例二
41.当配重块7的形状及尺寸和第三电机6相同时，可以提升俯仰框3整体的平衡性，实
施例一提供了垂向调节块9的其中一种结构，配重块7在重心调节的过程中，外形和尺寸是随之变化的，导致虽然可以起到一定的提升俯仰框3平衡性的作用，本实施例提供了一种能够使得垂向调节块9在重心调节过程中，形状和尺寸不发生改变的垂向调节块9。
42.在本实施例中，如图3所示，垂向调节块9包括固定块13和旋转块14，固定块13通过连接件17和基块8连接；旋转块14呈套筒11状且外壁上设置有外螺纹，基块8呈中空筒状，旋转块14的一端和基块8转动连接，旋转块14的另一端和固定块13抵接；旋转块14的外壁和基块8的内壁构成限位导向通道15，限位导向通道15内设置有升降块16，且升降块16和旋转块14通过螺纹连接。
43.具体的，连接件17用于将固定块13固定于基块8上，包括销轴及螺栓等，调节时，将固定块13从基块8上松开，以使得旋转块14处于可旋转状态，通过转动旋转块14以使得升降块16沿限位导向通道15上下移动，从而起到重心调节的作用，升降块16移动至指定位置时将固定重新固定在基块8上。上述结构相对于实施例一中的垂向调节块9结构而言，能进一步提升俯仰框3转动的平稳性。
44.优选的，旋转块14的抵接端设置有环形凹槽，固定块13的抵接面上设置有具有弹性的环形凸起18，环形凸起18和环形凹槽过盈配合。
45.具体的，环形凸起18和环形凹槽用于提升旋转块14和固定块13的接触面积和摩擦力，避免旋转块14在三轴仿真转台工作时发生转动，导致俯仰框3及负载的整体重心发生改变。
46.实施例三
47.为进一步提高调节精度和避免横向调节块10在三轴仿真转台工作的过程中产生位移，特采用以下结构：
48.在本实施例中，如图4～图5所示，配重块7还包括调节组件，调节组件包括两端和固定块13转动连接的丝杠19，丝杠19上设置有和横向调节块10固定连接的滑座20；
49.调节组件还包括插销21和固定盘22，固定盘22固定连接于丝杠19上，固定盘22上设置有围绕丝杠19呈环形阵列设置的若干销孔23，插销21的一端贯穿固定块13的侧壁并和固定块13螺纹配合，插销21的另一端和销孔23插接配合。
50.具体的，调节时，通过的转动插销21以使得插销21退出销孔23，丝杠19及固定盘22处于解锁状态，通过转动丝杠19以使得滑座20带动横向调节块10左右移动，进而让滑座20运动至调节位，通过的转动插销21以使得插销21伸入销孔23，丝杠19及固定盘22处于解锁状态，避免横向调节块10在重力或者惯性引发逆向传动，导致横向调节块10发生位移。
51.优选的，调节组件还包括配重杆24和配重盘25，配重杆24固定连接于旋转块14内，且处于插件状态时的丝杠19和配重杆24对称设置，配重盘25和固定盘22对称设置于丝杠19上。
52.具体的，通过配重杆24和配重盘25的设置，进一步提升配重块7本体的平衡性。
53.需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本技术，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本技术所必须的。